Реферат з теми випускної роботи

Актуальність роботи

      Подібно до того, як мистецтво реалізується в творах, а талант — у красі цих творів, техніка проявляє себе у виробах, а якість їх - у сукупності властивостей та корисності [7]. У техніці, технології служать засобом для виготовлення виробів. При цьому існуючі технології безперервно удосконалюються і створюються нові, що забезпечують істотне підвищення властивостей виробів. Це веде до еволюційного розвитку технологій і техносфери в цілому.

      Можна відзначити, що сучасна епоха науково-технічного прогресу зробила ще більш актуальною проблему безперервного розвитку техніки, створення принципово нових технологій і технологічних, систем. Вектор розвитку техносфери охоплює все більш нові та перспективні напрямки, збільшує потужність та інтенсивність науково-технічного прогресу. Цей процес всебічно поширюється на технології машинобудування і суміжні галузі народного господарства.

      Останнім часом, у зв'язку зі стрімким розвитком техносфери безперервно вдосконалюються технології машинобудування, широко розвиваються і оновлюються загальні підходи створення технологічних процесів і технологій, створюються якісно нові технології. До таких технологій, технологій нового класу, відносяться і функціонально-орієнтовані технології виготовлення виробів машинобудування.

     Існуючі технології в процесі виготовлення виробів звичайно забезпечують експлуатаційні властивості для всього виробу або його елементів. Тобто тут, пристосовується зазвичай весь виріб до максимальних умов експлуатації. Це в ряді випадків веде до підвищення собівартості виготовлення виробу, а іноді до зниження експлуатаційних властивостей. Тому в процесі реалізації технологій необхідно більш тонко і прецизійно реалізовувати технологічний вплив на місцевому рівні в залежності від всіх особливостей експлуатації функціональних елементів виробів і дії функцій в нано, мікро, макро зонах і ділянках виробу.

Цілі і завдання дослідження

     Головною метою роботи є підвищення довговічності і зносостійкості різального інструменту на основі застосування комбінованої функціонально-орієнтованої технології.

     Для досягнення мети в роботі поставлені наступні завдання:

1. Обгрунтувати доцільність використання комбінованої функціонально-орієнтованої технології як остаточного методу механічної обробки спеціальних металорізальних інструментів.
2. Дослідити функціональні зони й умови роботи інструменту
3. Дослідити різне поєднання функціонально-орієнтованих шарів та їх вплив на роботу інструмента.
4. Розробка технологічного процесу обробки спеціального металорізального інструмента на базі комбінованої функціонально-орієнтованої обробці.
5. Розробити рекомендації щодо вибору параметрів при комбінованій функціонально-орієнтованої фінішній обробці.

Огляд існуючих досліджень

     Дана технологія є новою, тому у світі небагато людей, які зараз цим впритул займаються і проводять дослідження.

      Одним з головних дослідників у цій галузі є професор кафедри «Технологія машинобудування» Донецького Національного Технічного університету Михайлов Олександр Миколайович. У його головній роботі по цій темі [1] він представив основи функціонально-орієнтованих технологій у машинобудуванні. Також під його керівництвом проводяться практичні дослідження в цій області.

Наукова новизна

      Наукова значимість роботи полягає:

Визначення режимів різання і умов роботи інструменту після комбінованої функціонально-орієнтованої фінішної обробки.

методики розрахунку параметрів експлуатаційних властивостей: зносостійкості, міцності.

Технологічне забезпечення процесів комбінованої функціонально-орієнтованої фінішної обробки спеціальних металорізальних інструментів

      Функціонально-орієнтована технологія виготовлення виробів машинобудування [3] це спеціальна технологія, що базується на функціонально-орієнтованих технологічному процесі та технологічній системі. Вона заснована на точній топологічно орієнтованій реалізації необхідної безлічі алгоритмів технологічного впливу знарядь і засобів обробки в необхідні нано, мікро, макро зони і ділянки виробу, які функціонально відповідають умовам їх експлуатації в кожній окремій його зоні. При цьому їх вигляд, тип, варіант, кількість, якість і алгоритм технологічного впливу цілеспрямовано визначаються, а також топологічно, функціонально і кількісно орієнтуються при їх реалізації в окремі зони вироби в залежності від заданих функціональних особливостей їх експлуатації. Застосування функціонально-орієнтованих технологій для виробів машинобудування дозволяє максимально підвищити їх загальні експлуатаційні параметри за рахунок місцевого збільшення технічних можливостей та властивостей окремих елементів, поверхонь і / або зон виробу в залежності від функціональних місцевих особливостей їх експлуатації. При цьому вироби машинобудування, що виготовляються за пропонованими технологіями, максимально адаптуються за своїми властивостями до особливостей їхньої експлуатації і проявляють свій повний потенціал можливостей у роботі.

      Слід зазначити, що пропонований новий клас технологій ускладнює процес виготовлення виробів, але в цілому забезпечує якісно нову сукупність властивостей і міру корисності виробів машинобудування при експлуатації. Це дає можливість істотно підвищити техніко-економічні показники експлуатації та використання машин і технічних систем.

      Застосування комбінованої функціонально-орієнтованої технології при виробництві металорізальних інструментів відбувається в кілька етапів:

1. Формотворення металорізального інструмента за вже існуючими технологіями з отриманням всієї необхідної геометрії але без остаточного заточення ріжучої кромки.




Рис.1 Спеціальні фрези до нанесення покриття

2. Підготовка поверхні до нанесення покриття: відбувається шліфування та полірування ріжучих кромок інструменту
3. Орієнтована пневмоструйна обробка: на установці УЗГ 4-1 відбувається бомбування порошком чорного кремнію ріжучих кромок інструменту, тим самим зміцнюючи їх поверхнево, і виходить необхідний радіус закруглення ріжучої кромки.




Рис.2 Установка УЗГ 4-1 для пневмоструйної орієнтованої обробки





Рис.3 Порошок карбіду кремнія чорного

4. Ультразвукова обробка поверхні: у спеціальному обладнанні в спеціальному розчині відбувається очищення.




Рис.4 Обладнання для ультразвукової обробки.

5. Знежирення хімічною обробкою поверхні: інструмент обробляється бензином, ацетоном і спиртом
6. Очищення тліючим розрядом у вакуумній камері під тиском 7.10 -3 Па протягом 10 хв.
7. Іонне бомбардування у вакуумній камері інструмента на протязі 5 хв під тиском 5.10 -3 Па
8. Прогрів інструменту у вакуумній камері протягом 5 хв під тиском 5.10 -3 Па
9. Металізація поверхневого шару інструменту на глибину 0,1 мкм у вакуумній камері протягом 2 хв під тиском 3.10 -3 Па




Рис.5 Металізація виробу в вакуумній камері

(Анімація зроблена в програмеі Gif animator: кількість кадрів - 23, кількість циклів - 5, розмір - 153Кб)

10. Нанесення покриття на інструмент товщиною 0,7 мкм у вакуумній камері протягом 10 хв під тиском 4.10 -3 Па
11. Охолодження інструменту у вакуумній камері протягом 10 хв.

      На виході отримуємо з вигляду звичайний металорізальний інструмент, але із зовсім новими якісними властивостями.

Рис.6 Спеціальні фрези після нанесення покриття

     Отримуємо підвищення зносостійкості інструменту в 3-4 рази.

     Прибираємо мікротріщини на ріжучій кромці.

Висновки

Нетрадиційні експлуатаційні властивості виробу і високі техніко-економічні показники виробу при його виготовленні і експлуатації забезпечуються за рахунок наступного:

1. прецизійного забезпечення місцевих властивостей виробу
2. забезпечення властивостей виробу в залежності від особливостей його експлуатації та дії експлуатаційних функцій
3. реалізації групи особливих принципів орієнтації властивостей виробу
4. реалізації властивостей виробу за рівнями глибини технології
5. повної адаптації властивостей виробу при виготовленні до особливостей його експлуатації в машині або технологічній системі
6. забезпечення заданого експлуатаційного потенціалу виробу
7. забезпечення необхідного експлуатаційного потенціалу виробу
8. забезпечення граничного або максимального експлуатаційного потенціалу виробу
9. реалізації високих техніко-економічних показників виготовлення і експлуатації виробу

Увага!!!

      Магістерськая робота на 09.06.2010 знаходиться в розробці, тому в подальшому можливі зміни. Остаточний варіант буде готовий до грудня 2010 року. У випадку необхідності за інформацієй можете звертатися до мене або мого наукового керівника.

Література

1. Михайлов А.Н. Основы синтеза функционально-ориентированных технологий машиностроения. - Донецк: ДонНТУ, 20О9. - 346 с.
2. Методы поиска новых технических решений / Под ред. А.И. По-ловинкина. - Йошкар-Ола: Map. кн. изд-во, 1976. - 192 с.
3. Митрофанов СП. Групповая технология машиностроительного производства. - Л.: Машиностроение, 1983. Т. 1, - 404 с; Т. 2, - 376 с.
4. Михайлов А.Н. Некоторые аспекты создания технологий будуще¬го // Новые технологии и системы обработки в машиностроении: Тезисы докладов научно-технической конференции. - Донецк: ДонГТУ, 1994. С. 87-90.
5. Михайлов А.Н. Общий подход в создании функционально-ориентированных и интегрированных технологий машиностроения // Ма¬шиностроение и техносфера XXI века. Сборник трудов XII международной научно-технической конференции в г. Севастополе 12-17 сентября 2005 г. В 5-ти томах. - Донецк: ДонНТУ, 2005. Т. 2. С. 261-275.
6. Михайлов А.Н. Общий теоретический подход создания новых прогрессивных технологий // Прогрессивные технологии машиностроения и современность: Сб. трудов международной научно-технической конфе¬ренции. - Донецк: ДонГТУ, 1997. С 168-171.
7. Михайлов А.Н. Основные принципы и особенности синтеза функционально-ориентированных технологий машиностроения // Маши¬ностроение и техносфера XXI века. Сборник трудов XIII международной научно-технической конференции в г. Севастополе 11-16 сентября 2006 г. В 5-ти томах. - Донецк: ДонНТУ, 2006.Т. 3. С. 61-77.
8. Михайлов А.Н. Основы синтеза поточно-пространственных тех¬нологических систем непрерывного де&ствия. - Донецк: ДонНТУ, 2002. -379 с.
9. Михайлов А.Н. Основы проектирования и автоматизации производственных процессов на базе технологий непрерывного действия. - Донецк: ДонНТУ, 2006. - 421 с.
10. Михайлов А.Н. Общие особенности функционально-ориентированных технологий и принципы ориентации их технологическихвоздействий и свойств изделий // Машиностроение и техносфера XXI века.Сборник трудов XIV международной научно-технической конференции в г. Севастополе 17-22 сентября 2007 г. В 5-ти томах. - Донецк: ДонНТУ,2007. Т. 3. С. 38-52.
11. Михайлов А.Н. Перспективы создания и развития прогрессивных технологий машиностроения // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: Сб. трудов международной научно-технической конференции в г. Севастополе 11-17 сентября 2000 г. - Донецк: ДонГТУ, 2000. С86-95.
12. Михайлов А.Н. Факторы эволюционного процесса развития но¬вых технологий машиностроения // Прогрессивная техника и технологии машиностроения: Тезисы докладов международной научно- технической конференции. - Донецк: ДонГТУ, 1995. С. 168-171.
13. Михайлов А.Н. Основные принципы и особенности синтеза функционально-ориентированных технологий машиностроения. // Упроч¬няющие технологии и покрытия. - М.: Машиностроение,. №2. 2007. С. 44 -53.
14. Михайлов А.Н., Михайлова Е.А.. Общая классификация вакуум¬ных ионно-плазменных покрытий на внутренних цилиндрических поверх¬ностях изделий машиностроения. // Упрочняющие технологии и покрытия. - М.: Машиностроение,. №7. 2006. С. 3 - 6.
15. Михайлов А.Н., Михайлов В.А., Михайлова Е.А. Ионно-плазменные вакуумные покрытия - основа широкого повышения качестваизделий машиностроения. // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. научных трудов. - Донецк: ДонНТУ,2004. Вып. 28. С. 108-116.