Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.02.07. – Технология и оборудование
механической и физико-технической обработки, 05.02.08. – Технология
машиностроения. — Московский государственный технологический
университет «СТАНКИН». — Москва, 2011. — 34 с.
Научный консультант – доктор технических наук, профессор Верещака
А.С.
Целью исследования является повышение
эффективности формирования показателей качества и
производительности обработки изделий из керамических материалов
путем управляемого взаимодействия технологических сред и
поверхности на операциях финишной прецизионной обработки с
использованием теории технологической наследственности.
Научная новизна полученных результатов работы заключается в:
решении комплекса научно-технических и технологических задач обеспечения показателей качества и производительности обработки прецизионных поверхностей изделий из керамических материалов, включающих выбор метода формообразования, технологического обеспечения операции и кинетику изменения физико-механических свойств материала поверхности:
аддитивной зависимости уровня показателей качества поверхности от условий взаимодействия технологической среды и поверхности, присутствующих при этом механизмов разрушения материала и технологической наследственности: хрупкое разрушение с пластическим срезом при доводке фиксированным абразивом; комбинированное разрушение с преобладающей пластической деформацией при доводке свободным абразивом; на основе физико-химических процессов при полировании;
функциональных зависимостях скорости диспергирования и точности формообразования, учитывающих кинетику взаимодействия среды и поверхности, изменение свойств обрабатываемого материала в зоне диспергирования;
методиках оценки интегральной функции эффективности технологической среды в условиях гидродинамического абразивного диспергирования керамики по способу свободного притира;
статистических моделях, учитывающих иерархию влияния технологических и наследственных факторов на производительность доводки свободным и связанным абразивом с использованием аппарата искусственных нейросетей.
Практическое значение и реализация результатов.
Предложена методология технологического проектирования процессов прецизионной обработки керамических материалов, основанная на концепции технологической наследственности показателей качества с учетом функциональных характеристик технологических сред различного иерархического уровня: среды уровня операции, среды уровня технологического процесса (по Васильеву А.С.), среды уровня машиностроительного производства (по Соломенцеву Ю.М.).
Установлена приоритетная роль структуры материала и зернистости алмазного инструмента при формировании микрогеометрических показателей качества поверхностей на примере обработки вакуумплотной керамики ВК-100 и ВОК-60. Определяющими условиями формирования выходных показателей качества являются технологические особенности операций доводки мелкозернистой пастой АСМ 5/3 ПОМ, АСМ 3/2 ПОМ с технологическим обеспечением: комбинированной смазочно-охлаждающей средой (А.С. № 1162862, Кл. С10М 141/12), профилированием поверхности притира для реализации гидродинамического режима доводки, применением специальной мастики (клея) для обеспечения температурной стабилизации процесса.
Разработаны методика оценки энергетических функций повреждаемости материала в условиях обработки и методология выбора рационального комплекса технологических условий с использованием аппарата искусственных нейросетей. Результаты расчетов с использованием гибридной нейросети позволяют заключить, что на операциях финишной обработки керамических материалов свободным абразивом наибольший вес имеет коэффициент , характеризующий технологические условия проведения доводочной операции мелкозернистой пастой АСМ 5/3 ПОМ, который составляет около 85 %.
Результаты исследований реализованы в промышленной технологии Кинешемского предприятия ОАО «Поликор». Отдельные результаты исследований реализованы на ОАО «ЦКБ спецрадиоматериалов», ООО «Ивспецприбор» и в учебном процессе подготовки специалистов по специальности 151001 «Технология машиностроения» филиала ГОУ ВПО МГИУ.
Научная новизна полученных результатов работы заключается в:
решении комплекса научно-технических и технологических задач обеспечения показателей качества и производительности обработки прецизионных поверхностей изделий из керамических материалов, включающих выбор метода формообразования, технологического обеспечения операции и кинетику изменения физико-механических свойств материала поверхности:
аддитивной зависимости уровня показателей качества поверхности от условий взаимодействия технологической среды и поверхности, присутствующих при этом механизмов разрушения материала и технологической наследственности: хрупкое разрушение с пластическим срезом при доводке фиксированным абразивом; комбинированное разрушение с преобладающей пластической деформацией при доводке свободным абразивом; на основе физико-химических процессов при полировании;
функциональных зависимостях скорости диспергирования и точности формообразования, учитывающих кинетику взаимодействия среды и поверхности, изменение свойств обрабатываемого материала в зоне диспергирования;
методиках оценки интегральной функции эффективности технологической среды в условиях гидродинамического абразивного диспергирования керамики по способу свободного притира;
статистических моделях, учитывающих иерархию влияния технологических и наследственных факторов на производительность доводки свободным и связанным абразивом с использованием аппарата искусственных нейросетей.
Практическое значение и реализация результатов.
Предложена методология технологического проектирования процессов прецизионной обработки керамических материалов, основанная на концепции технологической наследственности показателей качества с учетом функциональных характеристик технологических сред различного иерархического уровня: среды уровня операции, среды уровня технологического процесса (по Васильеву А.С.), среды уровня машиностроительного производства (по Соломенцеву Ю.М.).
Установлена приоритетная роль структуры материала и зернистости алмазного инструмента при формировании микрогеометрических показателей качества поверхностей на примере обработки вакуумплотной керамики ВК-100 и ВОК-60. Определяющими условиями формирования выходных показателей качества являются технологические особенности операций доводки мелкозернистой пастой АСМ 5/3 ПОМ, АСМ 3/2 ПОМ с технологическим обеспечением: комбинированной смазочно-охлаждающей средой (А.С. № 1162862, Кл. С10М 141/12), профилированием поверхности притира для реализации гидродинамического режима доводки, применением специальной мастики (клея) для обеспечения температурной стабилизации процесса.
Разработаны методика оценки энергетических функций повреждаемости материала в условиях обработки и методология выбора рационального комплекса технологических условий с использованием аппарата искусственных нейросетей. Результаты расчетов с использованием гибридной нейросети позволяют заключить, что на операциях финишной обработки керамических материалов свободным абразивом наибольший вес имеет коэффициент , характеризующий технологические условия проведения доводочной операции мелкозернистой пастой АСМ 5/3 ПОМ, который составляет около 85 %.
Результаты исследований реализованы в промышленной технологии Кинешемского предприятия ОАО «Поликор». Отдельные результаты исследований реализованы на ОАО «ЦКБ спецрадиоматериалов», ООО «Ивспецприбор» и в учебном процессе подготовки специалистов по специальности 151001 «Технология машиностроения» филиала ГОУ ВПО МГИУ.