LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості інструментів та деталей з клиноподібними робочими елементами застосуванням лазерного зміцнення



НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"







ДЖАВАД ДЖАДАЛЛАХ МУСТАФА

АЛЬ ДУВЕЙК

(Королівство Іорданія)


УДК 621.375.826



ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ІНСТРУМЕНТІВ ТА ДЕТАЛЕЙ З КЛИНОПОДІБНИМИ РОБОЧИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ ЗАСТОСУВАННЯМ ЛАЗЕРНОГО ЗМІЦНЕННЯ





Спеціальність: 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук









Київ-2004 р.





Дисертацією є рукопис.


Роботу виконано на кафедрі лазерної технології, конструювання машин та матеріалознавства Національного технічного університету України " Київський політехнічний інститут "



Науковий керівник

доктор технічних наук, професор ГОЛОВКОЛеонід Федорович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", професор кафедри лазерної технології, конструювання машин та матеріалознавства.


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор БІЛОЦЬКИЙ Олексій Васильович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", професор кафедри фізики металів;

кандидат технічних наук, ОСИПЕНКО Василь Іванович, Черкаський державний технологічний університет доцент кафедри комп'ютеризованих технологій високоефективної обробки матеріалів.


Провідна установа:

Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, відділ плавки та рафінування сплавів, м. Київ.



Захист відбудеться 21 червня 2004 р. о 15.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.15 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, прт. Перемоги, 37, корпус 19, ауд.435.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, прт . Перемоги, 37.


Автореферат розіслано 20 травня 2004 р.



В. о. вченого секретаря спеціалізованої ради,

доктор технічних наук, професор ФОМІЧОВ С.К.






ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Лазерне зміцнення ефективне для поліпшення фізико-механічних властивостей матеріалів деталей машин та інструментів. Основними перевагами цього процесу є: можливість проведення селективного зміцнення; відсутність залишкових деформацій; можливість формування в металевих сплавах специфічних структур, що володіють високою зносостійкістю і твердістю; можливість керування геометричними розмірами зміцнених шарів.

На сьогоднішній день виконана велика кількість теоретичних і експериментальних досліджень, присвячених вивченню фізико-хімічних процесів, що протікають у матеріалах при дії лазерного випромінювання. Як правило, розглядалися ситуації, коли лазерне випромінювання діє на вироби, розміри яких і маса досить великі, що представляють собою з теплофізичної точки зору напівобмежений масив. На практиці дуже часто реальні вироби мають більш складну форму. Зокрема, до таких виробів можна віднести різні інструменти і деталі машин, у яких робочі елементи мають форму клина з різними кутами загострення (ножі, різці, фрези, протяжки, довбаки, матриці і пуансони штампів і пресформ, лопатки газових турбін, відсічні крайки деталей гідроапаратури і таке інше.

При розробці технології лазерного зміцнення гострих крайок цих виробів необхідно вирішувати визначені задачі. А саме, у залежності від хімічного складу і вихідного структурного стану матеріалу, кута загострення клина визначати умови лазерного опромінення, що забезпечували б одержання зміцненого шару з необхідними геометричними розмірами і найбільш сприятливою структурою. Стосовно до масивних виробів ці задачі у своїй більшості можуть бути вирішені розрахунковими шляхом, а отримані результати потім уточнені експериментально.

Якщо говорити про вироби клиноподібної форми, то для них вирішити ці питання експериментальним шляхом або взагалі неможливо ( малі кути загострення, менше 20◦), чи це пов'язано з дуже великими матеріальними і часовими витратами. Особливо ускладнюється рішення подібних задач, якщо такі вироби виготовлені з високолегованих сталей, наприклад зі швидкорізальної. Це обумовлено тим, що на цей час немає чіткої точки зору на механізм зміцнення швидкорізальних сталей в умовах лазерного опромінення, не встановлені закономірності, які відображають зв'язок характеристик структурно-фазового стану поверхневих шарів з умовами лазерного опромінення.

Вважаючи на те, що лазерне зміцнення на практиці принципово дозволяє суттєво, у 2-5 разів підвищити зносостійкість і надійність роботи таких інструментів та деталей, вирішення наведених вище питань є актуальним науковим завданням, важливим для розвитку промисловості України.

Зв'язок роботи з науковими програмами університету:

Дослідження, виконані у дисертаційній роботі проводилися у рамках державного проекту "Розробка наукових основ лазерного багатомірного формоутворення різноманітних виробів та розробка промислового варіанту лазерного устаткування для машинобудування, медицини" (номер державної реєстрації 197V009828 від 1999 року).

Мета роботи: Створення технології лазерного зміцнення клиноподібних крайок інструментів і деталей та методології визначення оптимальних режимів опромінювання, які забезпечують гарантовану їхню якість.

Задачі дослідження. Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі вирішуються такі задачі:

Проаналізувати можливості застосування лазерного випромінювання для зміцнення гострих крайок інструментів і деталей машин.

Експериментально визначити оптимальні структури зміцненого шару у швидкорізальній і вуглецевої інструментальних сталях, які утворюються в умовах лазерного опромінення.

Математичним моделюванням визначити характеристики теплового стану матеріалів в умовах лазерного опромінення, які забезпечують отримання оптимальних