Анотація до роботи:

Скрябін В.В. Підвищення ефективності полірування виробів з алюмосилікатних матеріалів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – “Процеси механічної обробки, верстати та інструменти”. Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, Київ, 2004.

Дисертацію присвячено питанню полірування плоских поверхонь виробів з алюмосилікатних матеріалів інструментами зі зв’язаним полірувальним порошком. Представлено результати дослідження впливу кінематичних параметрів обробки на рівномірність зносу робочого шару інструменту. Обґрунтовано конструкцію робочого шару інструменту для обробки плоских поверхонь виробів з алюмосилікатних матеріалів на мостових шліфувально-полірувальних верстатах з планетарним рухом інструментів, яка забезпечує високу рівномірність зносу робочого шару в процесі обробки (коефіцієнт рівномірності зносу = 0,1±0,04). Запропоновано модель фрагмента структури АМ Me[AlSi₃O₈] та враховано багаточастотну взаємодію матеріалів інструмента й оброблюваного виробу в процесі полірування, в результаті чого кластерну модель зносу поширено на клас алюмосилікатних матеріалів. Представлені результати досліджень впливу спектроскопічних характеристик матеріалів інструменту і виробу, що оброблюється (частоти власних коливань) на продуктивність полірування та шорсткість полірованої поверхні. Розроблено характеристику робочого шару нового інструменту на основі полірувального порошку оксиду алюмінію та зв’язуючого ПЕТФ. Розроблено методики оцінки якості полірованих поверхонь за коефіцієнтом відбиття світла та повнотою прояву ідіохроматичного забарвлення. На підставі результатів досліджень розроблено рекомендації щодо застосування інструментів для фінішної обробки плоских поверхонь виробів з алюмосилікатних матеріалів.

В роботі вирішена важлива науково-технічна задача, що полягає в розробці й науковому обґрунтуванні технологічного процесу полірування виробів з алюмосилікатних матеріалів й інструментів зі зв'язаним полірувальним порошком, які забезпечують підвищення ефективності обробки. В результаті дослідження закономірностей зносу робочого шару інструменту, зняття оброблюваного матеріалу й формування мікрорельєфу оброблених поверхонь виробів з АМ отримані наступні наукові та практичні результати:

1. Для теоретичного аналізу впливу структури АМ на шорсткість оброблених поверхонь запропонована модель фрагмента структури АМ Me[AlSi₃O₈], яка з урахуванням багаточастотної взаємодії матеріалів інструмента й оброблюваного виробу в зоні обробки дозволила значно підвищити точність розрахунку величини параметру шорсткості Ra полірованих поверхонь;

2. Встановлено, що при поліруванні поверхонь виробів з АМ величина параметра шорсткості Ra зменшується при збільшенні різниці частот власних коливань фрагментів оброблюваного матеріалу Me[AlSi₃O₈] та фрагментів матеріалу робочого шару інструменту CeO₂ або Al₂O₃ за гіперболічним законом , а продуктивність полірування збільшується зі зменшенням різниці частот власних коливань за лінійним законом ;

3. Встановлено, що для досягнення високої рівномірності зносу робочого шару інструмента (коефіцієнт рівномірності зносу = 0,10 ± 0,04) при обробці виробів з АМ на шліфувально-полірувальному верстаті з планетарним рухом інструментів коефіцієнт заповнення поверхні інструмента робочим шаром повинен зростати зі збільшенням радіуса колових зон r за параболічним законом: k_i(r)=138,2r² + 0,46;

4. Розроблено характеристику і спеціальну конструкцію робочого шару полірувального інструменту (Патенти України № 55048, 64524), які в процесі полірування плоских поверхонь виробів з АМ забезпечують високу якість полірованих поверхонь та рівномірний знос інструменту за високої продуктивності полірування;

5. Для кількісної оцінки повноти прояву ідіохроматичного забарвлення полірованих поверхонь виробів з АМ запропоновано критерій, заснований на порівнянні спектрів розсіювання світла обробленою поверхнею й поверхнею, що використовується в якості еталонної;

6. Розроблено нормативну, технологічну й конструкторську документацію для виготовлення інструменту для фінішної обробки плоских поверхонь виробів з АМ, а також рекомендації зі здійснення цього процесу;

7. При поліруванні виробів з АМ розробленим полірувальним інструментом величина параметру шорсткості Ra в 3 - 5 рази нижча чим при обробці алмазною полірувальною головкою і в 2 - 4 рази нижча ніж при обробці пастою на основі оксиду хрому.

8. Встановлено, що величина коефіцієнта відбиття світла К поверхонь виробів, оброблених розробленими полірувальними інструментами, в 1,3 - 1,7 рази вища, ніж при поліруванні пастою на основі оксиду хрому, а ідіохроматичне забарвлення проявляється найбільш повно.

9. Порівняння показників якості поверхонь виробів, оброблених розробленими полірувальними інструментами та оброблених за італійською технологією дозволяє зробити висновок про те, що за шорсткістю, коефіцієнтом відбиття світла та повнотою прояву ідіохроматичного забарвлення поверхні виробів, оброблених розробленими полірувальними не поступаються закордонним аналогам.

Основні результати висвітлено у наступних публікаціях:

1.Скрябин В.В., Сидорко В.И., Филатов Ю.Д. Закономерности формообразования поверхностей изделий из алюмосиликатных материалов // Сверхтвердые материалы. - 2002. – №5. – С. 74–82.

2.Скрябин В.В., Сидорко В.И., Филатов Ю.Д. Характер износа рабочего слоя инструмента при финишной обработке плоских поверхностей изделий из алюмосиликатных материалов // Сверхтвердые материалы. – 2004. – №4. – С. 69–74

3. Скрябин В.В., Филатов Ю.Д. Исследование механизма полирования изделий из алюмосиликатных материалов // Сучасні процеси механічної обробки інструментами з НТМ та якість поверхні деталей машин: серія Г „Процеси механічної обробки, верстати та інструменти”/ НАН України. ІНМ ім. В.М. Бакуля.- Київ, 2003.- С.174-182.

4. Скрябин В.В., Филатов Ю.Д. Закономерности полирования изделий из алюмосиликатных материалов инструментом с эластичным рабочим слоем // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения. Сборник научных трудов.-Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, ИПЦ АЛКОН НАНУ, 2003.– С.320-322.

5. Финишная обработка и контроль поверхности деталей из алюмосиликатных материалов / Филатов Ю.Д., Сидорко В.И, Горбачев Г.Ф., Ящук В.П., Крамар В.Г., Скрябин В.В. // Сверхтвердые материалы. - Киев. - 2001. - №5. - С. 70-75.

6. Контроль качества поверхностей из керамического гранита и поделочного камня / Скрябин В.В., Сидорко В.И., Филатов Ю.Д., Ящук В.П. // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения. Сборник научных трудов.-Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, ИПЦ АЛКОН НАНУ, 2004.-С.64-67.

7. Патент 55048 А. Україна, МПК B24D3/28, B24D3/34. Маса для виготовлення робочого шару полірувального інструменту/ Новіков М.В., Філатов Ю.Д., Сидорко В. І., Скрябін В.В., Крамар В.Г.; ІНМ НАН України. - № 55048; Заявл. 18.06.2002; Опубл. 17.03.2003, Бюл. № 3. - 4 с.

8. Скрябин В.В., Крамар В.Г. Полирование плоских поверхностей деталей из алюмосиликатных материалов инструментом со связанным полировальным порошком // 22 Miedzynarodowe sympozjum naukowe studentow I mlodych pracownikow nauki. - Politechnika Zielonogorska. - 2001. - P. 120-126.

9. Researches into surface layer of polished surfaces of details from natural and synthetic stones / Filatov Y.D., Sidorko V.I., Skryabin V.V., Kramar V.G., Yashchuk V.P. // Scientific works III International Young Scientists conference “Problems of optics & High technology Material Science SPO 2002”. - Kiev. - 2002. - P. 100.

10. Скрябін В.В. Критерій вибору матеріалу зв’язуючого інструмента для полірування алюмосилікатних матеріалів // Тези Міжнар. конф. студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики «Евріка-2001». - Львів. - 2001. - С. 176-177.