LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якісних характеристик деталей та РІ завдяки адаптивному управлінню технологічними параметрами плазмово-іонної та комбінованої обробки

обробка, комбінована обробка, якісні характеристики.

АННОТАЦИЯ

Юаньдун Син. Повышение качественных характеристик деталей и РИ за счет адаптивного управления технологическими параметрами плазменно-ионной и комбинированной обработки. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.07 – процессы физико-технической обработки. Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "Харьковский авиационный институт" – г. Харьков, 2007.


Диссертация посвящена разработке научных основ создания адаптивных систем управления плазменно-ионной обработкой (ПИО), комбинированной обработкой (КО), которая включает в себя широкий круг вопросов: выбор типа покрытия одно- и многослойного на детали или РИ в зависимости от условий эксплуатации (для РИ – режимы резания) и характера действий температурных напряжений (динамические или стационарные), системных основ выбора технологических параметров, геометрических параметров для размещения детали и РИ в установке и физико-механических характеристик (ФМХ) деталей перед обработкой, выбора методов контроля и обратных связей, создана система адаптивного управления и она экспериментально проверена для достижения стабильных качественных характеристик деталей и РИ.

Решена теоретическая совместная задача теплопроводности и термоупругости в зоне обработки детали и в теле РИ, которая позволяет не только получить поля температур и температурных напряжений, но и рассчитать теоретическую стойкость РИ.

Расчеты, проведенные с помощью этой модели, позволяют выбирать одно- и многослойные покрытия по критерию: в зоне перехода от покрытия к покрытию или от покрытия к подслою изменение температурных напряжений не превышает 30% (условие предотвращения термоупругого или термоусталостного отслаивания покрытия), а знак суммарных эквивалентных напряжений: отрицательный (сжимающие для передней поверхности РИ) и положительный (растягивающие для задней поверхности), т.е. можно использовать разные покрытия для передней и задней поверхностей РИ. Найдены удачные сочетания покрытий из химических соединений и подслоев из чистых металлов, а также между покрытиями из чистых металлов для динамического (прерывистое резание) и стационарного действия температурных напряжений.

На основе анализа физических процессов при ПИО, параметров контроля, возможных обратных связей получены технологические и физические параметры и способы их адаптивного управления, на основе которого создана реальная система адаптивного управления ПИО с измерением толщины покрытия и температуры детали в реальном масштабе времени. Представлены системные основы выбора технологических параметров обработки, геометрических параметров размещения деталей и РИ в процессе обработки, ФМХ детали перед нанесением покрытий, обеспечивающие максимальное значение функции цели – основной качественной характеристики (например, стойкость для РИ) и требуемый диапазон остальных качественных характеристик за счет выбора соответствующих параметров обработки и ФМХ перед обработкой (ПИО или КО).

Использование адаптивного управления позволило получить стабильные и высокие качественные характеристики для барьерного покрытия их нитридами циркония и гафния при различных соотношениях компонентов. Показано, что покрытие 0,8ZrN+0,2HfN имеет высокую микротвердость (до 36 ГПа), которая значительно выше микротвердости любого из компонентов, рациональная толщина их 56 мкм, которая позволяет получать максимальную стойкость РИ из Р6М5 при точении титановых сплавов. Определены давление реакционного газа, ток дуги, потенциал на подложке, рабочая температура РИ, которые соответствуют максимальным качественным характеристикам и производительности нанесения покрытия. Получено, что износостойкость твердого сплава ВК6 с различными видами покрытий и упрочнений может повышаться в 1,3 – 2,4 раза (ПИО) и в 4,0 – 7,5 раза (КО) по сравнению с TiN.

Разработаны физико-технические основы создания адаптивного управления ПИО и КО, с помощью которых получены стабильно высокие качественные характеристики. Разработаны рекомендации по разработке промышленных адаптивных систем управления ПИО и КО (с ПИО). Результаты внедрены в учебный процесс Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского "ХАИ".

Ключевые слова: адаптивное управление, плазменно-ионная обработка, комбинированная обработка, качественные характеристики.

ANNOTATION

Yuandong Xing. Quality characteristics improvement of details and cutting tools (CT) through adaptive control of the technological parameters in plasma-ionic and combined treatment. Manuscript.

The dissertation is prepared for graduate degree competition of candidate of engineering sciences on speciality 05.03.07 – processes of physical-technical treatment. National Aerospace University "Kharkiv Aviation Institute" – Kharkov, 2007.

The dissertation is devoted to develop scientific bases for creating adaptive control systems of plasma-ionic treatment (PIT), combined treatment (CBT), In the work following problems have been solved: type choice of single-layer and multi-layer coating on details or CT, depending on using condition (for CT – cutting mode) and character of temperature stress (dynamic or stationary); creation systemic base for choice of technological parameters, geometrical parameters of placing detail and CT, physical-mechanical characteristics (PMC) of details before treatment; control methods and feedbacks choice; creation of adaptive control system and its experimental verification for getting stable quality characteristics of details and CT.

Physical-technical bases of creation of adaptive PIT and CBT control are developed, which allow getting stable high quality characteristics. Recommendations on development of the industrial adaptive control systems of PIT and CBT (with PIT) are developed. Results of research are applied in educational process of National Aerospace University "Kharkiv Aviation Institute".

Key word: adaptive control, plasma-ionic treatment, combined treatment, quality characteristic.