Анотація до роботи:

Крамар В.Г. Закономірності полірування каменя і декоративних ситалів інструментами на основі оксидів алюмінію та церію. – 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 деталей з каменя і декоративних ситалів інструментами зі зв’язаним полірувальним порошком на основі оксидів алюмінію та церію. Запропоновано для оцінки впливу хімічного складу оброблюваних деталей з каменя і декоративних ситалів на продуктивність полірування використовувати їх модулі активності та основності і показано, що величина їх добутку визначає продуктивність полірування. Розроблено методику розрахунку конструкції робочого шару інструмента, найбільш доцільної з точки зору рівномірності його зносу, яка дала змогу розробити новий інструмент для обробки плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів. Представлено результати дослідження умов розповсюдження мастильно-охолоджуючого технологічного середовища в зоні контакту поверхонь оброблюваної деталі та інструменту і показано, що продуктивність полірування деталей з каменя і декоративних ситалів змінюється обернено пропорційно квадрату товщини прошарку МОТС. Запропоновано критерій визначення максимально припустимих режимних параметрів процесу полірування деталей з каменя і декоративних ситалів, що враховує вплив коефіцієнта заповнення поверхні інструменту робочим шаром на середню температуру в зоні контакту інструмента і деталі.

На підставі результатів досліджень розроблено рекомендації щодо застосування інструментів для фінішної обробки плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів.

У роботі вирішена актуальна науково-технічна задача, яка полягає в розробці та науковому обґрунтуванні технологічного процесу полірування плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів спеціальними інструментами, що дають змогу підвищити продуктивність полірування.

У результаті проведених досліджень закономірностей взаємодії плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів з дискретною поверхнею інструменту зі зв’язаним полірувальним порошком отримані наступні результати:

1. На основі вивчення закономірностей процесу полірування деталей з каменя і декоративних ситалів із врахуванням їх хімічного складу показано, що продуктивність полірування визначається величиною добутку їх модулів активності М_а та основності М_о. Встановлено, що для забезпечення максимальної продуктивності полірування матеріалів, у яких М_аМ_о < 0,02, доцільно використовувати інструменти з полірувальним порошком оксидом церію CeО₂. Для обробки матеріалів, у яких М_аМ_о > 0,04, необхідно використовувати інструменти з полірувальним порошком оксидом алюмінію Al₂O₃. Матеріали, у яких 0,02 М_аМ_о 0,04, оброблюються з максимальною продуктивністю інструментом з суміші цих оксидів.

2. На основі вивчення закономірностей зносу робочого шару інструменту встановлено, що для забезпечення рівномірного характеру його зносу при поліруванні плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів на верстатах радіально-консольного типу необхідно, щоб коефіцієнт заповнення лінійно зростав від центральних до периферійних колових зон.

3. Розроблено методику розрахунку конструкції робочого шару інструмента, найбільш доцільної з точки зору рівномірності його зносу, що заснована на визначенні необхідного розподілу коефіцієнту заповнення поверхні інструмента робочим шаром по коловим зонам за допомогою fitting-методу.

4. На основі досліджень впливу умов розповсюдження МОТС в зоні контакту поверхонь оброблюваної деталі і інструменту встановлено, що продуктивність полірування деталей з каменя і декоративних ситалів змінюється обернено пропорційно квадрату товщини прошарку МОТС. Показано, що для інтенсифікації процесу полірування зменшення товщини прошарку можна забезпечити, не збільшуючи номінального тиску притискання інструмента до деталі, за рахунок зменшення витрат МОТС.

5. Запропоновано критерій визначення максимально припустимих режимних параметрів процесу полірування деталей з каменя і декоративних ситалів, що враховує вплив коефіцієнта заповнення поверхні інструменту робочим шаром на температуру в зоні контакту інструмента і деталі. Показано, що при частоті обертання інструменту 300500 об/хв. номінальний тиск його притискання до оброблюваної поверхні деталі не повинен перевищувати 0,050,03 МПа – для інструменту діаметром 160 мм і 0,030,02 МПа – для інструменту діаметром 250 мм.

6. Розроблено процес полірування плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів і інструмент на основі оксидів алюмінію та церію, які дають змогу підвищити продуктивності полірування в 1,5 рази.

7. Розроблено нову конструкцію інструменту для обробки плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів, що забезпечує високу продуктивність обробки і рівномірний знос його робочого шару ( = 0,12) (Держпатент України № 51091А від 15.11.2002).

8. За результатами досліджень розроблено практичні рекомендації щодо застосування інструментів для фінішної обробки плоских поверхонь деталей з каменя і декоративних ситалів.

9. Наукові та практичні результати дисертаційної роботи пройшли дослідно-промислову перевірку і впроваджені в виробництво.

Основні результати роботи висвітлено у наступних публікаціях:

1. Закономерности неравновесного процесса полирования алюмосиликатных материалов / Филатов Ю.Д., Горбачев Г.Ф., Сидорко В.И, Крамар В.Г., Скрябин В.В. // Сверхтвердые материалы. - Киев. - 2001. - №2. - С. 26-32.

2. Особливості формоутворення поверхонь неметалевих матеріалів при декоративному поліруванні / В.Г. Крамар, В.І. Сидорко, В.В. Скрябін, Ю.Д. Філатов // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 2001. - Спец. випуск. - С. 184-194.

3. 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.

4. Крамар В.Г., Філатов Ю.Д. Дослідження впливу хімічного складу природного і штучного каменю на продуктивність полірування // Сучасні процеси механічної обробки інструментами з НТМ та якість поверхні деталей машин. - Київ: НАНУ, ІНМ ім. Бакуля, серія Г. - 2003. - С. 166-174.

5. Патент 51091 А. Україна, МПК 7 B24D7/00. Інструмент для фінішної обробки / Новіков М.В., Філатов Ю.Д., Сидорко В. І., Крамар В.Г., Скрябін В.В., Ляхов В.Н.; ІНМ НАН України. - № 2001129157; Заявл. 28.12.2001; Опубл. 15.11.2002, Бюл. № 11. - 4 с.

6. Инструменты для финишной обработки деталей из неметаллических материалов / Новиков Н.В., Филатов Ю.Д., Сидорко В.И., Скрябин В.В., Крамар В.Г., Ящук В.П., Ляхов В.Н. // Інструментальний світ. - 2002. - № 2. - C. 4-6.

7. Крамар В.Г. Закономірності полірування структурно-неоднорідних неметалевих матеріалів // Тези Міжнар. конф. студентів і молодих науковців “Евріка-2001”. - Львів. - 2001. - С. 176-177.

8. Вплив хімічного складу природного і штучного каменю на продуктивність полірування / Ю.Д. Філатов, В.Г. Крамар, В.І. Сидорко, С.В. Ковальов // Матер. Междунар. научн.-техн. конф. “Новые процессы и их модели в ресурсо- и энергосберегающих технологиях”. - Одесса-Киев: АТМ Украины. - 2003. - С. 42-47.

9. Конструкция рабочего слоя инструмента для полирования деталей из природного и синтетического камня / Ю.Д. Филатов, В.И. Сидорко, В.Г. Крамар, В.В. Скрябин // Матер. Междунар. конф. “Современные материалы, технологии, оборудование и инструменты в машиностроении”. - Киев: АТМ Украины. - 2000. - С. 97-98.

10. Вплив температурного режиму полірування природного і штучного каменю на якість оброблених поверхонь / Ю.Д. Філатов, В.Г. Крамар, В.І. Сидорко, С.В. Ковальов // Матер. III-й Междунар. научн.-практической. конф. “Качество, стандартизация, контроль: теория и практика”. - Ялта-Киев: АТМ Украины. - 2003. - С. 100-104.

11. Regularities of technological liquid flow in contact zone at polishing non-metallic materials / Filatov Y.D., Sidorko V.I., Skryabin V.V., Kramar V.G., Gorbachov G.F. // International conference “Physics of liquid matter: Modern problems”. - Kiev. - 2001. - P. 50.

12. Дослідження впливу режимних параметрів процесу полірування на продуктивність обробки природного каменю / Ю.Д. Філатов, В.І. Сидорко, В.Г. Крамар, В.В. Скрябін // Материалы научно-технического семинара “Прогрессивные технологии в машиностроении и приборостроении”. - Запорожье-Киев: АТМ Украины. - 2003. - С. 62-65.

13. Финишная обработка деталей из неметаллических материалов и инструмент для ее осуществления / Филатов Ю.Д., Сидорко В.И, Скрябин В.В., Крамар В.Г., Ящук В.П., Шливанчанин М. // Zbornik radova proceedinds, 29 Jupiter Konferencija, 25 Simpozijum, NU-ROBOTI-FTS, Beograd, Februar 2003.- CD.- p. 3.26-3.28.