автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Обрабатываемость композиционной керамики на основе сиалона с низкомодульной фазой нитрида бора по критерию "Качество поверхности"

Р Г Б Он ЧЕРЕПАНОВ Андрей Викторович'

На правах рукописи

ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ КОМПОЗИЦИОННОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ СИАЛСНА С НИЗКОМОДОЬНОЙ ФАЗОЙ НИТРИДА БОРА ПО КРИТЕРИЮ "КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ"

05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 1995

Работа выполнена б Уральском государственной техническом университете.

Научный руководитель -

Официальные оппоненты -

Ведущее предприятие -

кандидат технических наук, доцент Куков Ю.Н.

доктор технических наук,

о

профессор Розенберг Ю.А.;

кандидат технических наук, доцент Тулаев Ю.И.

АО "Уралмзи".

Задата состоится в ауд. М-323

на заседании диссертационного совета К 023.14.15 в Уральском государственной технической университете, г.Екатеринбург.

С диссертацией «олэю ознакомиться"в библиотеке УГТУ.

Автореферат разослан 1905 года.

УченьЙ! секретарь диссертационного совета, кандидат «технически: наук,

доцент О.П.Гуко!!

СЩАЯ 1кТМС^?ЛСТт ?АЕО:Н

Актуальность проблемы. Одним :о наиболее ваакж критериев ссгмсгноста применения кошюэицисинцх горячэпресеосанных керашя на основа сиалона с низхсмодульиоЯ фазой нитрида бора з катаема материала для сопел плазменных двигателей является обеспечение заданного качества поверхности, т.к. ог него заэисит эрозионный износ рабочих поверхностей, а такав точность посадочных размеров.

Технологическая слснность получения. заготовок по форме и размерам приблгаенных и готогда изделиям из-за особенностей метода горячего прессования определяет необхсд1шость снятая больикх припусков при обработке. Для снятия этих припусков применяется метод резания лезвийным инструментом.

Внедрение новых керамических материалов на основе сяаяона с повыгенной термостойкость*) и износостойкостью, иаеяцих при этом значительная твердость 6-3 ед. по Ысосу, натолкнулось на следящие трудности: в отдельных случаях при резании лезвийным инструментом происходило образование обширных дефектов, не позволявших дальье использовать заготовку, полученные изделия имели неудовлетворительное качество поверхности, эызигаоцеэ погашенный эрозионный износ я неточность посэдотаых размеров.

Попытка введения чистовой обработки методом сдифогання не дали полоаительногэ результата из-за особенностей технология изготовления сопел двигателей, запрещавшей попадание гидкости на поверхность-изделия, а таете из-за слоаностя и разнообразия форм гзделяЯ из керамик.

Отсутствие данных о процесса формирования обработанной поверхности при резании горячепрессованнах керамик лезвийным инструментом не позволяет улувшть качество обработанной поверхности. Это определяет актуальность данной работы, направленной на исследование процесса формирования обработанной поверхности, выявление факторов, влияющих на него, разработку способов управления качеством получаемой поверхности, позволяющих обеспечить изготовление деталей с требуемыми параметрами.

Целы? работа является разработка способов и технологии для управления качеством обработанной поверхности при резании лезвийным инструментом горячепрессованньвс композиционных керамических материалов на основании исследования процесса формирования обработанной

"оазрхиостя. Дяя достижения поставленной цели потребовался рзгенио следующих задан:

1. Разработка схеьи стружкообразования при рооанкн горячепрес-ссванных керамик лезв1;Янын инструментом.

2. "стансисние основных зависимостей, связывавших фору и раз-мери области гоздогкого возникновения трещин с параметрами рсаима разения.

2. Установление основных зависимостей, связывающих размеры области зозмоеного возникновения■трацпн с верохозатостьзэ поверхности.

4. Заработка геометрии инструмента, прзпптствуопей образован»» дефектов на обработанной поверхности.

5. Одеика эффективности выполненных разработок и внедрение Полуниных результатов.

Научная во»изна. В работе зперзые выполнены комплексные исследования процесса формирования обработанной поверхности при резании лезвийным инструментом хрупких материалов с большой глубиной резания.

Изучены факторы, влияющие на формирование дефектов поверхности.

Полутени математические зависимости размеров зона возможного возникновения трещин в дефектов поверхности от параметров процесса резания.

Разработан ме?од сценки обрабатываемости керамики по критерии "качество поверхности".

Разработаны новые инструменты и способы управления качеством получаемой поверхности при резании керамических материалов лезвийным гаструментоы. .

Мэтлпн исплег.овяния. Теоретические исследования выполнены с использованием теорий: резания, прочности и пластичности материалов, разрушения твердых тел, горячего прессования. Эксперимента проведены с использованием методов изучения структуры горячепрессованных материалов, методов определения качества поверхности. Оптимальные параметры процесса резания определялись путем математического планирования экспериментов.

Руакткческая ценность и таализадия 'сезуяьтатов т;абе«ы. Предложена методика определения качества получаемых горячепрессованных заготовок, позволяощая оценить возможность применения каждой из них в тех или иных изделиях, а также провдвести оптимальный раскрой заготовки.

Разработаны новые способы лезвийной обработки, инструмент для их реализации, позволятжие получать детали из новых перспективных керамик серии СБН для плазменных двигателей. Разшботана методика управления качеством поверхности. При этом новые технологические приемы обеспечивают требуемое высокое качестпо получаемых поверхностей, что положительно сказывается на ресурсе работы изделий.

Предложена методика оценки обрабатываемости отделышх керамик по сравнению с керамиками, отлячакдичися процентным соотнопением компонентов.

Способ обработки горячепрсссованных керамических материалов лезпийны:« инструментом внедрен на ОКБ "Факел". Годовой экономический эффект при мелкосерийном производстве составил 65 тыс. рублей в ценах 1989 г.

На защиту выносятся:

1. Теоретические представления о процессе струякообразования при резании горячепрессованных керамических материалов лезвийным инструментом.

2. Закономерности и условия возникновения дефектов обработанной поверхности в зависимости от параметров процесса резания.

3. Новая методика сравнения (включая прогнозирование) обрабатываемости керамик, отличаилихся процентным соотношением компонентов.

4. Новые технологические приемы управления качеством обработанной поверхности, вкгочглщие геометрия инструмента для лезвийной обработки и методику выбора оптимальных параметров процесса резания.

Апробация работы. Результаты работы долот.екы на IX научно-практической конференции Уральского политехнического института (Свердловск, 1990 г. УГТУ-УПИ) и представлены з опубликованных тезисах и статьях. Три разработки по теме диссертации признаны изобретениями.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ и получено 3 авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и содержит 198 страниц машинописного текста, 15 таблиц, 55 рисунков, список литературы из 123 наименований и приложение на 1 странице.

ОСНОЕНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАВЛН

ВО ВВЕДШИ! обосновывается актуальность теш диссертационной рябо ;ы, раскрывается научная новизнз. исследований, излагается в краткой форме цель работы.

В ПЕРВСй ГЛАВЕ дается анализ литературных источников по следу-оаим вопросам: критерии обрабатываемости материалов и ioc связь со свойствами; влияние составляющих режима резани г., геометрик ревущего инструмента на качество поверхности при обработке лезвийным ревущим инструментом; процесс стружкообраэования для материалов с различной пластичностью.

Отмечается, что литературные источники затрагивая? только вопросы возможности получения изделий из тех или кнцх херадах обработкой лезвийным, инструментом, а «также сравнение обрабатываемости между керамиками различных серий. Вопросы улучшения качества поверхиое ти при ssom не затрагивались. Считывая хрупкое разрушение кокпозици онных керамик при резанш! лезвийным инструментом и ответственное но значение изделий из них, предлагается выделить критерий качества по верхности как основной при изучении обрабатываемости этих материале Незначительное изменение механических свойств горячепрессованных ко позиционных керамик при температуре контакта в области резания дает возможность поставить вопрос о зависимости обрабатываемости керамик от ее механических свойств при комнатной температуре.

.Анализируются различные схемы стружхообразования при лезвийной обработке. Показывается невозможность использования имеющихся схем для определения степени влияния тех или иных факторов на процесс формирования обработанной поверхности при резании керамик.

вормулируется задача оценки обрабатываемости керамики по крите рио "качество поверхности" путем изучения вопроса формирования обра ботанной поверхности с оценкой влияния различных факторов на этот процесс для возможности управления качеством поЕэрхности.

Подчеркивается, что процессы резания высокотвердых хрупких ш териалов теоретически мало исследованы. Исходя из того, что основные закономерности процессов резания проявляются для любых материалов, особенно близких по свойствам, делается вывод о возможности ис пользования для исследования обработки горячепрессованных керамик ряда зависимостей, полученных для резания ках малопластичных, так i пластичных материалов. Предлагается общее направление и последовательность исследований, уточнязтея их цель и задачи.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвгщена исследсзашю горячепрессозаннкх керамических заготовок как объектов обработки.

.Анализируются особенности заготовок, являющиеся следствием процесса горячего ^прессования: невозможность приближения форм заготовки к <$о£нэ изделия; неоднородность материала по объему заготовки.

Предлагается и обосновывается, что для своевременного зыяале-ния непригодных и правильного раскроя годных заготовок, э таете для получения достоверных данных при изучении процесса резания проводить контроль каждой заготовки.

Выяснено, что наиболее приемлемым для изучения и контроля однородности структуры материала заготовок является метод определения твердости материала по ГЪквеллу с полной нагрузкой на алмазный ундектор из диапазона 15-30 кгс з зависимости от состава композита.

Разработана методика контроля однородности материала заготовки путем определения границ выхода зон различной твердости на торцевые поверхности заготовки с последующим сравнением этих картин с эталонной картиной распределения зон различной твердости по объему заготовки, характерной для данного оборудования и параметров процесса прессования. По результатам сравнения делается вывод о пригодности заготовки и производится оптимальный раскрой.

В результате исследования подтверждено, что глаеная составляющая силы резания прямо пропорциональна твердости керамики (в пределах одной заготовки). На основании этого предложен метод контроля однородности структуры материала заготовки путем точения торцевых поверхностей заготовки с одновременной координатно-связанной с заготовкой и дискретной записью круговых диаграмм изменения главной составляющей силы резания. Построение картин выхода зон различной структуры на торцевые поверхности осуществляется переносом точек с минимальным, средним и максимальным значениями главной составл¡тощей силы резания на координатную круговую картину и выделением контуром, соответствующим этим значениям силы,зон. Затем сравнивается построенная картина с картиной эталонной керамической заготовки. По результатам сравнения делается швод о пригодности заготовки к дальнейшему использсванм. ¿Зданий способ контроля качества керамической заготовки защищен авторским свидетельством № 1772743.

3 конце главы обосновывается необходимость учета неоднородности материала заготовки как в процессе изготовления изделия, так и при исследовании процесса резания.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена теоретическим исследованиям процесса резания и формирования дефектов поверхности при обработке лезвийным 'инструментом горячепрессованных керамик.

Предлагается и обосновывается схема стружкообразования как для свободного, так и для несвободаого прямоугольного резания керамик. Пэказывается, что отличительной чертой процесса формирования стружки при резании хрупких материалов является неполный контакт передней поверхности инструмента с удаляемым материалом, в результате которого происходит .зарождение и развитие двух магистральных .трещин. Следствием является отделение элемента стружки под небольшим — 25° углом к направленно движения резца (рис.1).

Анализируются факторы, влияние на возможность образования и размеры дефектов поверхности. Производится классификация дефектов поверхности по определяющему процессу, гызываящему их возникновение:

- выколы, определяемые неполным контактом передней поверхности инструмента и удаляемого материала с последующим разворотом магистральной трещины в сторону обработанной поверхности;

- раковины, вызванные прохождением части магистральных трещин ниже линии обработанной поверхности (магистральные трещины 2-го порядка);

- краевые дефекты или сколы, образуосиеся при изменении направления распространения магистральных трещин при удалении материала ка пересечении поверхностей;

- дефектный слой, состояний из остановившиеся трещин ниже линии обработанной поверхности.

Устанавливается, что размеры и вероятность возникновения таких дефектов поверхности,как раковины, сколы и дефектный слой зависят от размеров части зоны возможного возникновения трешкн, находящейся нике линия среза.

Определяется форма и размеры части зоны возможного возникновения трещин ниже линии среза исходя из следуощих положений: при геометрии инструмента V » С; А » 0 направление проекции суммарных касательных напрякений от режущих кромок на плоскость ХОУ будет совпадать с направлением результирующей сил йс и /у , действующих перпендикулярно соответственно главной и вспомогательной режущим кромкам и пропорциональным активным длинам этих кромок. При этом наибольшее удаление зоны трещин от режущих кромок будет в

яря са об еда см реоанг'и гсрячгп^ессойеяЕца.

separan

■направлении, противоположном направлению проекции суммарных касательных напряжений на плоскость ХОУ^к псямо гтоповционально расстоянию от вершины резца до свободной поверхности в этом направлении (рис. ?.).

Получена зависимость величины зоны трещин в направлении обработанной поверхности { Н ) от углов инструмента в п&не, подачи и глубины резания.

и- Г__' 4'п у___

п ----шчч.'Ч")----;

-п

т\

ем

' -I л

КозЭД'Ициснт Сп зависит от свойств обрабатываемой керакики.

На рис.З прсдс-та-вдсн график зависимости отношения Н/Сп от главного угла и плана при рзалишшх значениях о 4 Ь '/) .

Анализ полученной зависимости показывает, что хакеямалыгпй ра мер аоюг трещин ниже линии обработанной поверхности соответствует глгшнум углам п плакс 48-53° и умсньаастся при увеличении глубины ■ резания кли (к) укгньквгпш падачк. Укс-ньаекие вспомогательного угла ь илано уиеншаст размори названной зон:-:.

П результата хг-слсдопаняя процесса форчироваш»» оЗраЗотачпоЙ пэаоржгсети установлено, иго парохопатаоть поворхиозтк пропорциональна волячяне зоск гоавиэюго вояшнздзв&'жя 1 ¡:;:;-:е лтт ев;-за с дкзпазсмс главных углоБ а плчне: от 0 до 50°, т.е.

- С- (п/Сп). где С оярсдоллстся сгспетг; с««; В д.;;:лп:50~

2 уг.;ог! а илшз с? С>! ду 5С"' ,\а.::!л.л

иг га r-.eeг. ы'.д^мос-'и, иауп-'ог-тег- г^гцьсп:.

гтрутжгёбршеиаш'. цр:; У»СС'-$гЭс', л гахвкоюи» я в оО;|Ьс;к норш-.на рааал ь'.апо^а

Палуч-синис датка о¡гром-лг/ъ шаНрфгат С а

аоие кз^кпиш 01' 0 до-50° иорал еиоа.а-це.ь-.з к ¡'¡/Си . -

циен? С назван &3}»\биг»>ы№Ко:.то г.г. кр.:т(?ркп

"ьачгоъы) поьерхноыгк?

Усч'аноилгно, ^хи Цо].и:„,-.ц, ко еоэтл."

ву, к ::сраии1: различно?. уодадэгти, но одного оосгаиь;, з.ичеи'/л ко»

?3C.¿¡. Gzatia для расчета ваарезланзя ргзнодз;хст-аугздеД сил, деистзувзах иа глмнси. п всцсмогагзльнол çssyçix зрсмзах

Рве.4. rpajsa аевгсзисеяз серогсзагсста ocpseoseanoa

aosepxHocia ох гвсрехзчеспй расечкгакного К

эф^ициекта обрабатываемое?« С линейно зависят от твердости материала, определенной по катоду Супер Роквслл с полной нагрузкой на иидентор 15 кто, что позволяет прогнозировать обрабатываемость мата-риала по критерии "качество поверхности"как с разными соотношениями входящих ксапонентов, так и полученных.при различных условиях (давление, температура к т.д.) путем измерения твердости к срапненмеы с иманяимися данными по обрабатываемости керамик этой гк> серии.

Показана воэкояность управления качеством поверхности путем изменения размеров з<?ны тсетян в направлении обработанной поверх-нссти: отмечается, что изменение отдельных параметров (например, глубины резания), улучяажгаее качество поверхности по одному критерию (шероховатость поверхности), мозет приводить к ухудшении по другому параметру (увеличение сколов на пересечении поверхностей).

Уточняется выбор критериев качества поверхности исходя из назначения деталей и анализа возможных дефектов поверхности. Сколы и выколи на поверхностях и их пересечениях вызыяадт отклонение траектории газового потока при эксплуатации детали, являптся концентраторами эрозии поверхности и механических напряжений, препятствутг герметичному креплении изделия в конструкции. Шероховатость определяет рельеф поверхности, а тем самым арозиокнул стойкость в птюпес! эксплуатации, т.е. запас ресурса работы изделия. Минимальные разно дебетного слоя и его равномерность повызаят эрозионную стойкость изделия яри эксплуатация.

В конце глава обобщаются результаты исследований и приводятся основные условия возможности управления качеством поверхности.

В ЧЕ'ГБЗРТОЙ ГЛАВЕ рассматриваются способы управления качества поверхности, уменьпоние возмохности образования дефектов поверхнос ти, вероятность возникновения которых носит случайный характер. Экспериментально подтверждена возмоиюсть управления качеством поверхности путем изменения геометрии режуиего инструмента в плане. Разработаны способы получения качественных поверхностей при оЗраЯ; ке горячепрессовакнмл керамик лезвийным инструментом.

Эксперкмек?ально установлены предельные значения параметров режйма резания, при повышении которых рззко ухудпается качество п верхности. Полученные данные приведены в табл.1.

Таблица I

Предельные значения глубины резания, подачи, скоростей резания при работе резцами с двумя прямолинейными реяущими кромками

Тип керамики ! £ , мм ! | ,мм/об 1 , | , м/мкн

СШ-1-2,0 0,5 0,07 45

СШ-1-3,0 1,0 0,С€5 ' 80

СШ-1-4,0 1.5 0,15 05

СШ-1-4,5 3,0 0,2 100

Обработка заготовок со значения*» параметров реякла резания, не прегысачщкх предельнее, позволила у.сютчггь еозиогжость образования обсирп'х дефектов.

Способ управления качеством получаемся погерхности оснозан на уменьшении зэакчзяа р-зиероз зоны зозксзяаго гознккксгеккп тродая нкао кит! обрабо?а:-:ноЯ позарагоста, а ?»шэ з области герляы резца. Бведсг.к-з дог.ол:!Итзды».сК рег.уцвй ::р:с.и, угол п пла-

кс V" »^о-ХЗ0 и гяубдау срэзаекого мол 0,2-0,1 от зэдгиноЯ, позволяет переиэск! чзси» зснц треда, наяболгв::е р^змер^ б области "сзой зержкы, формируемая мзгагЯ и ьспспогегсльксЯ рсзгу-

иро>5.агз! Сркс. 5). Процесс фср.а;рогз:га;: лЗрчбстзинсй поверхности определяется дг^срлщгеГ. з .сбяасги р.сцй, сбразовая-.:ой дог.о.'нетэдькой рс::уц<;Л кргыхой с уг-лс.ч з плене 5-15° гспсг'О-.•атаяьноЛ, гзарзллельнеЛ обрзбстсетсй йозеряяэстк. зснк :ш-:г.о ер?.за у-гамь-пс-тся г -"-6 рз па с рглцсг;» д:;э рс:;р::э с ; з плене V' -'"'З-гС0,

¿П! ¡; ^Зу'/^.Л",.: :.\г,:

рс-а^-.;» я "I'."", ' у;!.;:* г;-

и; ГС'Г^ •'■г-г.Г'.л-^зьхр! д^С-лиО!, к?. УЧТ:;:.. V:': уу.члс^п;:

Рве.5. Геоыа^рия срез се и его слоя к схема для рас-чзга велачаны гона воэнотоого Бознакасвешгя

и-рещш ерз работе резцом с "дополнительной рехущей крышей

Таблица 2

Предельные значения версховатостн поверхности, полученные при работе резцом с дополнительной режущей кромкой и без нее

Керамика Матричная фаза Низкомодульная фаза Режимы резания Твердость керамики НМ5 Шероховатость Кг, мкм; ^=45 ; Ч'=Ю Шероховатость мкм; Ч =45°;

V, «/|Ш1 5, мм/об МП

СБН-1-2,0 сиалон нитрид Сора 30 0,05 0,5 93 1,5 6,8

СБН-1-3,0 »» 35 0,075 0,8 88,5. 2,1 11.8

СБН-1-4,0 к «1 40 0,1 1 82,7 2,5 16,4

СБН-1-4,5 II 1« 00 0,15 1.5 73,5 4 29

1В

дополнительной режущей' кромхой. Глубина резания дополнительной режущей кромки 0,2-0,1 от заданной, что позволяет полностью удалив вызванные дефор;ацией в области ложной вершины сколы. Сколы, вызванные деформацией в области Еершины резца, предложено уменьшить за счет введения нескольких дополнительных режупих кромок.

Способ обработки керамик резцом с радиусной режущей кромкой позволил устранить дефекты на пересечении поверхностей. Отмечено, что качество поверхности при работе резцом с радиусной режущей кромкой зависит одновременно от параметров рехима резания и радиуса режущей кромки. Оптимизация названных параметров проводилась путем кногофактор-юго эксперимента, в результате которого получены следуоцие данные: значение шероховатости поверхности уменьша-

ется с увеличением значений радиуса режущей кромки и уменьшением подачи и скорости резания. Глубина резания незначительно влияет на качество поверхности (коэффициент регрессии немного превышает доверительный '.мтервал). Определяощиы является значение радиуса режущей кромки.

Рассчитаны требуемые радиусы режущей кромки исходя из условий минимальной сероховатости при заданных параметрах процесса резания. Результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты применения радиусных резцов и юс оптимальные радиусы в зависимости от обрабатываемой керамики

Керамики { Я<мг , мм | Яг, мкм

СШ-1-2,0 1,2 1,0

СШ-1-3,0 .2,0 1,3

СШ-1-4,0 2,4 1,5

СШ-1-4,5 3,2 3,0

Разработан и защкчен авторским свидетельством )' 1694401 способ обработки керамики резанием, включающий обработку лезвийным 4 инструментом с радиусной режущей кромкой при 'глубине резания, превышающей подачу, отличающийся тем, что с целью повышения качества обработанной поверхности обработку выполняют радиусной главной режущей кромкой и вспомогательной режущей кромкой, расположенной касательно к главной и параллельно обработанной поверхности при глубине резания, равной не более 0,8 от радиуса главной режупей кромки, с подачей инструмента, равной но более 0,2 от глубины резания.

Произведены сравнения дефектного слоя, образующегося при работе режущим инструментом с двумя прямолинейными режущими кромками, с дополнительней режущей крокко.': и радиусной режущей кромкой.

Ввиду невозможности экспериментального изучения дефектного слоя на композиционных керамиках з качестве модели предложено использовать природный полупрозрачный камень офиокальцит, разрушающийся при резании так же хрупко, как и керамики.

Выяснено, что при введении дополнительной режущей крои;:: наблюдается уменьшение н выравнивание величины дефектного слоя по сравнения с использованием резца с двумя режущими кронками.Использование резца с радиусной режуцей кромкой еще более уиеньпге? размеры и выравнивает дефектный слой.

В ГЭТСЯ ГЛАВЕ рассматривается результата внедрения разработанных способов обработки лезвийным инструментом гортеепрессовзн-ных керамических материалов в производстве камер сгорания реактивных двигателей на С1£В "Закея".

Наказано, что внедрение описанных способов позволило сократить брак с 30 до 5 процентов при мелкосерийной производстве я, что особенно важно, внедрить новые перспективнее материалы серии СЕН. экономический эффект составил 65 тыс.руб. в ценах 1989 г.

0ЩИЕШ30Д1

Выполнено комплексное исследование процесса резания и условий образования дефектов поверхности при обработке композиционных керамических материалов лезвийным'инструментом, позволившее определить основные теоретические положения и сформулировать практические рекомендации, необходимые для управления качеством поверхности, разработать оптимизированную геометрио лезвийного инструмента, методику оценки обрабатываемости новых типов керамик.

I. Аналитическими исследованиями установлено, что критерием формирования качественной поверхности является минимальная велтаи-' на зоны трещин в направлении к обработанной поверхности. Существенное значение имеет форма названной зоны ниже линии среза, определяющая возможность возникновения и величину дефектов поверхности, а также локальные увеличения размеров дефектного слоя. Для формирования качественной поверхности необходимо применение резцов с дополнительной режущей кромкой, имеющей угол в плане 5°-15° я глубину резания 0,1-0,2 от заданной, и вспомогательной режущей кромкой

длиной не менее 5 5 , параллельной обработанной поверхности. Для устр; чения возможности возникновения дефектов на пересечении поверхностей необходимо применение резцов с радиусной режущей кромкой и вспомогательной касательной к главной и параллельной обработанной поверхност! .'¡качение радиуса определяется путем экспериментальных исследований д. каг-дого вида керамики. Таким образом проводится оптимизация радиуса пежущей кромки в зависимости от параметров режима резания.

Впервые получены математические выкладки для определения зависимости величины дефектов поверхности от параметров процесса резания.

2. Выполненные исследования показали, что существуют предельные зн'}чен»'я режимов резания, при превышении которых происходит образование дефектов поверхности, вероятность возникновения которых носит ел; чайный характер и определяется нарушением контакта передней повергло ти инструмента с обрабатываемым материалом.

3. Разработана методика сравнения и прогнозирования обрабатываемости по критерии "качество поверхности" керамик, отличающихся процентным соотношением компонентов, а также сравнение обрабатываемости различных типов керамик.

Экспериментально установлены соотношения ме-тду механическими свойствами, в частности, твердостью по Роквеллу и обрабатываемостью керамик по критерию "качество поверхности".

4. Разработана экспресс-методика определения качества горячепре сованных керамик, позволяющая контролировать однородность структуры полученных заготовок, основанная на соотношения свойств и структуры материала. Названная методмса защищена авторским свидетельством

Ii 1772743. .

5. Разработанный режущий инструмент с дополнительной режущей кромкой, а также радиусной режущей кромкой внедрен на ОКБ "Факел" л изготовления камер сгорания реактивных двигателей из керамик СБН-1-3 СБН-1-4,0 и других. Экономический эффект при мелкосерийном произволе ве составил 65 тыс.рублей п ценах 2989 г.

с

Основное содержание диссертации опубликовано в работах: 1. A.c. 1772743 AI СССР, МКИ G 01Ы 33/38. Способ контроля качества керамической заготовки/ Жуков D.H., Черепанов A.B., Бекетов А.Р., Шабалин И.Л.// Официальный Бюллетень Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР. Открытия и изобретения. М. 1992. КЗ 9. С. 169.

. A.n. 1617810 AI СССР, МКИ В 28 Д 7/00. Способ обработки керамики резанием/ Зуков Ю.Н., Черепанов A.B., Бекетов Л.Р., Шабалии И.Л.// Официалышй Бяллетень Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР. Открытия и изобретения. М. 1990. £48. С.263.

i. A.c. 16Э4401 AI СССР, МКИ В 28 Д 7/00. Способ обработки керамики резанием/ Куков H.H., Черепанов A.B., Бекетов А.Р., Йабалин И.Л.// Официальный Бюллетень Государственного комитета по изобретениям я открытиям при ГКИТ СССР. Открытия и изобретения. М. 1S91. :.'44. С.49.

. Информационный листок. УЖ 666.3.034:621.9.025. Обеспечение качествп. поверхности изделия при обработке керамики резанием лезвийным инструментом/ Яуков Ю.Н., Черепанов A.B., Оружилов Д.В. Свердловск: М? Г1НТИ. 1909. 'Я.64-89. 4с.

|. Информационный листок. УЖ 666.3.034:621.9.025. Контроль качества и оптимизация процесса обработки горячепрессованных керамических заготовок/Куков Ю.Н., Черепанов A.B., Гауков A.B., Селезнев A.B. Свердловск: ИТ ЦНТИ, 1990. 1825-90. 4с.

¡. Информационный листок. УЖ 666.3.034:621.9.025. Контроль однородности структуры заготовок из горячепрессованной композиционной керамики /Хуков Ю.Н., Черепанов A.B., Алыбин В.В. Свердловск: МТ ЦНТИ, 1993. .'."257-93. 4с.

Черепанов A.B., Гауков A.B., Бекетов А.Р. Активирование процесса синтеза р-сиалона металлическим аллминием и его влияние на обрабатываемость керамики// Тезисы докладов IX НПК. Свердловск: УПИ, 1990. С.72-73.

I. Хуков Ю.Н., Черепанов A.B. Чистовая лезвийная обработка композиционной керамики// Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1990. -ilO. С. 126-128.

К Контроль неоднородности керамической заготовки для механической обработки измерением твердости/ Жуков Ю.Н., Черепанов A.B., Бекетов АР, Шабалин И.Л.// Порошковая металлургия. Киев. 1991, $4. С.102-104.

Подписано в печать 19.09,95 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Плоская печать Усл.п.л. 1,17

Уч.-изд.л. 1,16 Тираж 100 Заказ 539 Цена "С"

гедакционно-издательскии отдел яги 620002, Екатеринбург, УГТУ, 8-й учебный корпус Ротапринт УГТУ. 620002, Екатеринбург, УГТУ, 8-и учебный корпус