LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Технологічні засади підвищення зносостійкості дереворізального інструменту комплексною електроіскровою і лазерною обробкою

електродом і лазерною обробкою та дослідити його трибологічні характеристики в процесі контактної взаємодії з деревиною.

Для досягнення вказаної мети необхідно вирішити наступні задачі :

1. З'ясувати вплив деяких видів моно- покриттів на трибопоказники інструментальних сталей в контакті з деревиною з врахуванням її будови; виявити при цьому роль комплексного електроіскрового зміцнення евтектичним електродом і подальшої лазерної обробки.

2. Розробити новий безвольфрамовий евтектичний сплав і основні технологічні засади виготовлення електродів та нанесення комплексного зносостійкого покриття на дереворізальний інструмент.

3. Дослідити зносостійкість інструменту в процесі тертя (різання) з деревиною, встановити екстремальні ділянки зношування дереворізального інструменту і раціональні режимні параметри.

4. Оцінити зносостійкість і ріжучу здатність дереворізального інструменту з розробленим покриттям в умовах роботи верстатного обладнання та меблевого виробництва і видати практичні рекомендації щодо його застосування.

Об'єкт дослідження : евтектичний електродний матеріал для комплексного електроіскрового легування і лазерної обробки.

Предмет дослідження : новий евтектичний сплав на основі системи Fe-Mn-C-B-Si-Cr-Li, що сприяє підвищенню зносостійкості дереворізального інструменту і продуктивності процесу різання.

Методи дослідження.

Нанесення зносостійких покрить проводили на стандартному обладнанні, що використовується в промислових цілях.

Вплив виду покрить, властивостей деревини і режимів різання на трибопоказники пар тертя досліджували при їх тестуванні в лабораторних умовах за стандартними методиками на спеціальному обладнанні, а також в умовах роботи верстатного обладнання і меблевого виробництва.

Для вивчення структури і окремих фізико-механічних властивостей покрить використовували методи металографічного, рентгенофазового і хімічного аналізів.

Розробку регресійних рівнянь оцінки процесу зношування здійснювали з використанням поліному другого порядку.

Наукова новизна: На підставі встановлених закономірностей протікання процесів контактної взаємодії поверхневозміцнених інструментальних сталей У8 і Р6М5 з деревиною показано, що ефективних з точки зору зносостійкості значень трибопоказників досягається при використанні бінарного покриття, нанесеного шляхом електроіскрового легування евтектичним електродним матеріалом і подальшої лазерної обробки .

Вперше для нанесення електроіскрових покрить обґрунтовано можливість застосування безвольфрамового евтектичного сплаву системи Fe-Mn-B-C-Si-Cr-Li, на склад якого отримано деклараційний патент України на винахід (№39481А від 15.06.2001р). З'ясовано мікроструктуру бінарного покриття з такого евтектичного сплаву, розподіл в ньому елементів, проведено рентгенофазовий аналіз, визначено мікротвердість, характер зламу, шорсткість поверхні.

Шляхом моделювання умов тертя зразків, залежно від впливу параметрів, отримано регресійні рівняння і визначено екстремальні ділянки зношування різального інструменту з комплексним покриттям, проведено вибір раціональних режимних параметрів (питомого навантаження і швидкості різання).

Встановлено основні закономірності зміни величини сили різання і інтенсивності зношування різців із сталі Р6М5 з розробленим покриттям від швидкості і глибини різання, а також подачі.

Практичне значення одержаних результатів:

Розроблено технологію виготовлення нового безвольфрамового евтектичного електродного матеріалу на основі системи Fe-Mn-B-C-Si-Cr-Li та технологію нанесення з нього комплексного бінарного покриття шляхом електроіскрового легування і лазерної обробки з метою підвищення зносостійкості дереворізального інструменту.

Технологія нанесення комплексного покриття апробована на різцях із сталей У8, що використовуються при точінні ніжок стільців і столів на ВАТ Меблевий комбінат "Стрий" Львівської області, які показали підвищення зносостійкості у 2...3 рази в порівнянні з різцями зміцненими серійною технологією (гартуванням). Впровадження даної технології для зміцнення токарних різців дозволило підвищити продуктивність механічної обробки на 30...40% і дало економічний ефект 1650 грн. в рік.

Результати дисертаційної роботи впроваджено також в навчальний процес кафедри технології матеріалів та інженерної графіки Укр ДЛТУ при читанні лекційного курсу "Методи поверхневого зміцнення конструкційних матеріалів".

Особистий внесок здобувача :

  • запропоновано евтектичний матеріал для ЕІЛ [1]

  • здійснено порівняльні дослідження впливу покриттів на триботехнічні властивості ріжучого інструменту [2, 3, 4] та режимів різання на зносостійкість інструменту [5];

  • розроблено новий евтектичний сплав для електроіскрової обробки [6, 7];

  • проведено оптимізацію евтектичного сплаву по зносостійкості покриття [7];

  • побудовано регресійні моделі для дослідження процесу зношування [8];

  • досліджено зносостійкість покрить і силу різання при точінні деревних матеріалів на верстатному обладнанні [9];

  • досліджено структуру і основні фізико-механічні властивості комплексного покриття [10].

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації викладено у доповідях на конференціях:

  • Міжнародна науково-технічна конференція присвячена 125-річчю УкрДЛТУ. Підсекція : "Проблеми деревообробки на рубежі XXI століття: наука, освіта, технології." – Львів, 13 – 15 травня 1999 р.

  • ХІІІ Konferencja Naukowa Wydzialu Technologii Drewna SGGW "Drewno-Material o wszechstronnym przeznaczeniu i zastosowaniu." – Warszawa, 16-18 listopada 1999r.

  • V міжнародна конференція – виставка "Проблеми корозії і протикорозійного захисту матеріалів." Корозія – 2000. – Львів, 6 – 9 червня 2000 р.

  • Міжнародна конференція "Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий."- Кацивели. АРК, /18-22 сентября 2000 г.

  • 51-а науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу, наукових співробітників, докторантів та аспірантів УкрДЛТУ. Підсекція: "Поверхневе зміцнення і механічна обробка конструкційних матеріалів та графоаналітичні методи проектно-конструкторських розробок технологічного обладнання." – Львів, 9-11 квітня 2001 р.

  • IV міжнародний симпозіум з трибофатики "ISTF 2002". – Тернопіль, 23 – 27 вересня 2002 р.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 10 робіт: вісім статей у фахових журналах і збірниках наукових праць, одна – у матеріалах міжнародної науково-технічної конференції. Отримано один деклараційний патент України на винахід.

Структура та об'єм роботи. Дисертація складається із