автореферат диссертации по инженерной геометрии и компьютерной графике, 05.01.01, диссертация на тему:Геометрическое моделирование процесса формообразования поверхностей при осаждении тонкопленочных износостойких покрытий

Штистерстю науки, шсией школа л технической политики Российской £«здерацяа

ЮСКСЗСКЯ: ОРДША ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШЗШ ТЕХНОЛОПШСШ'Й ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ШШШДЗШОЯИ

На правше рукопгси

КООТРШВ Андрей Воеволэдонг:

геометрическое модзякроваине прощиса

®ОРМООЕРЛ"ОВАйКЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ГО1 ССАВДЗШ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ИКЮСОСТО'.ДШХ ШКР1ГОЕ1

Специальность 05.01.01 - Прикладная геоузяряя а инкезврная гра$вз«А -

Автореферат диссертации на соасканае ученой стегзкя | калила'а технических яаук . )

?Ъску п - 1992

Работа Енпоякэна на каїолра прикладной госметрзиі Косао£сл>го орлина Яоиика и орд.чва Октябрьской Революция assauuoiiaoa шіотнтуї'о амепи Сорю Ордюнпкадуе

Иаучкніі рукоьсднтеяь - доктор техюпгских наук,

продессор Г.С.Нзачов

0>1'-т.падьшів опао нент - дочтор технических наук,

пм'Іоооор В,НЛ'у?.іш

- гаїдадат гехішчгокпх наук, Кбздаьошс озїтсддішя НИИАО .

' ' . Krcj.oB В.II.

Еодузая оргшшзедал - указана в ре.иошш

' слзааализироііЬ'іг.ого совэта

Зіздіь доевзрхесгв. состри?»! 22-Ш декаді I9S2r. i:a sac /лкгш сіШЕЗіагагагоїйі-ною Совега К 083.5І.С9 пра ЬЬсяовзкоа орд-їйа Трдеього Красного Вкатала мхкологичоском институте аяаоьэй вроіптояясстя. • •

С ;р»ооэргш№вЯ иокдо озсатйтся в бкблтотекв ШИІШ. Авторэфвры рг.тасяан " 1292г.

' УчоннЗ секретарь • * и Ґ]

Спвцпахизпроввкнвг© Ссгата ,_______-~1,' У И.Н.Акпдая

j: ■

Sae.'lWU'jgKA ОВДАЯ УДРАКШИСТИКА РАБОТЫ

' ^стуальяость тем ксоталзт'.андя. В найтояцео время пгошш-лзгшоть лротізЕОДЕ? сеносятельво болытав ко&ггество реауадх as-струиентов п А’Л’згсЯ иаяин с изнзсостоііїшм вократаем. Среди t-л ■ "одоб фазичесгого оснащения покритий широкое расоростраявнгэ ралучяя метод копдвьсацив г> вакууме вокртлй из плазмепаой фаза

о ионной богбарпировкой погсрхнестеа (і.'зтсд КИБ).

Одной из основных проблем при яспогьзоваззи изтодов- csas-лекпа является иолучение стабклькшс свойств покрытий, обгспечи-нал'зх шсокр> работоспособность. %и этом процесс огтгденяд га должен азчышгь начальну» гсоиетргв и кг-лтстео матэрхахл колзгоя-sta, ' ■

Несмотря яа то, что капаэ колебаний -гох^гш воцрыгшг з про-дэ*ах рабочзх яовзрхностей ивструменгз я деталей гагап -•'г^яегс? одтин из осгэвгздс обпза гробоваквй к качает?? покрытая, e*_'se,t-йжяь отраро>а2із,-яе веэгдг абосновалнчэ дакше об асобдаса-’глх формирокся.-' ї поддана пехрцїпя. '‘рактачеекп отсутствую саедэ** ?зя- о -харакг^ч?. осг-тэддо векртий на itpsnox ввреходшх sen слг>*юіірофЕгь».и к иовврхясстрй я методах управления гостюй ось-.тдаямэго слоя па счет кэрглэдг • струхгури электрического поля г-округ игделйя в камера установки.' .

■ На вал і'2 £•???, ЕУенкз структура глвктркческом пэжя & к.?.-t'opo УСЇ8ШЕХ2 играет рвїгк .'цуп роль в ироапосе фзрг»роваиия' еллзигл я ::>кр;пяя, гад и», с orvofl йорош, ч?стшзя ие-'ійряа.са пояр:?я&» дьигаяоь т тріектордам, блззхвм к силовым .глнзям аоля, «утдавтрпиадгд около ю&з? с пошшенкой ваирагик-tocnu.o друт5й"с«оронн, чдолщк с повілгенной еноргяей »фЯ со-упарвкзи с ідатчрнаяом подлоеки иашшг кек са структуру, так я начальную ьикрзг^окетрпк Іорма’ тадолай. •

Таким образо»*, одной аз астуалышх задач иссявдорпнкя яро- ’ цесса осаадотэт язкосостоДлас покритий является прогногярогаагэ ч обесвечелзе сгабзлыых характеристик. «юхратия и сохранение . :<;о»е??ачес£2£ параметров рабочих оле*.'затов изделий сложной гз-гсттркчвекой 4ср.а путем юоррзхщш структуры ояектраческого рэгя, .

Учитывгл с-т-’хиссть енгхйтических последований эл&этрдческон f ісхя, с оддай сгзрэпм, и ча;г.о виракеихуй гвамеряччеху*» стру»-:;щ совокузпогуа вэаютоортагекальных елзэрнх и оюшотенцааиь- ,

ннх линий, с другой, в рєуерігруекоіі работе їігі.блочєш катода геометрического моделирования для математического списанг-к експериментально полученных рядов точек равного потенциала, характе-рпзунцкх напряженность ноля и ее пространстванное разпределенае.

В связи о этим цель работы состоит с разработке методики моделирования семейств эквипотенццалей лишгД электрического по- ’ ля в ка’.:ере установи! как база для управления толщиной игюоо-стойких покрытий, осаддаемых электрофизическими метода.'Щ.

■ Для достияения указанной цели Сали поставлены и ролэни слє-дунцие задачи:

- экспериментальное исследование. толцини, <?орш,і.тротБор-дости осажденного слоя покрытия, гєометргг-іоских парзиетгое кнопок подложки л физическое моделирование картина электрического поля в камере установки;

- метод КОНСТруирОЕШШЯ семейств плоских алгебраическая кривых высших порядков с целью моделирования множества ежшшотзіще-альннх линий;

- зависимость плотности секейства рг.вяпстзнциакой от геомет-

рических параметров изделия, ^образца) п каыэри, а такке потенциала на образце; '

- способ корректировка картиш электрического'поля в камеро установки введением "масок";

- експериментально® подтверждение прогнозируемой,толщиш; формы осавдсяного слоя покрытия и геометрических параметров кромки подложки при коррекции картиш электрического поля. .

'Методика выполнения работы. Решение задач,. поставленных в диссертациойюй работе, базируется на методах алгебраической, про ективной, вычислительной и начертательной геометрии, теория елек-тро-физического осавденяя покрыгй,аналогового гдаделирокаяш электрических полей, математической статистики.

°бщей теоретической базой настоящего исследования послужили работы В.А.Бусыгина, В.Я.Волкова, И.С.Дкапаридзе, Г.С.Ивснэва,

И.И.Котова, В.Е.Михайлвнко, К.М.БаюкароЕа, В.М.Найдыша, В.С.Обуховой, В.А.Осішова, А.В.Павлова, В.Н.Первиковой, А.Л.Подгогного,

Н.Н.Рькова, З.А.Скопеца, А.Д.Тузова,.А.М.Тевлина, С. А. пропсы, П.В.йишппоЕар іі.<£.Четьерухина, В.И.Якунина и их учеников по вопросам геометрического моделирования.

А,А.Андреева, В.Н.Андреева, А.И.Аникеева, А.С.Верешдка,

I].С.Волкова, С.В.Касьянова, В.Б.Кудинова,, К.Ф.Пслетика, В.К.Сізт-

кова, В.П.Табакова, Л.Л.Ильнчева, И.П.Трегьякова и их учэкпьв по вопросам теория и практика упрочнниг-ях покрытий.

Научггта навязну выполненного исследования составляет следующие результаты;

I. Метод конструировал я семейств алгебраических кривых Ет'сишх поршадз нз основа квадратичных крсмоногых инволяцяЯ для аппроксииацса семейств апгипогенциалвіі;

Сп-усэб конструирования кривой шсшэго порядка, назмизой "ламюнгвр". Пспользоваш'о этой кривой в качества прсэбрзга конструируем;^ крзвнх расшпкот розмоашоотв тщраъяття их 4ор.ой;

3. Метод управлення процессом ссетденпя покрытий учитнва-пци й геометрятесквв параметры издеяая її кокеры, подогекяо к де-зия в кгмерз я величину сотанетала на подложке.

. 4. Рьапрздоление телята осажденного слоя пократпя на ісрои— кях перехода* сон слокппрг^ялышх поверхностей. .

5. Исслоаоваяие эаке'.;арностей, харэдтаризупцих связь между толщиной к моргай осевдемюго слоя и ягшряяенностьл электрачзскэ-

ГО ПОЛЯ В KS';?pg усТЗЯ0Е?!Т.

г Пвактпчс-окзя пеияост;. шполяекпсго иссяедовагяя заключает- . ся в раэрзбог-э уатематвіегких моделзЛ, методик, аггоратдаз я прогреми, njзіУ!яякдах уиравілть ЯорглоЗ я толщирой осапд.іємого слоя износостойких покрутгЛ. Результата npos-заегашх ясоледог&заЗ позволяют пйпр'кЗайгеать -їжтг-оївя рачсоуврного осагдлші покритий на пгл~лш сложной теилприческаЛ .‘рорла и прогшзгровать эксзлуатаптаг-шо хараятег.^тжл похри-’:! для cy^ecTpynsnx технологий. В частности, рвпслЯ еяедумііко гзда^ямеміяя знтпэ.гость для инжеи^но * практика,

1.Способ уяравяе.тяя толшяяой a £ор«.ч>й осаздазгого ка крог,-тх переходах зон слоя кскрятяя,’ ссхргцутгаий гєокзтгячоскйо парриетрц яйдзлий я огздзгшчгі на клррекстп картини электричее- , кого полк я і'.гікорз устгаохс-в введегагог спзцлалкях "касок". ■

2. &ar/czao«Ti* толапаг и гакротзердостя покрав от «гекони ".овдрг.є;'-'."" я угла '•г'.члоі’ї отсека поверхности шдлохкк к коя-яог.у потоку тр.? раззвчянх етзг.-ах ос’.'гдс.члі.

3. ?сг;*,-г!.’Д'щгк д.л ра.-раЗотки технологий равномерного

ссточения і.охги?я:і, соурлч-'пае исходя'»’» г«£.«егр?*і*?ок?»> параметри кро*- а такт? гг;огн^згроваяі*4 &::сг ^аташюш»? хлрмс-*Hi:yn:v. ■ яр,' су-\:т.у( l:;;x 7г-хііопог:н/.

С.

Уа ечічітт рііііосятся результаты, оиредзлл?*фіе цаучнуь ноші;:- , НУ и «койте практическую значимость:

- геометрическая годель зависиилтс. їожцши :: шкротвердос-

ти покрытия от времени конденсации и угла и^ллок* поверхности подлокки к ионному потоку материала покриікя пр»: различных схемах осаздешш; .

- осноЕаішая на расслояешх бирациокальшх преобразовавши пространства ыетидака конструцроваїшя конгруэшши кривых висілих порядков для аппроксимации линейного гарк&сь эквипотенциальных поверхностей;

- геометрические модели зависимости распределения чатс^иі

осаждаемого слоя покрытия от геометрических'характеристик образца, камеры, напряженая на образце с параметров кокетруктіишх олементов ("масок"); ,

- способ, управления толщиной и ^срьоіі осыщаоого ка кром-

ках переходных зон слоя покрытия .сохраюшцШ; геометрические Ем— ра:.:етры изделий. '

Реализация результатов после цокания. Предложенный способ и методика управления процессом осаддония износостойких покупай -внедрена на Оренбургском заводе сверл а на заводе по ремонту технологического оборудования ”0ренбурггазпромг.

Апробация работи. Основные результата диссертационной работа била доложены и обсуздени на окедуадше научно-технических ренцпях: ' - .

1. Пути пошиєшся а^фоктипіости оборудована с ЧПУ. г.Оренбург. І969г. , ■ .

2. Повышение эффективности технологических процессов !.*алш-

ностроательшх производств, г.Барнаул. І8В9г. ' . ' ■

3. Совершенствование процессов резания и средств автомати-

зации для повышения производительности гибких сталоЧІЩХ систем, г.Курган, 19а9г. . .

4. Современные истоды наплавки, упрочнякчцае защитные покрытия и испольаусмые материалы, г.Харьков. КЕ'Ог,

. 5. Повышение износостойкости режущего инструмента и деталей

машин путем ешмг.єеия упрочнящих и антикоррозионных покрытий, г.Оренбург. 199Тг. .

■ 6. На седанарз "Киоерптика графики". г,*ома, 1992г.

7. На аспирантских семинарах кафедры "ирикладная геометрия" , ШИ (І987-І922ГГ.) ' •

Сгоуктуу.-» п ойт.рн габо-п. Диссертация состоит пэ введения, трэх глав, зоулк.'юиия, бяблл-п'рэ-^'ли яз ЗЦ кагаиенований, 4-х ирилого-кпл п содпрязт 101 страницу камапоппстого текста, 87 рисунков,

23 '

ШИ• Тй:'Г! длсоерташш опубликовано 7 плуч'их ра-

бот, ? котог-;х .п.о<зтато*г»о нолно отрачеот теоретические я приклад-

№ рЯЗуЗУГЛТН проведениях ИССЛеДОВЗ’ГЧЙ.

СОаШХЛШЕ РАКЛИ

. ?э Еведенпя обоспопапа ачтутнс-сть тегза исследования. Рсс-с::>Т{..!-л сспр-.1:.;2Ш-:оо сосгоячяе допросоп свяэаншх о ос.т'зк'елсм П2;;ососго-?:ц::с вокрртвй », этолом КИР, гстодзия гооьотричесвого !Я>-яэлярэваззя л копстругпязия крютх линий и повзрхностгй, и тяк-гздолгровшЕП элекгт-п'пс'скх голеЛ. Сделан .тавэд о возт.'ожюсти укг процессом оса хдопвч путем изменения характеуметяя озо-

дг'рп7г-;га10 полл в-кё;/"?-' устлнопст.

П-тс-'ОЯ гл-уч посв'ПчГЯ окопбргтгентялытлу исследованию елп-и 1охгю.юпгг-с'оо: Чииор,)» проноса осачденпя п структурн эле: 1г^тго г:га умзягсолыта толгяна и ';ор:,"Ы осяжзригэго слол Уд :тз,;о:г^, Нп ссютч исследований, пггеэдоитк

сгпуа'-чс;г ос'зсал узтсдя КИБ. -гяялп экспериментлльпнх пс™

и,.*Л':,ГлПЙ, :■<•* модты: аи.ором, проалшхся вишгаз |я?,акз-гссг.'ст-чй'г-.—лх тешило;Л ггонгга-пллзттничх понрчткЧ.

с'-!”' протеки руспср^гагальгаз пссдпловагс»;» и 1п:':рстрер--:ст'л кскратпч т спривальш :,.уПр0:,...лр:,.сг:.:с:>^л'зи:-я;г л о.'разт^.ач, Ег^тсруютах !'?-:‘1ягп:'/'.н.:п'!. ■■ п; ?5с::иЛ гтоллп тгиоро'та’1: ?••»-

лск}-;г:я по?ггл(л одамат:* с^ду.-псз г\!юди:

1. ЯП ОС11НХ КрЭКЧЗГ ГС рвтоЦГГ^-; -УИ ТОЛаЯИД ЛОГуНТКЯ Р!П-’'•'.ТОЛЬНО Г.р?Г.Ч"ЭТ.1»? \П йГП-Тр:! ри”13) ТО.Т5Й117 ПОКрЧЧГ’Л НЛ

регуг.яггах участка*::

2. ГОП !иа ПОК^ТЯ! «.•! ри-угЯТ'ГЧ* уЧЛ-ПГ.,'* ?»ЙП:МТ С-7 7'П

•:л‘'”е1'т гстзэр-'гссгя подстггя гп^сху П'.ы*-ч, ггч.'сшг

УОНДОЙ^ККПЛ I? С<"*Л1 ООЯГД'Ч»:!'.;

3. происходят ягмонепяе ггомогрх'пгсг^т с' т:':”гтр';т- ц.адру-

осруглеи:1;») кро*?ся; ' ' '

■1, СТ1>;'У.Т?{’,1 !П»Э'«ТИ15 Н.1 Гро*'К« СИ^-ГЮР'К'Ч С'7 чууг'НА »;л /ггу'.^тг-’т угг'.ггкпх п ухудг«чг.";,

5. толщина и структура осавдош'гто ка кромка слоя сокрытия,

" а так же сохранена геометрических параметров хроюк аа-бііоят от напряженности электрического по;ш вокруг издехзш. Таким образом, дан обеспечения равьотолзашнисти покрытия и» всех точках области ооаздошш и сохранения геометрических пара~ иотров издедай необходимо создать однородную или блягкую к ко2 структуру йлектрнчосу-ого ПОЛЯ.

5тот вывод предопределил необходимость псследосаши картины олоктркчнокЕХ полой (распределение зкышотенциальшх линий) ъ ш-ьшрэ установки. . _

■ Исследование напряженности сязктраческого пога и ев прост- ■ реііствегаого расародбло:іг.'і было проведено методом аналогового ш-дэларованка иа специально сконструированной устакорхо. В результата этого ьтапа исследования била получены коордетл'ш точек раиг-лого потенляажа, хараитерозувдге нацржсаныость поля для различшх гмшвдмосхзх яарездтро» скорма электродов (образцов), их граши-Ы1Г ус-ют-ай оэдхгктеягш рша, Ешгируіцой сечеїш кяыорц.

В касэдизэо врез*-; ъ провзводотЕешис услоЕнгг картиной олех-гргтаакок ноля увралзкяг, э основном, за счет иаивюъая волохо-ІЖ I' ЦОргМ »Г£!КТрОДГ.<3. УчЯГі12?Л, ЧТО і £маненіш гхомвтричеекжЕ евродтров дадолиб в больсяиствв сяуч'-иг ндвоа\*»ыь>, вами продла-гзнз коррьхкфовзть глрт:;к;г шля за <;чст ваэдаішя ^оь’сшштелькгх . шдоруткзюмг шиь-лпое, названных "іяігками". ІЬлігйя, что иъа-Сояні ідаездзізаі гол.»/ для равнокериого расиродояэлч» толщ№ гв-гяатс.ч - однородное кало, било предлохзно в качеств ’‘?:асок" со-соль&овдаь о;саки хездотвеких повархгасгай, раевгмтешди над ро-ж$когя крожгжи кзделйи на оородэлогаюи расстояяаа.

£шкідадо?влш(з исследований позіолиш установить • колгтао-550 и чкзаогсшо эяачош» параметров еолоієння в іоіис; "касок"-г • е?і2Скмосік о? параиегрех; сср»а электродов, потєіжй.’іа ка нем и грдосяшс карл-л&троо т-ггл.

‘гск:« осказом, ирогедьшшв в першії главо исследэааняя по-Ь'азийі ьозкошість уяраьдеїшя толцішоіі оеащц»нного слоя покрыт»* еа счаг кзурэдцци картв&і елкктрачоского ноля. Ь;1г\'.і;'Л'‘:-г;гов 20 юодідьо осичко прздс-тавлямг з ш:дс. сомеіісггьа см^'шх ч ерм-ганашшх »ш ъкы&отешдашгих платность кэгодо х*~рактв~

резует иаириенность электрического мля. Учктавач четке вьіра£зк-кум геогатрнчесиуь струкіуіу картиш ;>г.ог.тричбекого ноля, харак-Твразуёмуи секойством зкюшзтекциало»і, иришла к ьлоду о цг.і.ісо-’ образвоатк исгіользоватен >.;стодзв додехрачесиого кодвллровакая

при ео изучешга. і;."^:їі'ссть описания крост-ралствепной картиш і:о,ся нрііБЗДит и нсобходїЕхетл ее ирэдст зело нюх' в ввдэ набора плосгіі.с ::арт;ш б пудскоііїях яучкг расслозшш, Получзшшя набэр да.онрц'їішг сечл;:и.і аквиюїсіщаалі поверхностей определяет с .G2!vi'oTiaoи степени: точності арб.&ринстьеннуг< картину поля. гтщп удава иосЕЯцгка разр^.сгке способов конструирования сс.:.'.гі!г:тг. и*:лшх л.гаїі тат* (’.оряг, •в о опредолошішт СЕОіістьа-ім, !!г,а.ііїасііі:лсн::';гс длч аапрсгепка' ля о&:.х;іістз плоских экзгсохчзя-и;: алей.

Падгіртоу к-х ьоначадх ра-зксстеїі .‘.жсгочлэров c~vi

степеня йьх определен гшь.шлькчл азрядск ашіроксилируя^ей кривой, р:л;;;з.': чагирзы. -

Ь; щ:?®юхз’-о йоксїрі’зройзті. кривые ~дшін как образи 20-т.пстп.: ц иьих з интодшиоыщх гсидрати-исіх преосрасогангях, у-”-т:;гая ;пх,::пп'у задітал іиг аішарлта. .

і'галі-.і копотруі.тявю-пр;*к.’авшіх :опросов цеитральшх прсоб-рвл^гки.'* п^осксо?;:, з’да-санаїх ислтрил Fi. л ялмркантзл:? кг-j* ЕО’.І li'1 , ПОЬТО.ТЇЛ ОСТП’ІЗВІП'МІ ка к; "ІЛСйТІІЧІчиХ преобразованиях,, эадева-..-иирщ-илкспоЯ ісраііоа>'л птсрого порядка л нессбствац-ют liux.vpri, со"ппт:"!;'.:л с гособсітонной toiiioJ параболи. (іср.-гугч г>гч-;: псїосрагоі-акаа очень дтюсти ц лаогг кзд: .

"■ ( I )

± Y . .

UV -'■• у -- : -.г i..' і.р-.обра:<а,

:> - rp • ;т;*л1ЬоЗ і;ар:іболи,

- : со; рт.і;я::і o6p.v.;a. ■

j ^у, іг.оь 'їлось дзласообрщч&м »'.спол±>зоі:сїь лрезб-

льз •«•«л*, у ш.ій ,'Г)-пр-:: ;п •; л mp.v.'o.i;. -*2 раопзд^.отся ка

|;..i ; j м'.;;. гі, і.‘,

С”,- г •утята, 'по слюдою:”.; а:,;л;- г;р:і коастругтотаііда •. <•: ііоеридстьіМ ^н::л л'—лотсд pan::oh::,ib!uil

іОсі с-с:ссь шшлрлга -і у-">о^k’j.i, ./^^образа и :гс р.ззті-•т.~> , i;p ;s yr>:.- ;:,i; гО.^тр*; np-.> >6p:;ja cu£.;’!JEaw 3ty

: ,:a >^P' V кун^тру.іі y.ir:u.i чг:'іо.1-"-бїччйа зой.-'о.і '

Пї-І'.:';: I’ С Г-1ST С 3 :(D’!32VF4 '^Л-tl-

ч:;г, uo':Си:а :

».::кігчїі? т.рілла Ч';г::иг:', порадел б.?з особн;: гоч&» паї а.чсК'Н» . .ііійіі акг.'чоїьнцкакеїі а камере без ’Vjqok".

SJ

- зоміпутио кришо четного порядка С двух кратной точкой для аппрзк-•аакацяи зквипогавдкалоЯ о я маской",

|Ш*"1 Аяялиа $оріл крашх и их характеристик- позвоДил шбрать в Качестве прообразов олляпси, кригао Лета и овалы Мшгера. Уравно-ила кривой Лота: .

легло в основу алгоритма шчаоления коордлнат ее точек с их даль-кэйсаЯ ликзйно-кусочкой аппроксимацией длл графической реализации. Дай «одошгс-эдкга замкнуте* кривше лв»з2> с двухкразьой точкой з

ш крашх 6ш> арадаохеш всаэльооват* в гглэстве прообраза кривую, иаэвшгаув "ладагог/’. В основу єє построения лег алгоритм нслучеетл овала Глмгера, г, котором ногодная округлость заменена

Д!а_криот!и Яр.т (г.лс.1) .

’ • Маишшая рвалиагишя Ёрдоохешюго способа консп дерс. одной країші шошех порядков позволила птюсік;;,т экшгга . ортл г параметров образцов, конструируемых посредотрям «ектга.’гчп.'х крвдо-

КОЕШС «ШЕОЛМЫЗ.

(2 )

гдо: А, В - гшачєняе валичлн полуосей кривой -*£мэ,

(і~т/п - иарснетріі кривой Лакэ,

С - смещение центра кривой Лама но оси ОХ,

качества прообраза бил тзыбры; овал Мкнгэрв, нкзыцп'Л двухкратную точку и задаваемый увагвзгогеи: *

, где: СІ . - сжияте цвнтра кривой по ссз ОХ,

' Г" - радд/с неходко"; окружности

Для раошареым ьозмююосмК увравдашк <*оркзй хокструпруе-

. пат?

. Пат? ■■> і • , Г<и -)»■ й

Рис. I

ПровсденкиЯ анализ точности аппроксимации конструируекнмя крагами зг:сперк?;еиталышх точек равного потенциала по значению дчспсрспи р (Гис.2) позволил вкбрать параметры преобразования:

- для кривой без двухкратной точки~Р-951С:=01т/п = 3/в ;

- лл'1 ктавой с двухкратной точкой-Р-80.С--20, т/п- 9Лэ, й»С,ПМ.

Тгблизг ннгзэх

1Тс«я1 1 I 1 I I I 4 1 5 1 ‘ ■. ? ! « ! ? ! 1В ! 11 I 12

Тгксп.1 5.3 113.5 110.3 122.5 125. Э 127. В 12?.3 131.3 131.3 132.0 132.? 132.1

1ТВСЭ.I -2.2 !14.2 119.5 123.8 123.» 12?.2 1ТЭ?4 131.3 131.9 132.2 132.2 13!.?

!Ч»*рз1 2.2 1 2.7 1 8.8 1 1.3 1 в.? I 2.2 I 1.4 I в.З I В.4 1 ».2 1-В.1 1-8.2

! Суки» хз>лв1тв* к»язои И.7442 4исп»асм« ,97847? I

” " РЯС. 2

Тгатгл ейраггг., исследования, проведеннве ео второй главе, иэз?ог.тда лр«дя>яать способ кокетрупротпаия кривых линча шеапп: поупй-'хп, тоделпрулггх ряд*: точек равного потенциала.

Тг^т'-я глагн посатдена создание уетодяги упраптения то.пдл-гоЯ сг.с--да’!,:.;го с.*с1 покриткя на безе прэдзолэписго спосо('<? т-сс-*вйств 8капгст^ч!шалп:1. .

‘ Выполнена ?.!г.сгзгатя70ская обргЛтка р«г?ул5тато? грогадррш* з::с!:"Г1»”9'нталырг: ясслсдогчи!!!. В к.пеепм» ппярог.сп'.«трутош? .?уя-ЗЧ>& г.^-лз.изог-ят.'пь МНОГОЧЛЕНЫ СТг;'тр:.Г П

^.о

Точности ипт-’ГО’згж.': •г-гголг;,-,:;’;с:-т'о?4' с/нкнп'! »• рчопг-И'^р''-Taa.HU».! дятояс! определяла4 кудг^рп-я ссглэс^л, кзк гг.Т”тк'зи с’•"•ч их стк.,;онн!'Т'-“1 в у:л-.'!:ч;'- то'гт‘п' •; '

СТЯЗДаГТ!''»** ГГр1'1Т°Л~р'’! МУС.

?;\~ло, рч '.гт^от^н:'. зог!,'!:”?стг Г';^тлг-' Ь " .

тг.ефдоегл Н от угла янктопч £ о* екп „'члл-ггки 1.?-’""-7тл) у пегчгу ;■ ->] ''>:ен;т г1 '15--' [ т-л^ чг--: :~г!".1.т

ОГ/чг/ГОУПГ..

-глс>!"0?т Т Н - ( ( £ I , 1: <.) , ?! - У~ { и I ! ) < !• :

.-Г*,-*. .'••Л'ГПМ^ "• ’ " ’ ‘Г,

Она шлзяи е;:д для:

. I. стационарного ііояохєшііі яади.т.ш; •

н <. О = 0,7 Г■ ю'*'■ j:2 ■■ tZ * 0,5 !■ І O'"*■ І1 ■ і - 0.3 0' і 0 * і'* ■- о, 5 5 ■ <0' \і і* *

+ 0,*7',и-2(Й7с( -£>;>і ^ - Нв,Р, ,

h і.о =-0.і7--і0’,'<Г Г *Ol-l'j-iO','-llL

і 0,55-і О" \і 4-0,25- ІСГ 'і* О, И ‘М'~С-0,k і 4,61,

2, цєнт!)іч/.ї,:іо-о^4?ь,є порсмеиеііль дздоїшд;

Им * 0,07 Ч0~*-4?-1г-0,1$ -40'*A* І +0,05-1*+0,04 І- Ґ +

10, і З і • і ♦ 5.2 і • і - 0, о 6 • і.2* З, їх І ♦ 5 В, S 5,

hi.i - О, 4-І • іО ■ V - O.itj-ІО *•«!. ■ L ; 0,Зі іО J’J- *0'і0і0 tiL>

• - 0. РіА + ІЦЬ-іУі* *0,051 •'’)_•!'З ,

3. Яй?.?;;-їЬр;:01Ч. МрСЮЦСНЗіі і: идгг.’ш;

Ні.г - -т.- - *0,!іЬ'-Ю'\С-В,1Ь-шг*Ль

■ 6’,і'і* ї• і Iі,.і і • av <• 0, ?<? • L~ * QJtb •£ + 3*, і■> ,

>іі.; -> 0,45 • lO'j.' і -О'і-S-іО*' С -0,і5-Ш^'Ь '

? ІК-ії-іО'1,!.' І • О, ■ ю'\і V ц ?іЗ • іО~*кг '0,2-ї .

r^ojivr'i-.ricciuj» .j-.yej-rpmti'*!:, iivn; гимна ь^.г-у^и^ошгь о’й-Iі'.олі.'д,їя Cf>; ;> в;::,; «усе vitfrxai&tcu ікшерп.с-гг.1»* о 3-л

крс/п.-эи -о*, .-ей ос.; с* і (рпс.З). э&ва-

с.://..'/...- ;;.v\ j.lt,.-* и .ч-г-м г :ц- га.и і А , ь ви'г/.с. ; аь Н -і .).

:.р сл.-.'іу,>етє!;."‘ ;од"і;.іро’.;ігооь тодше гас^*х('ичзсша >£•. i:at. cf.-. і I! . h ), ;ia

\\ь -. ti ) i:s ій ».<L*--.c.>ivau.:a?'4'., \ «> i. Itojj-

'Ici;;* it. ;м:ьал sstexc.’t..»иаь<>'• j(~.Ь',£.< ,b) , :і-тоі-аі таг-

cr t-дд: .

O’ --O.iulL ’ I bt> ’і • І,ІЧС~- Jz.-Ht *С/->їчО',:1 JC-ІЛ ■

і 0,26 И - 0. H-Ю * і і I, ■' 3f >2,

Тйй'міутааііл ата >.:оди:л. .1[:с-дсг:иля«т eorv;. гисл; ;.сч. ^хыпь иооівд-лраогс пр;!"»раь>:та'.. (чт пои.'Хі.-лл yj ицв/..: а г-га^ения О , сооіЕбїоть}ыцсн ргшнокорі.ой їоа.*йн.» ov;ta;ciii.C'i'o і..;о і і«окриік«

2 лхсіоЛ іочко кгдолііа .

і

■ [.Ьдал'.троь^лло карт;ша электрического поля в кг^ир'З уетанои-кг прогодилось и ;иа ятгпа. • . '

. На «?рног! огапи тделлровалось но.^г , 1т-струкг,/ь»- которого вшм тойьчо ,гоокегрк,1'.>сх»:е характерности образца я хкоды. Ин мором 01шю отделкровзлась струк-гура гаяя.искалешуго за счет ''масок", 5со!;оло:’.?;'ли-.-.; над взрсгдной образна. ••

. Исходам;! доши«1 л~л разработка .тдэлк явллисх. «яйдуюцие пара.етри:

о. - уггл нри и^та.но образца,

Ь - и’ссга пиЦкля образна,

• О - гаярязонгл к-ч еЗриадз, • •

. И - ыс.гга !Т:,;йги, .

Г: - 4;а:оч:>*)Е"псэ значение аотсиадала дгл. рддд точек,

Ь - ?„..рлп ьчс.;-.]::.

Сак'-’ол.? гл'.м!!'£.!одел-:,'с:а.,:эсь 1:ри:с;^:т ьмшяш, иг-.“л^лтцся <н.ря'-.>:£!И кг<л:’:х Лоз и "лагили-ер*' (для сяу-».и с ыаекоЛ) в г.’мТр-'Л'-ких !:ьгарага^::и игооРразоы-гвх. Редкс5,ч.г.:ш параметр!» зпсбршиюе/д т. я;.оойра?о? эп^дол^мсь ко методу.‘.о. ог.ксаню" г.о пгореЕ ., Зрл? игг-.з оЗраиа ктагой Л^'.з в хуэтрагыкх :сс;.г-;. .-.' "и: с Суг.ат:

' .V,! г А* У’.-Ц?; 4 >С , ' . Г), ^

";м - озр:^:1;:ьг,; ехяс. .

уп,_-"':лчг;:;: 'Рь’.гЛ ;-р:х:а, сок^фз'ми* окь^эюшиаяа, £.:.г: и<">,•;л:чм.'гмглз и;<сло::;!л ьос^шиешов А, В, С, входя-Г:.'.; Л (V), лг-ЗДс^хсл ^уГКЦ;'";.'.;; ОТ и

к-Ь.Ч'-и ♦ (*3/1*4 %«»Л* $76-5СV*<,« *.;,

5 • ’ ' ’

Г^Мб-иЧ^Е- -В,5Я; *^,0Уч-\\*П,чЦ5-Ь-{\11)-.^^^Г,

С*0.гЗЕ*-5,15Г »0,65-»0*?-а8-0л‘.-1о'г^ *<?Ш.

. В результате- Ерздл';1эг;а ытокиап пг^роонил ь-:дслгг олскгг:— лгекого поля, Нргкэр регл.:;.ш»и пртга^д-гн па ряс.4.

Контрояышо »ясод &шйг%г>!ДО ягслггдоьгши во*&зн>'«. чго гг« образце с Л к‘20° иалрчгсе на з-’ромко к5 то;«аио ле.-П'ьчктальио ступаете;? о* мл-г-кн сжс-итая нд пр,51»'Л2йС."лэм участк?, а также нет яскат.снгя ксходш?. шжгеряк г.|-?.».ка^

Гюр'ЪГ.Х'!!. КГШрН&.ЭК'яЗЛ'И ПОЛЯ Дї.І 05оСП079Н1Ш і'аш:омсу:>зг» і>!,олрадвг<5 г.а тсяагикі •оеа*деш,ого сг.ок осітесізллсгел квс/.чхги з камору ":-сгах" с сп'х-д^ишггл ісоо^д^лятль-а ( іп , 0? Д «зачислеи-;.-? .іяачлшіа їм л иг _бу :ч гулутоїш аж^ст/лстз:

</< «-fl.it • -• -:і» Ч,03ііі + 1;і.>, 68, < ‘,5 )

бг = -с!,1?7-;о',игг* и.йи?-з.озія*

- ’ (19)

: *0..«ЗГ‘- 2І,І2£ ЧМ.ІІ. . . • ■*

По”січ-:>;ґі и доду^ж’/лз цоркули т^утвш® б* , сссті^зї— вунцзе с.чччри. ;у _ і "/\ д ргг^ь .:>: пгноеитояью {}« глг«£г с.ілоодс-г.'іс’і естииадьж-- 'у?;-деталі? -£м &Г , хйр..дар£взу|,м»« • галотаїїї*; ’кзсоа" £ V -<?У5 м ойесязчїїгчтмїкв ршзшжеркоо огзядо-К29 по::р:'Т:л ю всех гочхах рабочсії к>н*і поверхности я^дслиа (образца». • .. . '

Ди рзллгзации аі.'0|-п.туа яост;*»-агА картига'яагн о "госвд» • «а* (ргс.б) о» та опредодеод числегоие гкотеная А я В, вхоаязхо ■ в (7) а птчолтдемя пар*'.«трдма ?л-х-,'Л " лагаптср4, использован-, ьой в ■г.гхк'<".т проао^с.-г крсгліі, уог.^гэдацах с.квгіялеіщайгй :

д*0,« £-у,??* ь,го-и1ч:?-и*іьччо>з-я'ь и-о.&н-М-ь* . '

« 2 г

З =0,91-ІСҐ£ г-5,Ік£+А Ці-52-Ц-0,и5і**ї<>-і.*0,ІЬ-Іо'І'Ь-іІ- СШ

Проведенные контрольные экспериментальные исследование по изучению распределения толщины покрытия на образцах, оснащошщх “масками'*, и фрактографический анализ осажденного слоя покритим подтвердил правильность теоретических выкладок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В реферируемой работе, посвященной разработке методики моделирования семейств аквипотенциальшх линей электрического поля в камере установки как теоретической базы для управления толщиной износостойких покрытий, осаждаемых электрофизическими методами, получены следуйте научные и практические результаты)

I. Эксперямонтаяьк,,' исследованы Закономерности распределения толщины и форш осаженного слоя покрытия от геометрических параметров изделий, технологических особенностей процесса при разливки схемах осавдекгл. При атом установлено, что толщина покрытия, осажденного на кромки переходных зон, представляющих из себя особые точки и линии, значительно отличается в сторону увеличения от толщины на регулярных участках. Установлено влияние структуры электрического поля на процесс нормирования толщины покрытия, в частности, наибольшее количество осаждаемого матерг.иіа приходится на отсеки поверхности с повышенной напряженностью поля. Выявлено изменение начальной геометрии §орют кромки. Уетшювлею, <Гто процесс формирования покрытия ка кромках переходных зон не загасят с'г схемы освядения.

2. Разработана гтэдака кс-цсхруароняшы посредством квадр;--тачшх инвош:тЛ семвйстг кривых етсзах порядков для аяпроксго/.з-цот семеЯстг йксввржшпазьто получега-их эквйпотеншаяоИ, харак-їорізуадях і'г-;ігяжєнность ялекгрического пллл. Установлен порядок 20лтїиокиалі-!га:! трпвігениЗ, глчсстзйшю адпроксшадосіх .сксперп-мопгальшз г.'сг? точек рамго потеїшл'-ла. Лредло.пєн способ полу-Ч'швл крпкой рчсоего порядка "лззжнгор" с целью ее г.опозої?гїі:іпї т: пачестгс прообраза игетруттруемдх і*»'£т.нх. Сраь'пгг'лм.гч аналіз

і'.ірастров ':'ГЙІОКСИГ.!ПруіЄіЛ?!5 І! ~;-0ІТ0Г'Л;«?!ТЯЛ2да І.?0ЛУЇ?НКЧХ

Н~оз точох р:п::иго поте'і:,т;:.-лп дозвог!л ?стат:згг.н» аргаготтигслі— ::іг-> гора/вгт» 'п.'брзпдагс» аг-аарата ггззбрасог-аякя п ярообргсч д’л

ПС КСТГЗІШОГО К0Д8ЛЛр0В£Ш"Л зг.сдорт.'?чг"-'ї-п,/х ртеоті то’їр.п рлгло-ГО П0ТЄШПП-:2.

. 3. Прсд’. г-'сї: способ уврарлеїші пропессск осаядзшш коярітнЗ ;іа кро:,іка:с еад-л&і пухом ьорріжцаи влектрячзского поля са счет ведения в чояеру дополнитс’-тышк поігструїстгвйнх оя-змзнгов - "*/з-Прв2яг»гск способ енчислєілія ^акгаччскоЯ ядотяестя зяких>-тс-щпалеЯ, *»ігз«тлрпзу>'7” структуру к^лл. сксппр:-і,:2ит.:»ль»'0 *,т-‘.'?поаяева злоз-аосгь сєкїїяпі зквецотзпції^."?;;?, еоогисгстпухпая раїжкерко.:; р .«определена е> 'їождлш.

4. Пре*/:-1 -'2*л способ псстрошгля пзрчлкч олектр-тгосного іг*яя а К'-і.-ерз уе'.стгяк, П03»‘ї5тл;т-лй опрг\зл.’»ь іто.'гзлекит "узедк" а Кз.ип получ-.-чм йараиегріР лрлі соотгг-готвупїзго условите р'изко-тохцшюсая сл.ікі«ншго с;.о=с покрытая. Работоспособность прек-лезгнного я:с:'ога подгвер?да>т зіадлерсі.'інг.'ианчкп асслрдопзга;”'»;.

5. РазрпЛггпяа геогеїріггесхая іізачяь загисяяостл гояцїгнн и узсротвердосга '.тзярктия о? углов наклона отсеков поверхностей к потоку агзг^гг времени юг'денсатя грл рячличных ехо'лах осач:-дсяхя. їїолутаглал і'одз.'.ь с.-вдназітекч длч опрецоаеігая схем сс&кдовпя ка стадия конст^дгорскиу я технологических разработок. а Т9КЖЭ копгродл качества нэ«ратяя ггп суяоотвулгис ?{шкмэгякт ■>еагдеюм.

С. !іі:оіі"о/г:і::-юв гсомзтрачссксз оСеоярчанпэ позволяет рзчрп-бглі,:?яц. ї--з!»ологя!і раннсуар;ого соатде’.:-м пог.рчтгл за яздеотт ргож Г!>с:-є?р:тско!\ .-ерка, сохрзнль-дло их гзомзтрччоскад гэ-рлм-зтрч, с •'й;:"с про\’-то^;т}'о-чтэкспт7?;т'гг.;о’' ”'л хтргкт'Ч’гатЕГй -лздето.; гщ; г'у'і-оті'.уі^т,^: їєхяологеях.

V. Ос-'Л':■■-'■ гизул'Т.М'.' : >-:г.,т .• ••.•.; .> .’лога;! п з^ра-чога з V. гсьяд, Плі \чо^;.::х от''^:,г го Г/'б , ^чпс.;гг:оі':г;л. 4:а іч'.:?;.;;;"

'прикладной геометрии МАИ. Предлохоїшая мотодкпа управлаіая процессом осаждения внедрена в виде рекомендацій со разработка технологий равномерного осаждения покрытий и прог::о>:ьроваыш эксплуатационных характеристик изделий дія существующих технологий на Оренбургском заводе сверл п РТО ГП "Оренбурггазпром” с оаи-. даемым экономическим эффектом 273 тыс.рублей.

Основные ДОЛОЕ2НИЯ диссертации опубликованы В СДЗДУИ&ІХ работах: ' .

1. Кострюков А.В. Формирование тонкопленочных покрытий ка рабочие поверхности инструмента, // Пути повышения эффективное-* ти оборудования с ЧІІУ. - Оренбург, 1989. С.34-35.

2. Ильичев'Л.Л., Кастрисов д.В. Влияние ориентирования геометрических форм сложнопро$ильшх поверхностей на характерно- ■ тики покрытий, наносимых методом КІЕБ. //Повышение эффективности технологических процессов маисностроитольшіх производств. -Барнаул, 1989. - С.34-35.

3. Ильичев Л.І., Иванов Г.С., -Кострюков А.В. Исследование закономерностей осаждения ионно-плазменных покрытий и управте--пио процессом осавдеїшя.// Курган, 1989. - С.85

4. Иванов Г.С., Ильичев Л.Л., Кострвков А.В. Исслвдовы-до

влияния напряженности электрического поля ка закономерности кри-цесса осаждения материала при ионно-плазменном нанесешга покра" тий.//Современные методы наплавки, упрочнявдио ааздстнно гожршяи

и,используемые материалы. - Харьков, 1990. - С.35-36. •

_ _ 5, ..Кострюков_А.В. Моделирование семейства эшшотеншв&аЕ

тквадратичнымк снволяаияыи при изучение процесса ыазсеикя ИЗНОСОСТОЙКИХ покрытий методом КИБ.// ііоььшекіїз ИЗНОСОСТОЙКОСТ-режущего инструмента и деталей машин путем нанесения упрочняющих и антикоррозионных покрытий, Оренбург, 1991. - С.39-40.

’б. Костражов А.В., Ильичев Л.Л., Рудаков В.И. Влияние времени конденсации в углов наклона подложки ка свойства нитридо-татЕношх покрытий.//Повышение износостойкости режущего инструмента и деталей машин путем нанесения упрочняиуіх и антикоррозионных покрытий. Оренбург, 1991, - С.17-18. _

7. Костршов А.В., Павлов С.И., Імагужина А.М. Математическая модель процесса нанесения износостойких покритий штодоа КИБ. //Повышение износостойкости режущего инструмента и_диталой каашн.путем нанесения упрочияпцих и антикоррозийных покрнтЕЗ, Оренбург, 1991. - С.69-70. .

ГШЕГКИЕСКОВ ЮЛБЕЇР0ВАНИЗ ПРОЦЕССА ЖГОООЕРАЗСВМІГіЯ ПОГсТИ'.ССТЙ! ПРИ ОСАЗДЙШ ТОІГйШЛЕНОЧШХ ПЗІІССОСТОІІПІХ ПЗКПІТІЇІІ .

( Автореферат )

Подписало у. петити 2І.ІІ.Р2. ;3эр:пт 60 х SO І/І6 І п.л. Тирая ЮС', й-хЧаз 11 f /

Ротйгтрнггг ОрПЛ, 4G0352, г.Оренбург, пр.ІІободн, 13