Формування магнітно-абразивного інструменту зі стабільними властивостями в робочих зазорах кільцевого типу
| dc.contributor.author | Ткачук, Іванна Валентинівна | |
| dc.contributor.degreedepartment | інтегрованих технологій машинобудування | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Механіко-машинобудівний інститут | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-30T11:37:53Z | |
| dc.date.available | 2015-11-30T11:37:53Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | The dissertation for scientific degree of candidate of science in engineering in the speciality 05.03.01 – Machining processes, machine tools and tools. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2015. The dissertation covers the problem solving of formation magneto-abrasive tool (MAT) with stable properties during the technological cycle of magneto-abrasive machining (MAM) of geometrically-complex details. In the paper were studied the influence of the magnetic field gradient, the type and characteristics of magneto-abrasive powders (MAP), size of workpieces on the formation conditions of MAT. Using the developed techniques, were experimentally determined the stages of structurization of the ferro-abrasive medium in the MAT, defined the compaction areas, which allow to forecast and effectively influence on the MAM. The structural-kinetic model was developed, which takes into account the specificities of process reformation of ferro-abrasive medium in magnetic field and allows reasonably determining the directions of the control of formation mechanisms of MAT. The developed method of MAM with using regenerative rod elements at angles of 35° – 45° allows to control the polishing properties of MAT and to perform uniform machining of long details in the ring-type working area. The possibility of increasing the quality parameters of the cutting tool (CT) made of high speed steel and hard alloy was proved, and namely: increase of surface hardness by 10 – 15 % depending on technological conditions of MAM, characteristics of MAP, which are used to formation the MAT; reducing roughness of working surfaces to a level of 0,1 – 0,5 μm at the original 0,2 – 0,9 μm; controlled formation of radiuses of cutting edge rounding in the range of 10 – 25 μm with complete removal from CT surface mikroburrs, polishing of a mikrotears. Operational durability of cutting tools increases in 2 or more times compared to unmachined and machined by MAT without stable properties during the time. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. –Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт" Министерство образования и науки Украины Киев, 2015. Диссертация посвящена решению проблемы формирования магнитно-абразивный инструмент (МАИ) со стабильными свойствами в течение технологического цикла магнитно-абразивной обработки (МАО) сложнопрофильных деталей. В работе исследовано влияние градиента магнитного поля, типа и характеристик магнитно-абразивных порошков (МАП), размеров обрабатываемых деталей на условия образования МАИ. С помощью разработанных методик экспериментально определены этапы структурирования ферроабразивной среды в МАИ, определены зоны уплотнения, которые позволяют прогнозировать и эффективно влиять на МАО. Экспериментально доказано, что уплотненная зона в МАИ, которая формируется перед двигающейся поверхностью обрабатываемой детали стержневого типа при МАО в кольцевой ванне описывается уравнением полуелипса и зависит от геометрических, реологических, магнитных свойств МАП. Проведен полный анализ структурных элементов МАИ и установлены их характерные размеры. Не зависимо от размеров обрабатываемых деталей, скорости МАО и напряженности магнитного поля средняя длина конусообразных столбиков составляет 11,5 – 12 мм, а их диаметры 3 – 3,5 мм, ширина "мертвой" зоны составляет 5 – 6 мм. Впервые проведены исследования микрогеометрических характеристик МАП и установлено, что они подразделяются на: равноосные со степенью неравноосности kf 1,6 и равноосные с kf > 1,6; с увеличением размера фракции от 200/100 мкм до 400/315 мкм радиусы округления режущих кромок частиц возрастают от 26 мкм до 138 мкм. Эти данные позволяют прогнозировать обеспечение преимущественного диспергирования материала с поверхности деталей или осуществлять преимущественное пластическое деформирование поверхностного слоя в процессе МАО. Экспериментально доказано, что лучшая полирующая способность у МАИ сформированного с МАП у которых радиус округления режущих кромок частиц находится в диапазоне 40 – 70 мкм, а упрочняющая способность – 80 – 140 мкм и больше. Разработана структурно-кинетическая модель, которая учитывает особенности процесса переформирования ферроабразивной среды в магнитном поле и позволяет обоснованно определять направления управления механизмами образования МАИ. Разработан способ МАО с использованием восстанавливающих стержневых элементов (ВСЕ) при углах базирования по отношению к рабочей зоне 35° – 45° позволяет управлять полирующими свойствами МАИ и обеспечивать процесс равномерной обработки длинномерных деталей в кольцевой ванне. Впервые установлено, что коэффициент заполнения рабочей зоны МАП должен составлять 0,7 – 0,8, что позволяет частично восстанавливать форму МАИ силами магнитно-динамического происхождения. Для управления магнитными составляющими сил действующих на МАИ в процессе обработки предложено использовать немагнитный ВСЕ специальной конструкции, с магнитными вставками. Такой элемент позволяет формировать более жесткий МАИ в месте расположения магнитной вставки в рабочем зазоре. Доказана возможность повышения параметров качества режущего инструмента (РИ) изготовленного как из быстрорежущей стали, так из твердого сплава, а именно: рост поверхностной твердости на 10 – 15% в зависимости от технологических условий МАО, характеристик МАП, используемых для формирования МАИ; снижение шероховатости рабочих поверхностей до уровня 0,1 – 0,5 мкм при исходной 0,2 – 0,9 мкм; управляемое формирование радиусов округления режущих кромок в диапазоне 10 – 25 мкм с полным удалением с поверхности РИ микрозаусенцев, розполированием микровырывов. Происходит повышение эксплуатационной стойкости инструмента в 2 и более раза по сравнению с необработанным и обработанным МАИ без стабильных во времени характеристик. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Київ, 2015. Дисертація присвячена вирішенню проблеми формування магнітно-абразивний інструмент (МАІ) зі стабільними властивостями протягом технологічного циклу магнітно-абразивного оброблення (МАО) складнопрофільних деталей. У роботі досліджено вплив градієнту магнітного поля, типу і характеристик магнітно-абразивних порошків (МАП), розмірів оброблюваних деталей на умови утворення МАІ. За допомогою розроблених методик експериментально визначено етапи структурування фероабразивного середовища в МАІ, визначені зони ущільнення, які дозволяють прогнозувати і ефективно впливати на МАО. Розроблена структурно-кінетична модель, яка враховує особливості процесу переформування фероабразивного середовища в магнітному полі та дозволяє обґрунтовано визначати напрямки управління механізмами утворення МАІ. Розроблений спосіб МАО з використанням відновлювальних стрижневих елементів при кутах базування по відношенню до площини робочої зони 35° – 45° дозволяє керувати полірувальними властивостями МАІ та виконувати рівномірне оброблення довгомірних деталей в кільцевій ванні. Доведена можливість підвищення параметрів якості різального інструменту (РІ) виготовленого як з швидкорізальної сталі, так і з твердого сплаву, а саме: зростання поверхневої твердості на 10 – 15 % в залежності від технологічних умов МАО, характеристик МАП, що використовуються для формування МАІ; зниження шорсткості робочих поверхонь до рівня 0,1 – 0,5 мкм при вихідній 0,2 – 0,9 мкм; кероване формування радіусів округлення різальних кромок в діапазоні 10 – 25 мкм з повним видаленням з поверхні РІ мікрозадирок, розполіровування мікровиривів. Відбувається підвищення експлуатаційної стійкості інструменту в 2 і більше рази у порівнянні з необробленими і обробленими МАІ без стабільних в часі характеристик. | uk |
| dc.format.page | 27 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/14068 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.923 | uk |
| dc.title | Формування магнітно-абразивного інструменту зі стабільними властивостями в робочих зазорах кільцевого типу | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти | uk |