Повышение эффективности и экологичности технологии поверхностного пластического деформирования путем выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Савельев Александр Викторович

• Савельев Александр Викторович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Савельев Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Теоретические основы технологии ППД с применением СОЖ в

МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ С ПОЗИЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ НАУКИ, ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ДАННОГО ПРОЦЕССА

1.2 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ ППД ПУТЕМ ВЫГЛАЖИВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.2.1 СУХАЯ ОБРАБОТКА

1.2.2 Минимальное количество смазки (МКС)/(МКОС)

1.2.3 МЕТОД МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА СМАЗКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЖИДКОСТЕЙ

1.2.4 Электростатическое минимальное количество смазки

1.2.5. КРИОГЕННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

1.2.6 ОХЛАЖДЕНИЕ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

1.2.7 Биоразлагаемые масла

1.2.8 МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.3 Основные критерии и показатели оценки эффективности и

ЭКОЛОГИЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В

МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЯ ИМИТАЦИОННОЙ ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ

2.1 РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА СОЖ В РАСЧЕТНОЙ СИСТЕМЕ LS DYNA

2.1.1 Анализ напряжённо-деформированного состояния для

МАТЕРИАЛА СТАЛЬ 40Х ПРИ РАЗНОМ УСИЛИИ ВЫГЛАЖИВАНИЯ. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ (УПРОЧНЕНИЕ)

2.1.2 Анализ тепловых параметров процесса

2.1.3 НАГРЕВ ЗАГОТОВКИ ПУТЕМ ЗАДАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

2.1.4 НАГРЕВ ИНДЕНТОРА ПУТЕМ ЗАДАНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

2.2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ И БЕЗ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

2.3.1 ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПРИ ВЫГЛАЖИВАНИИ С ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ИНСТРУМЕНТА

2.3.2 РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.3.3 РЕЗУЛЬТАТЫ МАКРОФОТОГРАФИИ ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦОВ

2.3.4 Стойкость инструмента из твердого сплава ВК8

2.3.5 Шероховатость поверхности обрабатываемой детали с

ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ И БЕЗ ЕЕ

ПРИМЕНЕНИЯ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ

3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К УСЛОВИЯМ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА СОЖ НА ОСНОВЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

И экспериментальных данных

3.2 КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА ПОДАЧИ МИНИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА СОЖ ДЛЯ финишной обработки поверхности заготовок технологией ППД

3.3 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ НА ОСНОВЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И

экспериментальных данных использования технологии ППД С

ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности и экологичности технологии поверхностного пластического деформирования путем выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Разработка новых прогрессивных технологических процессов определяется потребностью совершенствования продукции машиностроения с учетом лучших практик, направленных на повышение ресурса, надежности, работоспособности деталей и узлов в жестких условиях эксплуатации, при высоких температурах и агрессивных средах, действии динамических и контактных нагрузок. Обеспечение этих показателей возможно за счет применения передовых отделочно-упрочняющих технологий в ведущих отраслях машиностроения и внедрения результатов исследований технологии поверхностного пластического деформирования (ППД) в производственный процесс.

Поверхностная пластическая деформация различных по типу материалов и сплавов, в особенности труднообрабатываемых, сказывается на быстром износе режущего инструмента в виду его контакта с материалом и возникновения в этой зоне полей распределения высоких температур при низкой теплопроводности участников процесса. Износ инструмента негативно влияет на качество обрабатываемой поверхности, что требует его замены.

Улучшению ситуации способствует подача смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки, при которой происходит уменьшение площади контакта между стружкой и инструментом, а также снижение температуры в обрабатываемой области.

Для процессов механической обработки обычно используются смазочно-охлаждающие жидкости на нефтяной основе в виде минеральных, полусинтетических и синтетических масел или эмульсии на водной основе. Ежегодно в мире потребляется два миллиона тонн смазочно-охлаждающих жидкостей в год, 54% из них используются в процессах механической обработки. Кроме того, затраты на СОЖ составляют 7-17% от общей стоимости изготовления деталей.

Помимо высокой стоимости, СОЖ считаются одними из пяти самых опасных элементов в производстве. Одной из проблем использования СОЖ является ее высокая пожароопасность с риском остановки производства на неопределенный срок.

Влияние СОЖ на здоровье человека и экосистему возможно как в процессе использования смазочно-охлаждающих жидкостей, так и в результате их утилизации. Непосредственный длительный контакт СОЖ с кожными покровами рабочих, пропитывание СОЖ через материал спецодежды, вдыхание конденсата, паров, аэрозолей приводит к негативным последствиям для здоровья человека, снижению его работоспособности, возникновению профессиональных заболеваний. Ущерб окружающей среде наносится путем распространения экологически опасных компонентов СОЖ в почве и атмосфере.

Наиболее логичной мерой, которая может быть предпринята для устранения проблем, связанных с использованием СОЖ при ППД, является обработка с использованием СОЖ в минимальном количестве, которая позволит значительно минимизировать объемы используемой СОЖ и повысить эффективность и экологичность обработки, что является актуальной темой исследования.

Степень разработанности темы исследования. В работах данных авторов исследуются вопросы осуществления технологических процессов ППД, основанных на альтернативных методах охлаждения, смазки и использовании СОЖ в минимальном количестве: Л.В. Худобина, Е.М. Булыжева, Е.С. Киселева, Н.М. Бобровского, О.Ю. Хаустова, G. Rotella, S. Rinaldi, L. Filice, J.M. Challen, L.J. McLean, A. Tiwari, A. Almqvist, J. Persson, H. Rachmat, E. Rahim, Z. Mohid, K. Mahalil, A. Kasah, A. Nadzri и др.

При этом полученных результатов по практическому применению технологии обработки ППД недостаточно, что приводит к необходимости проведения исследований процессов ППД при различных условиях осуществления данной технологии.

Опираясь на фактический теоретический и практический материалы предыдущих исследований, выявлено актуальное направление -исследование вопроса использования технологий ППД с минимальным количеством СОЖ, оценки влияния условий обработки на качество поверхности деталей и стойкости инструмента.

Таким образом, требуется проведение исследований по систематизации и классификации теоретических основ технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве. Выявленное направление исследования определяет потребность в разработке практических механизмов по реализации технологии ППД и разработке устройства подачи минимального количества СОЖ для стали 40Х и инструмента из твердого сплава ВК8, которые широко применяются на АО «АВТОВАЗ».

Объект исследования - технология поверхностного пластического деформирования.

Предмет исследования - эффективность и экологичность технологии поверхностного пластического деформирования и их повышение путем выглаживания с применением минимального количества смазочно-охлаждающей жидкости.

Цель работы: на основе выявления особенностей технологии поверхностного пластического деформирования с применением СОЖ в минимальном количестве и факторов, влияющих на эффективность и экологичность данного процесса, разработать и обосновать методику повышения эффективности и экологичности технологии поверхностного пластического деформирования с применением СОЖ в минимальном количестве и определить условия ее реализации.

В соответствии с указанной целью были сформулированы следующие основные задачи:

1. Провести всесторонний анализ современного состояния вопроса теоретических и практических аспектов технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве, определить

проблемные вопросы и методы исследования данного процесса с выбором основных критериев оценки эффективности и экологичности.

2. Разработать имитационную тепловую модель для повышения эффективности и экологичности технологии ППД с применением минимального количества СОЖ в расчетной системе LS DYNA.

3. Разработать методику выполнения технологической операции ППД с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования.

4. Провести экспериментальное обоснование методики выполнения технологической операции ППД с минимальным количеством СОЖ.

5. Определить требования к условиям реализации технологии ППД с минимальным количеством СОЖ на основе теоретических и экспериментальных данных.

6. Разработать конструкцию устройства подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки поверхности заготовки технологией ППД.

7. Разработать практические рекомендации на основе теоретических и экспериментальных данных использования технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве в производстве. Методы и средства исследования. Теоретические исследования

выполнены на базе научных основ технологии машиностроения, теоретической механики, расчетно-экспериментальных методов исследования динамики и теплообмена при выглаживании, на основе положений теории стойкости инструмента, методов исследования микрогеометрии и состояния поверхностного слоя.

Для моделирования процесса поверхностного пластического деформирования была использована компьютерная программа LS DYNA. Программные пакеты AutoCAD, STATISTICA были задействованы для расчетов, планирования эксперимента, создания графиков и чертежей.

Экспериментальные исследования проведены в лабораторных условиях на горизонтальном токарно-фрезерном станке RAMO с использованием

современного оборудования и аттестованных средств измерения: профилометра MarSurf PS 10; цифровых мультиметров ZOYI ZT-C2 и FLUKE 289; твердомера INNOVATEST NEMESIS 9000; микроскопа Axiovert 40 МАТ, включающего программу оценки качества структуры материалов Thixomet Pro; цифрового стационарного твердомера HVS-1000 по методу Виккерса для определения микроструктуры поверхности упрочненных деталей.

Научная новизна исследования:

1. Разработана методика комплексной оценки способов применения СОТС при ППД, отличительной особенностью которой является введение классификационного признака по экологическим аспектам.

2. Разработана имитационная тепловая модель процесса ППД, позволяющая установить температуру (t, °С) в очаге деформации с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования, учитывающая факторы необходимых условий эффективности и экологической безопасности.

3. Предложен способ обработки ППД, реализованный в конструкции устройства минимальной подачи СОЖ с охлаждением и вытяжной системой для удаления частиц и тумана аэрозоля, возникающего в процессе впрыска.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика комплексной оценки способов применения СОТС при ППД на основе введения классификационного признака по экологическим аспектам.

2. Имитационная тепловая модель процесса ППД, включающая такие входные параметры, как материал заготовки и инструмента, скорость вращения шпинделя (V, m/min), подача (S, mm), усилие (Р, N), радиус инструмента (mm), и выходные параметры: температурное поле (t, °С) в зоне контакта.

3. Результаты экспериментальных исследований применения СОЖ в минимальном количестве и без ее использования.

4. Устройство подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки поверхности заготовок поверхностным пластическим деформированием.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается:

1. В создании имитационной тепловой модели и разработке рекомендаций по реализации технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования, позволяющих повысить эффективность и экологичность технологии ППД деталей в массовом производстве на металлообрабатывающих станках.

2. В разработке устройства подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки заготовок поверхностным пластическим деформированием.

3. В разработке практических рекомендаций по реализации технологии ППД, способствующих повышению эффективности и экологичности обработки с применением СОЖ в минимальном количестве, улучшению стойкости инструмента, снижению воздействия на экологию, уменьшению затрат на инструмент, электроэнергию и СОЖ. Реализация результатов работы. Внедрение результатов работы

документально подтверждается актом внедрения в производстве АО «АВТОВАЗ.

Степень достоверности результатов проведенных исследований

обеспечена обоснованным изучением необходимого объема научной литературы, использованием современных средств и методик проведения исследований и подтверждается согласованностью теоретических выводов и данных моделирования с результатами экспериментальной проверки.

Апробация полученных результатов. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в рамках следующих конференций:

- международная научно-практическая конференция «Методы прогнозирования в технике и технологиях», 20 февраля 2018 г., г. Тюмень;

- международная научно-практическая конференция «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», 25 февраля 2018 г., г. Пермь;

- международная научно-практическая конференция «Проблемы внедрения результатов инновационных разработок», 7 февраля 2018 г., г. Оренбург;

- международная научно-практическая конференция «Вопросы современных научных исследований», 3 сентября 2018 г., г. Омск;

- международная научно-техническая конференция «Пайка - 2018» 11-14 сентября 2018 г., г. Тольятти;

- региональная конференция «Проблемы и перспективы 1Т сферы», 26 февраля 2019 г., г. Тольятти;

- II всероссийская научно-практическая конференция «Инновации и «зелёные» технологии», 19 апреля 2019 г., г. Тольятти;

- V международная научно-практическая конференция «Прикладная математика и информатика: современные исследования в области естественных и технических наук» (школы-семинара) молодых ученых 22-24 апреля 2019 г., г. Тольятти;

- II всероссийская научная конференция с международным участием «Информационные технологии в моделировании и управлении: подходы, методы, решения», 22-24 апреля 2019 г., г. Тольятти;

- IX международная научная конференция «Математика. Образование. Культура», 24 апреля 2019 г., г. Тольятти;

- всероссийская научно-практическая междисциплинарная конференция «Молодежь. Наука. Общество», 2019 г., г. Тольятти;

- научно-практическая конференция «Современные тенденции

машиностроения и техносферной безопасности» (MTMEE-2020),

20 октября 2020 г., г. Ростов-на-Дону;

- II всероссийская конференция «Инновации в машиностроении»,

21 октября 2020 г., г. Тольятти.

Данная работа выполнена в соответствии с планом работ Самарского федерального исследовательского центра РАН по государственному заданию № 075-00610-24-02 «Разработка методов проектирования устройств для поверхностного пластического деформирования для

металлообрабатывающего оборудования».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ: 9 статей в журналах из перечня ВАК, 3 статьи в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, 6 статей в трудах всероссийских и международных конференций, 1 акт внедрения результатов работы в производстве двигателей АО «АВТОВАЗ». Подана заявка о регистрации патента на изобретение: «Устройство подачи минимального количества смазки для финишной обработки поверхностей заготовок путем ППД», № 2024132562, Рос. Федерация, заявл. 30.10.2024.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Теоретические основы технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве с позиции технической науки, эффективности и экологичности данного процесса

Ценные результаты в области обработки ППД основанных на альтернативных методах охлаждения, смазки и использовании СОЖ в минимальном количестве отражены в работах ведущих ученых: Л.В. Худобина, Е.М. Булыжева, Е.С. Киселева, Н.М. Бобровского, О.Ю. Хаустова, G. Rotella, S. Rinaldi, L. Filice, J.M. Challen, L.J. McLean, A. Tiwari, A. Almqvist, J. Persson, H. Rachmat, E. Rahim, Z. Mohid, K. Mahalil, A. Kasah, A. Nadzri и др.

Выглаживание заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом выглаживателем. При этом неровности поверхности сглаживаются частично или полностью, повышается твердость поверхностного слоя. В поверхностном слое образуются сжимающие остаточные напряжения, изменяется микроструктура и создается направленная структура-текстура. Поверхность остаётся чистой не шаржированной осколками абразивных зерен, что обычно происходит при процессах абразивной обработки [8, 21, 37, 52, 69, 73, 90, 113]. Отделочно-упрочняющая обработка применяется для повышения усталостной прочности, износостойкости трущихся поверхностей, контактной прочности, жесткости и улучшения других эксплуатационных свойств деталей машин [3, 46, 53].

Методы обработки ППД и способы, направленные на повышения эффективности, качества обрабатываемой детали, стойкости инструмента так

же представлены в работах: В.П. Кузнецова, Л. Х. Куанг, Ф. В. Ань, J.M. Challen и др. [4, 28, 29, 56, 69, 90].

В процессе обработки деталь вращается, а деформирующий инструмент, находящийся в контакте с обрабатываемой поверхностью, закрепленный в приспособлении, имеет продольную подачу.

Выглаживание, как операция технологического процесса, применяется для обработки поверхностей с исходной шероховатостью 0,6 - 0,9 микрометров для достижения 0,03 - 0,06 микрометра вплоть до получения, так называемой, зеркальной поверхности. В качестве материала для изготовления выглаживающего инструмента применяются природные и синтетические алмазы, минералокерамика, а также твердые сплавы и быстрорежущие стали [7, 10, 12, 22, 33, 39, 43, 54].

Смазочно-охлаждающие жидкости при выглаживании выполняют две основные функции: смазывание деталей и инструмента, а также охлаждение точки контакта инструмента [10]. Современные СОЖ имеют сложный состав и полностью в биосфере не утилизируются, что приводит к загрязнению окружающей среды. Как во время производства, так и в процессе утилизации происходит негативное влияние на здоровье человека [1, 55, 60, 66, 68, 111, 115]. На протяжении последних двадцати лет предпринимаются попытки исключить, или по крайней мере, снизить использование СОЖ, применяя так называемую зеленую технологию обработки [106, 114]. Переход на «зеленые» технологии, внедрение которых будет способствовать снижению уровня загрязнения окружающей среды и снижению себестоимости продукта, является актуальным направлением науки и данной работы [13, 78, 79, 83, 99, 109, 115].

Существует три основных пути реализации зеленых технологий обработки:

- сухая обработка без СОЖ;

- применение малого количества смазочно-охлаждающей жидкости при обработке;

- экологически чистые смазочно-охлаждающие жидкости для обработки.

Переход на «зеленые» технологии, внедрение которых будет способствовать снижению влияния на загрязнение окружающей среды и здоровье человека, является актуальным современным направлением науки [12].

Одним из основных технологических процессов механической обработки, является холодная обработка металла резанием на различного рода станках: токарных, фрезерных, строгальных, сверлильных, долбежных, шлифовальных, полировочных и др. Доля общего количества рабочих, которые заняты на выполнении этих операций от всех рабочих машиностроительной промышленности составляет 13-14%. С точки зрения влияния негативных факторов работа на металлорежущих станках привлекает внимание в отношении воздействия на организм широко применяемых при металлорезании смазочно-охлаждающих жидкостей (далее - СОЖ).

В составе современных СОЖ содержатся различные химически-активные вещества: ингибиторы коррозии, противозадирные присадки, гликоль, анионоактивные и неионогенные эмульгаторы, индустриальные и минеральные масла, масляный асидол, едкий натр, бактерицидные препараты (хлорпарафины и т.д.), которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье работающих и, в связи с этим подлежат строгому лабораторному контролю. В результате научных исследований [6], было выявлено, что в СОЖ происходит массивное размножение микроорганизмов, большое количество вредных бактерий и патологической микрофлоры, что способствует риску инфицирования производственных рабочих, контактируемых с СОЖ.

Размножение бактерий, приводит к тому, что водные эмульсии начинают разлагаться или загнивать, что способствует возникновению биологически активных веществ: сероводорода, углекислого газа и др. Бактерии и продукты разложения эмульсий оказывают негативное влияние

на кожу рук рабочих, возникновение профессиональных дерматитов и легочных заболеваний [6].

Применение СОЖ значительно повышает эффективность процесса технологии ППД по причине того, что СОЖ в зоне обработки обеспечивает улучшение таких выходных параметров, как стойкость инструмента, качество поверхностного слоя обрабатываемой детали, физико-механических свойств и т.д. Вместе с тем, СОЖ является одной из главных причин интенсивного техногенного загрязнения окружающей среды и ухудшения экономических показателей обработки [34, 114].

На сегодняшний день природоохранные организации постоянно увеличивают требования к защите окружающей среде и снижению воздействия на нее влияния вредных факторов, безопасности производственного персонала, который контактирует с СОЖ как в процессе выполнения технологической операции, так и в процессе подготовки к ее утилизации, а также в целом на первое место выдвигают экологическую чистоту производственных процессов, безопасность применяемых СОЖ и простоту ее утилизации.

Использование в производственном процессе различных по своим физико-химическим составам СОЖ, которые выбираются, исходя из специализации конкретного технического процесса, восстановление в процессе использования и последующая ее утилизация, связаны с большими материальными затратами, в связи с этим происходит увеличение стоимости произведенной продукции [90]. Разработки и исследования по очистки СОЖ, ее рационального выбора, в случае отсутствия полного исключения ее из технологии рассмотрены в работах А.Г. Кисель и Н.Н. Кондратьева [23, 25].

Таким образом, вследствие негативного влияния на экологические и экономические параметры обработки при использовании СОЖ, является существенно значимой причиной необходимости частичного или полного отказа от использования СОЖ при металлообработке, к которым так же относится технология ППД. В стремлении устранить эти побочные эффекты,

было изучено несколько направлений исследований, одним из основных, является минимальное количество смазки, которое также известно, как почти сухая обработка или микросмазка [61, 62].

1.2 Современное состояние и проблемные вопросы технологии ППД путем выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве, методология и методы исследования

Современное промышленное производство решает в настоящее время сложную и противоречивую задачу: как повысить производительность и экономичность изготовления своей продукции при одновременном выполнении требований экологической безопасности технологического процесса.

В работе А.А. Верещака, А.С. Верещака, А.К. Кириллова, О.Ю. Хаустова [114] рассмотрена и предложена к использованию технология экологически дружественной технологической системы обработки (ЭДТСО), которая в значительной степени может скомпенсировать физические функции смазочно-охлаждающих средств (СОЖ), и таким образом, обеспечить эффективность процессов обработки на уровне традиционных процессов с применением (СОЖ). Компенсация СОЖ будет достигнута за счет подачи воздуха под большим давлением в зону обработки, что будет способствовать отдаче тепла в окружающую среду и частичной компенсации охлаждающих эффектов СОЖ [114].

В работе И.Н. Бобровского [9] рассмотрены пути повышения эффективности технологии ППД путем увеличения скорости обработки. Для этого необходимо обеспечить максимально низкую температуру в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали при помощи конвекционного охлаждения. Материал для изготовления корпуса применять из более теплопроводных материалов.

В качестве направлений повышения эффективности технологии ППД обозначены два основных подхода:

1. Повышение режимов обработки.

2. Увеличение числа инструментов:

- одновременная обработка двумя инструментами;

- выглаживание многоэлементными алмазными инструментами;

- обработка двумя разнорадиусными инструментами.

В работе S. Ba, S. D. Chakradharb [63] рассмотрен

сравнительный анализ финишной операции шлифовка нержавеющей стали 17-4 РН алмазным инструментом применяя технологию охлаждения пятна контакта инструмента и обрабатываемой детали минимальным количеством смазки (MQL), криогенное охлаждение, сухая обработка. Причина проведения данного исследования заключалась:

- в отрицательном влиянии на производительность и низких характеристиках качества обрабатываемой поверхности вследствие высокой температуры в зоне полирования;

- в загрязнении окружающей среды и проблемах со здоровьем производственного персонала.

В настоящее время исследование показало, что полирование алмазом с помощью криогенного охлаждения влияет на такие характеристики качества, как шероховатость поверхности, твердость поверхности, морфология поверхности, топография поверхности, подповерхностная микротвердость, остаточные напряжения. В результате эксперимента наблюдалось, снижение шероховатости поверхности детали на 33% - 50% при обработке в криогенно охлаждающей среде в отличии от MQL и сухих сред. Аналогично было установлено, что улучшение твердости в криогенной охлаждающей среде составляет 6% - 10% в сравнении с MQL и сухими средствами соответственно. Это связано с напряжением упрочнения, наблюдаемым в криогенной среде из-за непрерывного охлаждения поверхности.

Было установлено, что твердость поверхности постоянно увеличивается с увеличением силы полирования от 50 Н до 200 Н. Данная динамика наблюдалась при скорости 47 м/мин и подачи 0,065 мм/об с изменяющейся силой прижима. Причиной стабильного улучшения твердости является увеличение усилия прижима инструмента, повышением деформации поверхности при полировке алмазом. Максимальная твердость поверхности равна 414 HV была достигнута при усилии 200 Н в криогенной среде. Твердость поверхности равна 388 НV и 375 НУ соответственно, наблюдались при обработке с МОЬ и сухой среде. Это можно объяснить тем, что материал становится прочнее и тверже из-за удара жидким азотом об инструмент и поверхность заготовки [63].

При выполнении полировки в Мрь среде правильный выбор параметров полировки оказывает существенное влияние на повышение поверхностной и подповерхностной микротвердости. Установлено, что среди трех радиусов алмазной сферы, максимальная микротвердость получена инструментами диаметром 3 мм, 4 мм и 5 мм соответственно. Причиной этого является низкая скорость деформации из-за меньшего сдвига, происходящего на границе инструмента и заготовки. Процент улучшения микротвердости поверхности, обработанной алмазной сферой радиусом 3 мм была выше на 3% и 4% в отличие от обработки сферами 4 и 5 мм. Благодаря процессу полировки, материал подвергается тепловой, механической, и химической обработке, что приводит к деформационному упрочнению и рекристаллизации материала.

Эти эффекты являются основной причиной, вызывающей микроструктурные изменения в материале. Благодаря постоянному использованию Мрь, температура в зоне контакта будет снижена, что приводит к деформационному упрочнению поверхности и подповерхности полированного материала. Когда процесс обработки поверхности происходит в условиях Мрь, зерна в верхних слоях поверхности будут подвергаться пластической деформации, приводящей к улучшенной структуре зерна.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Савельев Александр Викторович, 2025 год

использования

2.3.5 Шероховатость поверхности обрабатываемой детали с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее применения.

Для измерения параметров шероховатости будет использован компактный прибор MarSurf PS 10 производства Mahr GmbH (Германия) (рисунок 66), предназначенный для измерений шероховатости поверхностей в заводских условиях, на станциях технического обслуживания, в научно-исследовательской и лабораторной деятельности.

Прибор MarSurf PS 10 имеет встроенное отсоединяемое устройство подачи. Измерения можно выполнять в любом положении, не затрачивая

времени на настройку. Прибор прост в использовании и соответствует стандарту DIN EN ISO 3274. Этот стандарт определяет профиль и общую структуру волнистости при контакте инструментального щупа для измерения шероховатости и измеряемой поверхности. Стандарт дает возможность применять на практике оценку измерения профиля [11, 35, 41, 49].

Рисунок 66 - Прибор Магёш^ РБ 10 для измерений шероховатости

поверхностей

Калибровка прибора МагБш^ РБ 10 выполняется на заводе изготовителе. Для высокоточных измерений с использованием измерительного щупа и последующих калибровок предусмотрены различные функции калибровки. В приборе имеется встроенный отсоединяемый эталон, позволяющий выполнять калибровку прибора по (рисунки 67, 68). Данный эталон имеет номинальное значение 9,52 цт.

Рисунок 67 - Встроенный отсоединяемый эталон для калибровки прибора по параметру Кг

Рисунок 68 - Встроенный отсоединяемый эталон для калибровки прибора в отсоединенном виде

На внутренней стороне прибора указана фирма производитель и заводской серийный номер (рисунок 69). Аттестация прибора подтверждена свидетельством о поверке.

Рисунок 69 - Идентификация прибора, указана фирма производитель,

заводской серийный номер

Щуп измерительного прибора Ма^и^ РБ10 оборудован открытой опорой, практически полностью исключающий скопление загрязнений и масла. Конструкция щупа запатентована фирмой производителем (рисунок 70).

Прочный корпус обеспечивает эффективную эксплуатацию прибора PS10 в сложных условиях. Прибор отличается эргономической конструкцией с логичным расположением элементов управления и настраивамым удобным сенсорным экраном. Благодаря компактности и небольшому весу (500 гр.) прибор отлично подходит для эксплуатации в мобильном режиме. Прибор предназначен для измерения шероховатости изделий, сечение которых в плоскости изделия представляет прямую линию (образующие цилиндрических поверхностей; отверстия; плоские поверхности) или дугу окружности) (рисунок 71).

Для обеспечения более точных результатов измерений и исключения скопления загрязнений на щупе (рисунок 72). Перед проведением замеров измеряемую поверхность необходимо очистить (обезжирить) от загрязнений и масляных отложений ватной палочкой, смоченной спиртом.

Рисунок 70 - Щуп измерительного прибора Магёш^ PS10

Рисунок 71 - Измерения Рисунок 72 - Обезжиривание

цилиндрической поверхности поверхности образца

Результаты измерений заносятся в протокол измерений.

В результате проведения эксперимента определена зависимость изменения параметров шероховатости при одинаковых режимах работы на образцах с разной исходной шероховатостью для формирования рекомендаций по созданию технологической цепочки в технологической документации на промышленных предприятиях. Для проведения эксперимента были подготовлены образцы с различной исходной шероховатостью и распределены по классам с шагом Ra 0,5 между классами, всего сформировано восемь классов образцов. Первый класс - исходная шероховатость Ra<1, максимальный восьмой класс - Яа<4,5 (таблица 21).

Образцы с применением СОЖ РЖ 8У в минимальном количестве.

Таблица 21. Распределение образцов по классам

Классы образцов

1 2 3 4 5 6 7 8

Яа < 1 Яа <1,5 Яа < 2 Яа < 2,5 Яа < 3,0 Яа < 3,5 Яа < 4,0 Яа < 4,5

При проведении эксперимента часть образцов была обработана с применением СОЖ в минимальном количестве, а часть образцов на сухую, без применения СОЖ.

Установлено, что, используя одинаковые режимы работы при разной исходной шероховатости, дельта шероховатости детали после технологической операции ППД путем выглаживания составляет Ra от 1 до 3, это говорит о необходимости придерживаться допуска не более Ra 3 и не менее 1 исходной шероховатости заготовки, чтоб получить требуемую шероховатость на финишной операции, которая установлена технологической документацией. Установлено: чем выше исходная шероховатость, тем больше дельта Ra, так как требуется больше усилия по причине значительного сопротивления и образования наклепа.

Образцы перед операцией ППД перед выглаживанием были смазаны СОЖ в минимальном количестве. На графике (рисунок 73) показана исходная и итоговые значения шероховатости (Яа).

мкм

К.а1п мкм

Г!.а < 1 11а <1,5 Яа < 2 Яа < 2.5 Ка<3,0 Ка<3,5 11а <4,0 11а <4,5

Шероховатость Ка до выглаживания — — Шероховатость На после выглаживания

Рисунок 73 - Значения шероховатости Яа до и после выглаживания в условиях обработки с минимальным количеством СОЖ

Для данных, приведенных на графике (рисунок 74) образцы при выполнении операции ППД путем выглаживания обрабатывались на сухую, без применения СОЖ. На графиках показаны исходные и итоговые значения шероховатости (Яа).

Ка2, мкм

Яа < 2 Ял <2,5 Яа < 3

^^"ШероховатостьЯа до выглаживания ■ — Шероховатость 11а после выглаживания

Рисунок 74 - Значения шероховатости Яа до и после выглаживания без

применения СОЖ

На графике (рисунок 75) представлен сравнительный анализ параметров шероховатости Ra для образцов, полученных после выполнения операции ППД путем выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве, и на сухую, без применения СОЖ.

В условиях применения минимального количества СОЖ близким к условиям сухой обработки установлено, что шероховатость Ra снижается на 16,65%, что позволяет минимизировать количество используемой СОЖ, повысить эффективность и экологичность обработки без ухудшения качества обрабатываемой поверхности.

Ra2. мкм

1 -Г 0,8 -0,6 -0,4 -

0,2 0

Без применения СОЖ — — С применением СОЖ в минимальном количестве

Рисунок 75 - Сравнительный анализ значения шероховатости (Ra2) после выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования в зависимости от исходной шероховатости (Ra1)

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

1. Анализ значений максимальных остаточных напряжений, которые были установлены в процессе действия инструмента и величин остаточных напряжений полученных в результате расчета в программе LS DYNA, показал зависимость проникновения остаточного напряжения от глубины и отличие для различных материалов и разном приложенном усилии. Значения и форма графика зависимости распределения остаточных напряжений от глубины соответствует литературным источникам.

2. Разработана имитационная тепловая модель для повышения эффективности и экологичности технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования с помощью функционала расчетной программы LS DYNA. Установлена зависимость температуры в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали от величины прикладываемого усилия. Сопоставление результатов численного эксперимента с данными, полученными экспериментальным путем, показало, что разница не превышает 5%.

3. Наиболее репрезентативной технологией почти сухой обработки является минимальное количество смазки, так как почти сухая обработка может снизить затраты на СОЖ и устранить затраты на утилизацию отработанной жидкости. В отличие от сухой обработки, такой подход может обеспечить определенное охлаждение и смазку в зоне обработки, повысить стойкость инструмента и улучшить качество шероховатости поверхности обрабатываемой детали.

4. На основе разработанной имитационной тепловой модели процесса, теоретических, практических и экспериментальных данных, разработана методика технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования, которая включает в себя следующие основные требования: входящие технологические условия, такие как скорость подачи выглаживания, скорость вращения шпинделя, условия охлаждения и смазки (на сухую, минимальное количество смазки), характеристики материала инструмента и заготовки, и показатели экологичности: экологичность СОЖ, расход СОЖ, а так же исходящие условия, время цикла и производительность, стоимость обработки, потребление электроэнергии, шероховатость поверхности, температура выглаживания, микротвердость и макроструктура, чистота в рабочей зоне оборудования, оптимальный выбор которых, оказывает влияние на повышение эффективности и экологичности данной технологии.

5. В рамках проведения исследования получены зависимости изменения температуры ^(С) от усилия Р (Н) с применением СОЖ в минимальном количестве и без неё. Особую актуальность данная проблема приобретает при обработке выглаживанием без применения СОЖ.

6. В результате сравнительного анализа морфологии при рассмотрении в микроскоп Stemi-2000C, увеличив выглаженную деталь в 20 и 50 крат, установлено, что поверхность при выполнении операции поверхностно пластического деформирования без применения СОЖ, на сухую, имеет

более грубую шероховатость поверхности, чем с применением СОЖ в минимальном количестве. Данный результат показывает, что минимальное количество смазки применяемое при выполнении операции поверхностно пластического деформирования путем выглаживания, является эффективным способом повышения качества поверхности обрабатываемой детали, что в свою очередь непосредственно будет влиять на снижение уровня изготовления продукции не соответствующего качества, снижения затрат на изготовление детали.

7. При анализе полученных результатов установлено, что шероховатость (Яа) после выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве, улучшается на 16,65%, относительно обработки на сухую, без применения СОЖ. Анализ показал, что применения СОЖ в минимальном количестве положительно влияет на параметры шероховатости.

8. В результате сравнительного анализа установлено, что стойкость инструмента при выполнении операции ППД без применения СОЖ, на сухую, и с применением СОЖ в минимальном количестве, увеличивается на 63% относительно обработки без применения СОЖ, данный результат показывает, что минимальное количество СОЖ применяемое при выполнении операции ППД путем выглаживания, является эффективным способом повышения стойкости инструмента, что в свою очередь непосредственно будет влиять на снижение затрат связанных с изготовлением детали.

9. Установлено, что на поверхности выявлена деформация микроструктуры на глубину 20 - 25 мкм как с применением СОЖ в минимальном количестве, так и на сухую, полученные результаты показывают, что влияние СОЖ нанесенной в минимальном количестве на обрабатываемую деталь, оказывает не значительное воздействие на изменение микроструктуры.

10. Установлено, что, используя одинаковые режимы работы при разной исходной шероховатости, дельта шероховатости (Яа) детали после технологической операции ППД путем выглаживания составляет от 1 до 3, что говорит о необходимости придерживаться допуска не более (Яа) 3 и не менее (Яа) 1 исходной шероховатости заготовки, чтобы получить требуемую шероховатость на финишной операции, которая установлена технологической документацией

ГЛАВА 3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ППД С ПРИМЕНЕНИЕМ СОЖ В МИНИМАЛЬНОМ КОЛИЧЕСТВЕ

3.1. Определение требований к условиям реализации технологии ППД с применением минимального количества СОЖ на основе теоретических и экспериментальных данных.

Эффективность традиционных процессов обработки сильно зависит от наличия СОЖ для снижения температуры резания и сил резания. К сожалению, хорошо известно, что СОЖ вызывают проблемы с окружающей средой и здоровьем. В стремлении исключить влияние этих побочных эффектов, было выбрано направление с разработкой систем, обеспечивающих подачу минимального количества СОЖ, которая также известна как почти сухая обработка или микросмазка, а также способы ее подачи [61, 62].

Охлаждение СОЖ минимальным объемом определяет её применение в объемах порядка 10-100 мл/час. Поэтому особое значение в этом случае приобретает точность достижения СОЖ места обработки. Подвод смеси можно осуществить внешним способом через распылитель или внутренним -через рабочий шпиндель станка.

К системам минимального количества смазки предъявляют определенные требования:

1. Экономичность (расходы на систему ниже, чем потенциал экономии от СОЖ).

2. Простое обслуживание (позиционирование распылителей, регулировка объема подачи).

3. Отсутствие вредного воздействия на здоровье обслуживающего персонала (образование тумана в станке и вне станка).

4. При подводе через распылитель происходит предотвращение обратного удара минимального количества СОЖ от обрабатываемой детали;

5. При подводе через инструмент должно обеспечиваться соотношение потоков, выходных отверстий.

По раннему опыту целый ряд требований к системам подачи минимального количества СОЖ можно взять из применяемых систем. Позиционирование распылителей, регулировка объема СОЖ и сжатого воздуха должны быть как можно проще. Должно быть исключено негативное воздействие на здоровье обслуживающего персонала, например, из-за образования тумана в станке и вне станка.

Исходя из анализа вариантов внешнего подвода через распылитель и внутреннего подвода через шпиндель и инструмент, установлены различные требования к таким системам. Для бесперебойного хода процесса при внешнем подводе решающее значение имеет форма распылителя. Возможна конструкция распылителя из двух материалов. В такой конструкции имеется внутренняя распылительная камера, в которой жидкость распыляется сжатым воздухом от 0,5 до 0,7 бар. Одновременно в кольцевой канал, проходящий параллельно камере распыления, нагнетается сжатый воздух, который при выходе из распылителя образует воздушную завесу. В эту воздушную завесу нагнетается выходящая смесь (жидкость / воздух) из камеры распыления. Такая технология вплоть до окончания обработки в значительной степени предотвращает проникновение частичек жидкости в окружающий воздух и одновременно придает струе смеси стабильность ориентации. Образование тумана СОЖ в зоне обработки подавляется.

При подводе через инструмент и шпиндель на первых этапах рассматривается вопрос реализуемости со стороны станка. Благоприятные предпосылки дают полные шпиндели, допускающие подвод смеси от системы минимальным объемом вплоть до инструмента. При этом необходимо обратить внимание на совместимость сред минимального

количества СОЖ с деталями, узлами станка. Как правило, критическим является соединения между приспособлением для крепления инструмента и самим инструментом.

Выходные отверстия каналов охлаждения определяют роль значительную для процесса образования стружки. Если смесь, как у обычного сверлильного инструмента с внутренними каналами охлаждения, выходит исключительно из задней поверхности, то места обработки она достигнет только непрямым путем. Лучшие возможности подвода создаются тогда, когда выходные отверстия находятся в стружечной канавке. Содержание СОЖ непосредственно приводит к снижению трения, а благодаря сжатому воздуху оказывается поддержка при отводе стружки из стружечной канавки.

Условиям применения СОЖ с минимальным объемом предъявляется целый ряд требований. С технологической стороны, в первую очередь, это учет адгезионных и абразивных процессов. Во вторых, необходимо поддерживать отвод теплоты процесса. В третьих с стороны защиты экологии ставится требование использования биологически разлагаемых и невредных для здоровья субстанций. В связи с этим условиями производственная среда не должна иметь склонность к усиленному образованию тумана в рабочей зоне, не образовывать осадков на частях станка и не реагировать с деталями станка типа прокладок, обшивки из пластмассы и т.д. Отсутствие неприятного запаха и раздражений кожи является еще одним дополнительным требованием охраны труда.

При реализации технологии ППД с минимальным количеством смазки вне зависимости от того какое смазывающее средство будет использоваться при технологической операции необходимо выполнять следующие требования:

- снижение адгезионных и абразивных процессов;

- поглощение части теплоты процесса;

- обеспечения отсутствия опасности для здоровья обслуживающего персонала (неприятный запах, образование тумана, раздражение кожи);

- отсутствие реакции с компонентами станка (например, с пластмассами и прокладками).

Еще одной областью исследования систем подачи минимального количества смазки, требующей дальнейшего рассмотрения является определение оптимальных рабочих условий, включающих установление расстояния от сопла до заготовки, скорости потока, угол с наклоном сопла к заготовке и рабочего давления.

3.2 Конструкция устройства подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки поверхности заготовок технологией ППД

Предлагаются для рассмотрения два способа подачи минимального количества смазки: первый — с внешней подачей, второй — с внутренней подачей (рисунок 76).

Рисунок 76 - Типы подачи минимального количества смазки

Внутренняя система подачи минимального количества смазки осуществляется через шпиндель и инструмент. Предложены две различные конфигурации такой системы (рисунок 77).

а)

б)

Рисунок 77 - Схемы подачи минимального количества СОЖ по внутренней системе: а) масло и сжатый воздух поступают по двум каналам; б) масло и сжатый воздух поступают по одному каналу

Последовательность процессов двухканальной конфигурации (схема 1): масло и сжатый воздух под давлением подаются по двум раздельным каналам, после чего происходит смешивание в зоне пересечения потоков перед держателем инструмента, затем аэрозоль проходит по каналу внутри

оснастки и инструмента и через сопло попадает в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали.

Одноканальная конференция (схема 2): масло и сжатый воздух поступают в единый бак подготовки аэрозоли, перед подачей происходит их смешивание, затем аэрозоль попадает в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали, подача осуществляется через инструмент выглаживатель.

При наружной подаче смесь сжатого воздуха и масло подается через внешнее сопло в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали из камеры. Возможны два способа наружной подачи масла и воздуха или аэрозоля (рисунок 78):

- сопло эжектора (схема 3): сжатый воздух и масло подаются под давлением, они поступают по раздельным каналам к эжектору, сразу после сопла происходит их смешивание, затем аэрозоль поступает в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали.

- через обычную форсунку (схема 4): аэрозоль готовится во внешнем баке подготовки аэрозоли, в баке происходит смешивание масла и сжатого воздуха, затем аэрозоль подается через обычную форсунку в зону контакта инструмента и образца.

а)

б)

Рисунок 78 - Схемы подачи минимального количества смазки по наружной системе: а) масло и сжатый воздух поступают по разным каналам через эжектор сопло; б) масло и сжатый воздух по одному каналу через

обычное сопло

На рисунке 79 показаны схемы подачи минимального количества СОЖ вид со стороны инструмента. На схемах 1 и 2 масло и сжатый воздух поступают по каналам внутри инструмента и оснастки. На схемах 3 и 4 -масло и сжатый воздух поступают через эжекторное и классическое сопло, расположенное по внешней стороне инструмента и оснастки.

Схемы 1 и 2

Схемы 3 и 4

Сопло / Выглажидатель

Рисунок 79 - Схема подачи минимального количества смазки при выглаживании со стороны инструмента

Из четырех предложенных схем для операции ППД - выглаживания подходят как схемы 1-2, так и 3-4 с внутренним и внешним способами подачи минимального количества СОЖ, так как аэрозоль сможет проникать в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали без препятствий.

В результате применения минимального количества смазки происходит смазка, охлаждение, очистка инструмента и детали от мелких частиц металла, которые образуются в процессе выглаживания.

Материалы заготовки и виды обработки играют важную роль в определении эффективности обработки при использовании минимального количества СОЖ. Поэтому учет параметров обрабатываемого материала может обеспечить улучшение характеристик процесса обработки.

Более эффективной с точки зрения охлаждения инструмента является схема 2, на основе которой разработано устройство подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки поверхностей заготовок путем ППД (рисунки 80-81), так как охлажденный воздух и смазка проходит непосредственно через сопло внутри инструмента, с расходом смазочно-охлаждающего средства менее > 100 мл в технологический час, за счет чего часть выделяемого тепла снижена и минимизирован расход СОЖ. Разработанная схема подачи СОЖ снабжена системой вытяжки,

обеспечивающей удаление частиц аэрозоли и паров из зоны обработки, исключая их попадание на части, компоненты, прокладки станка. Система вытяжки способствует удалению неприятного запаха, снижению раздражения кожи и глаз работников, исключению вдыхания паров.

В результате применения минимального количества СОЖ происходит смазка, охлаждение, очистка инструмента и детали от мелких частиц металла, которые образуются в процессе выглаживания. Такие условия обработки приводят к улучшению стойкости инструмента, снижению воздействия на экологию, уменьшению затрат на инструмент, электроэнергию и СОЖ.

Рисунок 80 - Устройство подачи минимального количества СОЖ для финишной обработки поверхности заготовок ППД

Сопла для аэрозоли

Рисунок 81 - Компьютерная модель инструмента с соплом для подачи аэрозоля в минимальном количестве

3.3 Практические рекомендации на основе теоретических и экспериментальных данных использования технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве в производстве.

Развитие взаимодействия между окружающей средой и производственными процессами важно для учёта экологических аспектов с точки зрения решения социальных и экономических задач. Оценка экологичности производственных процессов является приоритетной темой для преодоления разрыва между конкретным технологическим процессом и экологической средой.

На механическом участке предприятия АО «АВТОВАЗ» осуществляется технологический процесс поверхностно ППД путем выглаживания шеек коленчатого вала под сальники. Для повышения эффективности и экологичности технологии ППД при выглаживании посадочных мест под сальники были использованы результаты диссертационной работы, а именно:

- методика комплексной оценки способов применения СОТС при ППД на основе введения классификационного признака по экологическим аспектам;

- имитационная тепловая модель для повышения эффективности и экологичности технологии ППД с применением СОЖ в минимальном

количестве и без ее использования с помощью функционала расчетной программы LS DYNA;

- методика выполнения виртуального эксперимента с осуществлением технологической операции ППД с применением минимального количества СОЖ и без ее использования, позволяющая учитывать факторы необходимых условий эффективности производства и экологической безопасности;

- на основании полученных экспериментальных данных установлено, что шероховатость Ra после выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве уменьшается на 16,65%, стойкость инструмента увеличивается на 63% относительно обработки без применения СОЖ, подтверждая, что применение СОЖ в минимальном количестве положительно влияет на параметры шероховатости и является эффективным способом повышения стойкости инструмента, что в свою очередь непосредственно влияет на снижение затрат, связанных с изготовлением детали;

- условия реализации технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве заключаются в охлаждении и смазке зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали малыми объемами СОЖ с расходом от 10-100 мл/час; отсутствии вредного воздействия на оператора и образования тумана от аэрозоля внутри и вне станка.

- предложен способ обработки ППД, реализованный в конструкции устройства минимальной подачи СОЖ с охлаждением и вытяжной системой для удаления частиц и тумана аэрозоля, возникающего в процессе впрыска.

Внедренные разработки позволяют на операциях выглаживания посадочных мест под сальники при заданной стойкости инструмента и максимально допустимой производительности обработки повысить эффективность и экологичность технологического процесса за счет

улучшения экологических, социальных, технологических, экономических аспектов (рисунок 82).

Рисунок 82 - Факторы повышения эффективности и экологичности

технологии ППД

На рисунке 83 представлен общий вид полировального станка NAGEL 012.724.32, на котором выполняется технология ППД, путем выглаживания посадочных мест под сальник передний и задний крышки головки блока цилиндров на коленчатых валах - № 21177100502000, 11183100502008, 11183100502000, 11182100502000 для двигателя внутреннего сгорания переднеприводных автомобилей LADA.

В базовом технологическом процессе операция выглаживания, осуществлялась с поточной подачей СОЖ марки РЖ8-У. Подача СОЖ осуществлялась при расходе 1500 мл/час, а при переходе к системе

минимального количества СОЖ, расход будет составлять менее 100 мл/час, что позволяет отнести данную технологию к безсожевой обработке.

Рисунок 83 - Общий вид полировального станка NAGEL 012.724.32 с установленной заготовкой коленчатого вала

Такая система позволит повысить эффективность технологии изготовления коленчатого вала. Снижение потребления энергии на 4234 р. в год за счет вывода из эксплуатации насоса подающего СОЖ, на утилизацию и рециркуляцию, снизит стоимость изготовления детали на 15 %. Сократит затраты на закупку СОЖ РЖ8-У на сумму 424 000 р. в год. Снизит вред, причиняемый здоровью операторам, работающим на данном оборудовании, за счет уменьшения контакта со средствами охлаждающей жидкости, контакт с которой влияет на кожу, легкие, глаза и желудок. Улучшит условия на рабочем месте за счет уменьшения объемов СОЖ, которые способствуют возникновению грибков, бактерий, и увеличению концентрации тяжелых металлов. Способствует защите экологии как внутри предприятия, так и вне предприятия, за счет исключения попадания СОЖ в почву, воду и воздух.

Результаты диссертационного исследования по теме: «Повышение эффективности и экологичности технологии поверхностно пластического деформирования путем выглаживания с применением смазочно-охлаждающей жидкости в минимальном количестве» направлены на

повышение эффективности и экологичности технологии поверхностного пластического деформирования при производстве коленчатых валов (детали № 21177100502000, 11183100502008, 11183100502000, 11182100502000), производимых на АО «АВТОВАЗ». Разработаны практические рекомендации по формированию топографии на поверхности после операций финишной и суперфинишной обработки (Приложение А).

Перспективные направления

Перспективные направления дальнейшего изучения технологии поверхностного пластического деформирования путем выглаживания заключаются в более глубоком изучении «зеленых» технологий, в поиске замены СОЖ на масляной и водной основах на экологически чистые, которые содержат органические масла (растительное, пальмовое и др.). Причиной такой замены может являться ситуация, при которой не во всех технологических процессах существует возможность полного или частичного отказа от СОЖ. В процессе выглаживания при отказе от СОЖ происходит трение инструмента и обрабатываемой детали, в результате образуется наклеп, скопление стружки на инструменте, что приводит к более быстрому его износу и может оказать влияние на качество обрабатываемой поверхности.

Одним из перспективных направлений изучения СОТС на основе наножидкостей является применение графена. Несмотря на то, что графен давно известен, его можно рассматривать как новый материал, поскольку только в 2004 году он был впервые обнаружен и выделен. В литературе сообщается об уникальных свойствах графена и его потенциале для использования в качестве смазки. Использование наножидкости на основе графена (пМОЬ) в системе минимального количества смазки (MQL) способствует увеличению стойкости инструмента, снижению температуры в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали на 25% по сравнению с обработкой без смазки. Поэтому поиск альтернативных, экологически

чистых СОЖ будет являться актуальным направлением дальнейшего изучения.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

На основе разработанной модели, теоретических, практических и экспериментальных данных разработаны следующие рекомендации по реализации технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве.

1. Условия реализации методики и практические рекомендации технологии ППД заключаются в охлаждении зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали с минимальным объемом СОЖ, порядка 10-100 мл/час. При этом особое значение имеет точное достижение СОЖ места обработки.

2. Для данных систем подачи минимального количества СОЖ определены требования, включающие учет экономичности, обслуживания, отсутствие вредного воздействия на здоровье персонала, способов подвода СОЖ в зону обработки.

3. С учетом экологических ограничений вводятся рекомендации об использовании биологически разлагаемые и невредных для здоровья субстанций.

4. С технологической стороны требуется поддержание отвода теплоты из зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали, удаление мелко дисперсной стружки, которая при скоплении влияет на срок службы инструмента и качество обрабатываемой детали.

5. Разработаны четыре схемы подачи минимального количества СОЖ для операции ППД выглаживанием. Схемы 1 и 2 масло и сжатый воздух поступают по каналам внутри инструмента и оснастки, схемы 3 и 4 -масло и сжатый воздух поступают через эжекторное и классическое сопло, расположенное по внешней стороне инструмента и оснастки в зону обработки.

6. Определено, что все четыре схемы подачи минимального количества смазки подходят для технологической операции выглаживания, так как аэрозоль сможет проникать в зону контакта инструмента и обрабатываемой детали без препятствий. Но более эффективной с точки зрения охлаждения инструмента является схема 2, так как охлажденный воздух будет проходить непосредственно через сопло внутри инструмента, за счет чего часть выделяемого тепла будет снижена.

7. В результате применения минимального количества СОЖ происходит смазка поверхности обрабатываемой детали и инструмента, что приводит к снижению трения, уменьшению температуры в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали, удалению мелких частиц металла, которые образуются в процессе выглаживания, что приводит к снижению адгезии, увеличению стойкости инструмента и снижению затрат на производство продукции.

8. Система с подачей минимального количества СОЖ позволит повысить эффективность и экологичность технологии ППД путем выглаживания детали «Коленчатый вал» за счет снижения потребления электроэнергии на 4234 р. год %, исключения потребления значительных объемов СОЖ РЖ8-У из технологии и затрат, связанных на ее закупку, транспортировку и утилизацию. Применение такой системы снизит вероятность возникновения проблем со здоровьем операторов, улучшит условия рабочего места, повысит экологичность работы предприятия за счет исключения попадания больших объемов СОЖ в сточные воды, почву, воздух.

9. Результаты диссертационного исследования по теме: «Повышение эффективности и экологичности технологии поверхностно пластического деформирования путем выглаживания с применением смазочно-охлаждающей жидкости в минимальном количестве» направлены на повышение эффективности и экологичности технологии

поверхностного пластического деформирования при производстве коленчатых валов (детали № 21177100502000, 11183100502008, 11183100502000, 11182100502000), производимых на АО «АВТОВАЗ». Разработаны практические рекомендации по формированию топографии на поверхности после операций финишной и суперфинишной обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе представлено решение значимой научно-технической задачи, направленной на разработку теоретических оснований и практических механизмов совершенствования «зеленых технологий» операции поверхностно пластического деформирования с применением СОЖ в минимальном количестве.

1. На основе проведенного всестороннего анализа сущности и содержания технологии ППД проведена систематизация «зеленых» технологий, представленная в виде классификации по пяти базовым направлениям. Опираясь на результаты сравнительного анализа производительности и экологических аспектов при различных условиях, применения СОЖ выделены два приоритетных способа - обработка с минимальным количеством СОЖ и сухая обработка. Разработана и обоснована методология, состоящая из 3-х подходов, 4-х принципов, и 10 методов. Основными показателями оценки эффективности технологии ППД являются такие технологические показатели, как стоимость установки подачи СОЖ, стойкость инструмента, потребление электроэнергии, расход СОЖ, затраты на закупку СОЖ, микротвердость поверхностного слоя детали, затраты, связанные с утилизацией СОЖ, пожароопасность; и показатели экологичности: экологичность СОЖ, расход СОЖ, чистота в рабочей зоне оборудования - отсутствуют на рабочем месте: тяжелые металлы, металлическая пыль, бактерии, грибки, концентрация физических, химических или биологических реагентов, не характерных для данной среды, занесенных извне, наличие которых приводит к негативным последствиям для окружающей среды (почвы, воздуха, воды), отсутствует негативное влияние на операторов - снижается доля профессиональных заболеваний при взаимодействии с СОЖ.

2. Разработана имитационная тепловая модель для повышения эффективности и экологичности технологии ППД с применением СОЖ в

минимальном количестве и без ее использования с помощью функционала расчетной программы LS DYNA. Установлена зависимость температуры в зоне контакта инструмента и обрабатываемой детали от величины прикладываемого усилия. Сопоставление результатов численного эксперимента с данными, полученными экспериментальным путем, показало, что разница не превышает 5%.

3. Сформирована методика выполнения виртуального эксперимента с осуществлением технологической операции ППД с применением минимального количества СОЖ и без ее использования, позволяющая учитывать факторы необходимых условий эффективности производства и экологической безопасности.

4. В результате анализа макроструктуры поверхности образца и пройденного пути инструмента (Ь,т) на основании полученных экспериментальных данных установлено, что шероховатость ^а) после выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве уменьшается на 16,65%, стойкость инструмента увеличивается на 63% относительно обработки без применения СОЖ, подтверждая, что применение СОЖ в минимальном количестве положительно влияет на параметры шероховатости и является эффективным способом повышения стойкости инструмента, что в свою очередь непосредственно влияет на снижение затрат, связанных с изготовлением детали.

5. Требования к условиям реализации технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве заключаются в охлаждении и смазке зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали малыми объемами СОЖ с расходом от 10-100 мл/час, отсутствии вредного воздействия на оператора и образования тумана от аэрозоля внутри и вне станка.

6. На основе результатов виртуального и физического экспериментов, а также предложений по совершенствованию технологии ППД, разработано устройство с минимальной подачей СОЖ и вытяжкой частиц аэрозоли и паров.

7. Разработаны практические рекомендации по реализации технологии ППД, способствующие повышению эффективности и экологичности обработки с применением СОЖ в минимальном количестве, улучшению стойкости инструмента, снижению негативных воздействий на экологическую среду, уменьшению затрат, связанных с инструментом, электроэнергией, СОЖ. Отмечено, что в условиях применения минимального количества СОЖ, близки к условиям сухой обработки, с учетом принципов экологически чистого производства, наблюдается улучшение таких показателей, как качество обрабатываемой поверхности, стойкость инструмента, температурное поле в зоне контакта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Актуальные вопросы профилактической медицины и обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения [Электронный ресурс] // VII Межрегиональная научно-практическая конференция: Сборник тезисов VII Межрегиональной научно-практической конференции. - Казань, 2020. - С. 167 - URL: https://kazangmu.ru/files/Profmed/doc2020/_2020.pdf (дата обращения: 03.06.2023).

2. Антонов, В.Н. Экологический маркетинг: учебное пособие [Электронный ресурс] / В.Н. Антонов. - Донецк: ДонНУЭТ имени Туган-Барановского, 2021. - 145 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/323036 (дата обращения: 03.07.2023).

3. Армарего, И.Д. Обработка металлов резанием / И.Д. Армарего, Р.Х. Браун; пер. В.А. Пастунов. - М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

4. Балла, О.М. Инструментообеспечение современных станков с ЧПУ: учебное пособие / О.М. Балла. - СПб.: Издательство «Лань», 2017. -200 с.

5. Барац, Я.И. Финишная обработка металлов давлением: (Теплофизика и качество) / Я.И. Барац. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1982. - 181 с.

6. Бацукова, Н.Л. Вредные профессиональные факторы при работе со смазочно-охлаждающими жидкостями и профилактика их неблагоприятного воздействия на работающих / Н.Л. Бацукова // Охрана труда. - 2017. - № 5 (143) - С. 68-74.

7. Башков, В.М. Испытания режущего инструмента на стойкость / В.М. Башков, П.Г. Кацев. - М.: Машиностроение, 1985. - 136 с.

8. Бобарикин, Ю.Л. Экспериментальное исследование влияния степени деформации на энергосиловые параметры процесса плакирования закрытой прошивкой / Ю.Л. Бобарикин, В.Ф. Буренков, Н.В. Иноземцева //

Вестник Гомельского государственного технического университета имени П.О. Сухого. - 2013. - № 3 - С. 12-18.

9. Бобровский, И.Н. Повышение эксплуатационной надежности деталей автомобилей и экологичности их изготовления за счет освоения новой технологии широкого выглаживания: дис. ... канд. техн. наук / И.Н. Бобровский. - Москва, 2011. - 187 с.

10. Бобровский, Н.М. Инновационные технологии механической обработки деталей машин поверхностно-пластическим деформированием: учеб. пособие / Н.М. Бобровский, И.Н. Бобровский. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2018. - 80 с.

11. Бобровский, И.Н. Установка устройства на станке для формирования микрогеометрии поверхности / И.Н. Бобровский, О.О. Левицких, А.В. Савельев // Методы прогнозирования в технике и технологиях. - Уфа: АЭТЕРНА, 2018. - С. 29-31.

12. Бобровский, Н.М. Теплообразование и распределение тепловых потоков при технологическом процессе выглаживание продольной подачей инструмента исключая СОЖ / Н.М. Бобровский, А.В. Савельев, И.Н. Бобровский // Высокие технологии в машиностроении. Материалы ХУШ Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Самара: СГТУ, 2021. - С. 16-19.

13. Верещака, А.С. Анализ проблемы экологически безопасного резания / А.С. Верещака // Конструкторско-технологическая информатика. -М.: МГТУ «СТАНКИН», 2000. - С. 112-115.

14. Винограй, Э.Г. Системно-диалектический подход: теория и методология: монография / Э.Г. Винограй. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2014. - 308 с.

15. Горшков, Б.М. Рабочая позиция с жесткой межагрегатной связью / Б.М. Горшков, И.Н. Бобровский, Н.С. Самохина, А.В. Савельев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Машиностроение». - 2018. - Т. 18 - № 2 - С. 45-50.

16. Горшков, Б.М. Обзор исследований в области реконфигурируемых производственных систем / Б.М. Горшков, Н.С. Самохина, Н.М. Бобровский, Ю.В. Полянсков, Л.В. Худобин, В.В. Епифанов, А.Ф. Денисенко, А.В. Савельев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2019. - Т. 21 - № 5 - С. 52-56.

17. Горшков, Б.М. Обзор исследований в области реконфигурируемых робототехнических систем и принципов их функционирования / Б.М. Горшков, Н.С. Самохина, Н.М. Бобровский, Ю.В. Полянсков, Л.В. Худобин, А.В. Савельев, В.В. Епифанов, А.Ф. Денисенко // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2019. -Т. 21 - № 5 - С. 57-61.

18. ГОСТ 1050-2013. Группа В32. Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия = Metal products from nonalloyed structural quality and special steels. General specification.

19. ГОСТ 2789-73. Группа Г00. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики = Surface roughness. Parameters and characteristics.

20. ГОСТ 7293-85. Межгосударственный стандарт чугун с шаровидным графитом для отливок Марки Spheroidal graphite iron for castings. Grades. утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 сентября 1985 г. №3008 дата введения 01.01.1987.

21. ГОСТ 18296-72. Группа В0. Обработка поверхностным пластическим деформированием. Термины и определения = Surface Working. Terms and Definitions: Государственный стандарт Союза ССР: издание официальное: утвержден и введен в действие Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР 24 ноября 1972 г. № 170 : дата введения 25 декабря 1972 г. №2322, -1972. - 10 с.

22. Зубарев, Ю.М. Основы резания материалов и режущий инструмент: учебное пособие для СПО [Электронный ресурс] / Ю.М. Зубарев, Р.Н. Битюков. - 2-е изд. - Санкт-Петербург: «Лань» (СПО), 2021. -228 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/156923 (дата обращения: 29.07.2021).

23. Кисель, А.Г. Повышение эффективности токарной обработки нежестких заготовок на основе рационального выбора СОЖ: специальность 05.02.07. «Технология и оборудование механической и физико-механической обработки»: дис. ... канд. техн. наук / А.Г. Кисель. -Ульяновск, 2018. - 175 с.

24. Кокшаров, В.А. Концепция энергоэффективности в промышленности: монография [Электронный ресурс] / В.А. Кокшаров. -Екатеринбург: Уральский государственный университет путей сообщения, 2022. - 146 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/264197 (дата обращения: 18.06.2023).

25. Кондратьева, Н.Н. Разработка и исследование кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки водных СОЖ на операциях механической обработки: специальность 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки»: дис. ... канд. техн. наук / Н.Н. Кондратьева. - Ульяновск, 2012. - 206 с.

26. Косенкова, С.В. Корпоративный экологический менеджмент: учебное пособие [Электронный ресурс] / С.В. Косенкова, Н.Б. Ефимова. -Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2016. - 180 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/100840 (дата обращения: 18.06.2023).

27. Кравченко, Д.В. Методология научных исследований в машиностроении: учебное пособие / Д.В. Кравченко. - Ульяновск: УлГТУ, 2012. - 78 с.

28. Куанг, Л.Х. Повышение качества выправленных нежестких цилиндрических деталей поверхностным пластическим деформированием: дис. ... канд. техн. наук / Л.Х. Куанг. - Ульяновск, 2020. - 186 с.

29. Кузнецов, В.П. Теоретическое обоснование и реализация наноструктурирующего выглаживания при обработке прецизионных деталей из конструкционных сталей: дис. ... д-ра техн. наук / В.П. Кузнецов. - Томск, 2013. - 341 с.

30. Левицких, О.О. Технологические рекомендации для формирования микрогеометрии поверхности методом поверхностно-пластического деформирования / О.О. Левицких, А.А. Лукьянов // Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники. - Уфа: АЭТЕРНА, 2018. - С. 82-84.

31. Лукьянов, А.А. Расчет максимального перемещения хонинговальных брусков при обработке рабочей поверхности блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания / А.А. Лукьянов, И.Н. Бобровский, О.О. Левицких, Н.М. Бобровский, А.В. Савельев // Вестник современных исследований. - 2018. - № 9-1(2) - С. 166-169.

32. Лукьянов, А.А. Универсальное устройство для упрочнения поверхности поверхностным пластическим деформированием / А.А. Лукьянов, О.О. Левицких, А.В. Савельев // Проблемы внедрения результатов инновационных разработок. - Уфа: Омега Сайнс, 2018. - С. 38-41.

33. Макаров, В.Ф. Резание материалов: учебное пособие [Электронный ресурс] / В.Ф. Макаров. - Пермь: ПНИПУ, 2009. - 364 с. -URL: https://elanbook.com/book/160504 (дата обращения: 29.07.2021).

34. Мельников, П.А. Особенности образования аэродисперсных систем при использовании СОЖ на машиностроительных предприятиях / П.А. Мельников, Н.М. Бобровский, А.Н. Попов, Д.В. Гусарова // Вектор науки ТГУ. - 2011. - № 3(17) - С. 87-91.

35. Мельников, П.А. Разработка метода идентификации микрорельефа поверхности после выглаживания / П.А. Мельников, А.В. Савельев, А.Ф. Гречникова, А.И. Хаймович // СТИН. Станки Инструмент. -2023. - № 12 - С. 21-26.

36. Методические указания к проведению лабораторных работ и практических занятий. - Уральский политехнический колледж, 2017.

37. Методы испытания на трение и износ: справочник / Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмакова, Л.М. Рыбакова. - М.: «Интермет Инжиниринг», 2001. - 152 с.

38. Научные исследования в технологии машиностроения: учебное пособие / В.А. Ванин, В.Г. Однолько, С.И. Пестрецов, В.Х. Фидаров, А.Н. Колодин. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2009. - 232 с.

39. Панов, В.С. Технология и свойства спечных твердых сплавов: курс лекций / В.С. Панов, В.Н. Шуменко. - М.: изд. Дом МИСиС, 2013. -144 с.

40. Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных : практические занятия. - Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева, 2014.

41. Попов, А.Н. Алгоритм оценки 3D параметров Sa цифровой модели поверхности / А.Н. Попов, А.В. Савельев, Н.М. Бобровский // СТИН. Станки Инструмент. - 2024. - № 11 - С. 33-36.

42. Право, экономика и управление: теория и практика: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием [Электронный ресурс] / под ред. Г.Н. Петров. - Чебоксары: ЧГИКИ, 2020. - 364 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/152059 (дата обращения: 18.06.2023).

43. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение: справочник / В.П. Жедь, Г.В. Боровский, Я.А. Музыкант, Г.М. Ипполитов. - М.: Машиностроение, 1987. -320 с.

44. Резников, А.Н. Теплофизика резания : Учебник / А.Н. Резников. -М.: Машиностроение, 1969. - 288 с.

45. Резников, А.Н. Применение алмазного выглаживания для отделочно-упрочняющей обработки / А.Н. Резников, Я.И. Барац // Вестник машиностроения. - 1970. - № 1 - С. 15-17.

46. Рыжов, О.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / О.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров. -М.: Машиностроение, 1979. - 176 с.

47. Савельев, А.В. Прогресс и тренды сухой обработки применительно к технологии поверхностно пластического деформирования путем выглаживания / А.В. Савельев, Н.М. Бобровский // СТИН. Станки Инструмент. - 2023. - № 1 - С. 13-16.

48. Савельев, А.В. Тепловая модель виртуальных испытаний технологии поверхностной пластической деформации / А.В. Савельев, Н.М. Бобровский, П.Н. Шенбергер, Р.У. Каменов, Д.А. Безрукавников, С.В. Чернякин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2024. - С. 38-44.

49. Савельев, А.В. Анализ сложнопрофильных поверхностей деталей при упрочнении алмазным выглаживанием на станках с ЧПУ / А.В. Савельев, Н.М. Бобровский, П.Н. Шенбергер // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2024. - С. 18-23.

50. Самойлова, Е.М. Системный подход к анализу методов управления точностью прецизионной обработки с учетом доминирующей роли формообразующих перемещений / Е.М. Самойлова, С.С. Колоколова, М.В. Виноградов // Вестник ПНИПУ: Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина. - 2016. - Т. 18 - № 1.

51. Сергеев, А.В. Технология машиностроения : учебное пособие для студентов экономических специальностей вузов / А.В. Сергеев. -Тольятти: Изд-во Тольяттинского государственного университета, 2015. -124 с.

52. Старков, В.К. Физика и оптимизация резания материалов: учебник [Электронный ресурс] / В.К. Старков. - М.: Машиностроение : Лань,

2009. - 640 с. - URL: https://elanbook.com/book/760 (дата обращения: 24.08.2021).

53. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием в 2 т. Т. 1: справочник [Электронный ресурс] / А.Г. Суслов, В.Ю. Блюменштейн, Р.В. Гуров, А.Н. Исаев, Л.Г. Одинцов, В.В. Плешаков, В.П. Фёдоров, Ю.Г. Шнейдер. - Москва: Машиностроение, 2014. - 260 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/63262 (дата обращения: 29.07.2021).

54. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием в 2 т. Т. 2: справочник [Электронный ресурс] / А.Г. Суслов, А.П. Бабичев, А.В. Киричек, А.Н. Овсеенко, П.Д. Мотренко, С.К. Амбросимов, А.И. Афонин, Р.В. Гуров, А.Н. Прокофьев, Дм.А. Соловьев, А.В. Хандожко, А.Н. Щербаков. -Москва: Машиностроение, 2014. - 444 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/63263 (дата обращения: 29.07.2021).

55. Трент, Е.М. Резание металлов / Е.М. Трент; пер. Г.И. Айзенштока. - Москва: Машиностроение, 1980.

56. Фам Ван Ань Отделочно упрочняющая обработка нежестких цилиндрических деталей орбитальным выглаживанием: дис. ... канд. техн. наук / Фам Ван Ань. - Иркутск, 2021.

57. Филимонов, В.А. Процессный подход в системах управления экологической, промышленной и производственной безопасностью: практикум: учебное пособие [Электронный ресурс] / В.А. Филимонов, Л.Н. Горина, С.М. Бобровский. - Тольятти: ТГУ, 2022. - URL: https://e.lanbook.com/book/243287 (дата обращения: 03.07.2023).

58. Чекин, Г.И. Особенности процесса алмазного выглаживания / Г.И. Чекин // Труды Иркутского политехнического института. - 1967. - № 36 - С. 23-25.

59. Шумилина, Н.А. Применение статистических методов в системе управление качеством / Н.А. Шумилина, В.В. Тугов, Т.В. Гаибова. -Оренбург, 2009.

60. Alaba, E.S. Evaluation of palm kernel oil as cutting lubricant in turning AISI 1039 steel using Taguchi-grey relational analysis optimization technique [Электронный ресурс] / E.S. Alaba, R.A. Kazeem, A.S. Adebayo, M.O. Petinrin, O.M. Ikumapayi, T.-C. Jen, E.T. Akinlabi // Advances in Industrial and Manufacturing Engineering. - 2023. - Т. 6 - URL: https://doi.org/10.1016Zj.aime.2023.100115 (дата обращения: 15.06.2023).

61. Amini, S. Improvement of Near-Dry Machining and Its Effect on Tool Wear in Turning of AISI 4142 / S. Amini, H. Khakbaz, A. Barani // Materials and Manufacturing Processes. - 2015. - Т. 30 - P. 241-247.

62. Astakhov, V.P. Ecological Machining: Near-dry Machining [Электронный ресурс] / V.P. Astakhov // Machining / под ред. S. London. -2008. - P. 195-223 - URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-84800-213-5_7 (дата обращения: 13.07.2022).

63. Ba, S. Effect of working parameters on the surface integrity in cryogenic diamond burnishing of 17-4 PH stainless steel with a novel diamond burnishing tool / S. Ba, N. Sa, D. Chakradharb // Journal of Manufacturing Processes. - 2019. - Т. 38 - P. 564-571.

64. Ba, S. Sustainable diamond burnishing of 17-4 PH stainless steel for enhanced surface integrity and product performance by using a novel modified tool / S. Ba, N. Sa, D. Chakradharb // Materials Research Express. - 2019. - № 6 -P. 14.

65. Baldin, V. Influence of Graphene Nanosheets on Thermo-Physical and Tribological Properties of Sustainable Cutting Fluids for MQL Application in Machining Processes [Электронный ресурс] / V. Baldin, L.R. Ribeiro da Silva, R.V. Gelamo, A.B. Iglesias, R. Batista da Silva, N. Khanna, A.R. Machado // Research Square. - 2021. - URL: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-838748/v1 (дата обращения: 13.06.2023).

66. Bhuyan, M. State of Art on Minimum Quantity Lubrication in Grinding Process / M. Bhuyan, A. Sarmah, K.K. Gajrani, A. Pandey, T.G. Thulkar, M.R. Sankar // Materials Today: Proceedings. - 2018. - Т. 5 - № 9 - P. 1963819647.

67. Boswell, B. A review identifying the effectiveness of minimum quantity lubrication (MQL) during conventional machining [Электронный ресурс] / B. Boswell, M.N. Islam, I.J. Davies, Y.R. Ginting, A.K. Ong // Curtin University. - 2022. - URL: https://espace.curtin.edu.au/bitstream /handle/20.500.11937/58446/256981.pdf?sequence=2 (дата обращения: 22.04.2022).

68. Cetin, M.H. Evaluation of vegetable based cutting fluids with extreme pressure and cutting parameters in turning of AISI 304L by Taguchi method / M.H. Cetin, B. Ozcelik, E. Kuram, E. Demirbas // Journal of Cleaner Production. - 2011. - Vol. 19 - № 17-18 - P. 2049-2056 - doi:10.1016/j.jclepro.2011.07.013.

69. Challen, J.M. Plastic deformation of a metal surface in sliding contact with a hard wedge: its relation to friction and wear / J.M. Challen, L.J. McLean, P.L.B. Oxley // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. - 1984. - P. 161-181.

70. Cui, X. Minimum quantity lubrication machining of aeronautical materials using carbon group nanolubricant: From mechanisms to application / X. Cui, C. Li, W. Ding, Y. Chen, C. Mao, X. Xu, B. Liu, D. Wang, H. Li, Y. Zhang, Z. Said, S. Debnath, M. Jamil, H.M. Ali, S. Sharma // Chinese Journal of Aeronautics. - 2022. - Т. 35 - P. 85-112.

71. Dhande, S.T. Influence of Soaking Periods in Cryogenic Treatment of Tungsten Carbide [Электронный ресурс] / S.T. Dhande, V.A. Kaneb, M.M. Dhobec, C.L. Gogted // 2nd International Conference on Materials Manufacturing and Design Engineering: Procedia Manufacturing. - 2018. - P. 318-328 - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978918300805 (дата обращения: 02.04.2023).

72. Dreyer, D.R. From Conception to Realization: An Historical Account of Graphene and Some Perspectives for Its Future / D.R. Dreyer, R.S. Ruoff, C.W. Bielawski // Angewandte Chemie International Edition. - 2010. - Т. 49 - P. 93369344.

73. Faraji, G. Severe plastic deformation Methods, Processing and Properties [Электронный ресурс] / G. Faraji, H.S. Kim, H. Torabzadeh Kashi. -Elsevier, 2018. - URL: https://www.sciencedirect.com/book/9780128135181/ severe-plastic-deformation (дата обращения: 29.07.2021).

74. Gupta, M.K. Ecological, economical and technological perspectives based sustainability assessment in hybrid-cooling assisted machining of Ti-6Al-4 V alloy [Электронный ресурс] / M.K. Gupta, Q. Song, Z. Liu, M. Sarikaya, M. Jamil, M. Mia, V. Kushvaha, A.K. Singla, Z. Li // Journal of Cleaner Production. -2023. - URL: https://ro.uow.edu.au/cgi/viewcontent.cgi?article=7883& context=eispapers (дата обращения: 03.06.2023).

75. Gutnichenko, O. Influence of graphite nanoadditives to vegetable-based oil on machining performance when MQCL assisted hard turning [Электронный ресурс] / O. Gutnichenko, V. Bushlya, S. Bihagen, J.-E. Stahla // 8th CIRP Conference on High Performance Cutting (HPC 2018). - 2018. - P. 437440 - URL: https://pdf.sciencedirectassets.com/282173/1-s2.0-S2212827118X0 0122/1 (дата обращения: 13.06.2023).

76. Hadad, M. Thermal analysis of minimum quantity lubrication-MQL grinding process / M. Hadad, B. Sadeghi // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2012. - Т. 63 - P. 1-15.

77. Haseena Bee, P. Effect of copper nano-cutting fluids in end milling of al 6061 and its influence on work piece morphology [Электронный ресурс] / P. Haseena Bee, P.H.V. SeshaTalpa Sai, S. Devaraj, M.L.R. Chaitanya Lahari, K.V. Sharma, K.S. Narayanaswamy // Materials Today: Proceedings. - 2023. - URL: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.425 (дата обращения: 13.06.2023).

78. He, T. Progress and trend of minimum quantity lubrication (MQL): A comprehensive review [Электронный ресурс] / T. He, N. Liu, H. Xia, L. Wu, Y.

Zhang, D. Li, Y. Chen // Journal of Cleaner Production. - 2023. - Т. 386 - URL: https://doi.org/10.1016/jjclepro.2022.135809 (дата обращения: 15.06.2023).

79. Hegab, H. Toward sustainable future: Strategies, indicators, and challenges for implementing sustainable production systems [Электронный ресурс] / H. Hegab, I. Shaban, M. Jamil, N. Khanna // Sustainable Materials and Technologies. - 2023. - Т. 36 - URL: https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023. e00617 (дата обращения: 13.06.2023).

80. Ibrahim, A.M.M. Energy conservation and environmental sustainability during grinding operation of Ti-6Al-4V alloys via eco-friendly oil/graphene nano additive and Minimum quantity lubrication [Электронный ресурс] / A.M.M. Ibrahim, W. Li, H. Xiao, Z. Zeng, Y. Ren, M.S. Alsoufi // Tribology International. - 2020. - Т. 150 - URL: https://doi.org/10.1016/j.triboi nt.2020.106387 (дата обращения: 13.06.2023).

81. ISO 3274. Geometrical Product Specification (GPS) - Surface Texture: Profile method - Nominal characteristics of contact (stylus) instruments.

82. Joshi, K.K. An Experimental Investigation in Turning of Incoloy 800 in Dry, MQL and Flood Cooling Conditions [Электронный ресурс] / K.K. Joshi, R. Kumar, Anurag // 2nd International Conference on Materials Manufacturing and Design Engineering: Procedia Manufacturing. - 2018. - P. 350-357 - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351978918300842 (дата обращения: 02.04.2022).

83. Klocke, F. Dry Cutting / F. Klocke, G. Eisenblatter // CIRP Annals Manufacturing Technology. - 1997. - Т. 46 - P. 519-526.

84. Krolczyk, G.M. Dry cutting effect in turning of a duplex stainless steel as a key factor in clean production / G.M. Krolczyk, P. Nieslony, R.W. Maruda, S. Wojciechowski // Journal of Cleaner Production. - 2017. - Т. 142 - P. 3343-3354.

85. Krolczyk, G.M. Ecological trends in machining as a key factor in sustainable production / G.M. Krolczyk, R.W. Maruda, J.B. Krolczyk, S. Wojciechowski, M. Mia, P. Nieslony, G. Budzik // Journal of Cleaner Production. - 2019. - P. 601-615.

86. Kumar, A. Performance evaluation of alumina-graphene hybrid nano-cutting fluid in hard turning / A. Kumar, A. Sharma, A. Dixit, K. Tiwari, A. Pramanik, A. Mandal // Journal of Cleaner Production. - 2017. - P. 830-875.

87. Kundua, A. Grinding Titanium grade 1 alloy with an alumina wheel using soap water [Электронный ресурс] / A. Kundua, M. Mukhopadhyaya, S. Mahata, A. Banerjee, B. Mandala, S. Dasa // 2nd International Conference on Materials Manufacturing and Design Engineering: Procedia Manufacturing. -2018. - P. 338-343 - URL: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii (дата обращения: 26.02.2023).

88. Lima de Paiva, R. Surface roughness and morphology evaluation of bearing steel after grinding with multilayer graphene platelets dispersed in different base fluids [Электронный ресурс] / R. Lima de Paiva, D. de Oliveira, R. de Souza Ruzzi, M.J. Jackson, R.V. Gelamo, A.M. Abrao, R. Batista da Silva // Wear An International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear. - 2023. - Т. 523 - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043164823002351?ref=pdf_d ownload&fr=RR-2&rr=7d68e2ccd9eb9d58 (дата обращения: 13.06.2023).

89. Machunoa, L.G.B. Multilayer Graphene Films Obtained by Dip Coating Technique / L.G.B. Machunoa, A.R. Oliveiraa, R.H. Furlana, A.B. Limaa, L.C. Moraisa, R.V. Gelamo // Materials Research ibero-american Journal of Materials. - 2015. - P. 775-780.

90. Mahato, A. Surface flow in severe plastic deformation of metals by sliding [Электронный ресурс] / A. Mahato, Y. Guo, H. Yeung, S. Chandrasekar // 6th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation: IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2014. - Т. 63 - № 1 -P. 012016 - URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/63/1/012016/pdf (дата обращения: 29.07.2021).

91. Makhesana, M.A. Influence of MoS2 and graphite-reinforced nanofluid-MQL on surface roughness, tool wear, cutting temperature and microhardness in machining of Inconel 625 / M.A. Makhesana, K.M. Patel, G.M.

Krolczyk, M. Danish, A.K. Singla, N. Khanna // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2023. - Т. 41 - P. 225-238.

92. Marcon, A. An experimental evaluation of graphite nanoplatelet based lubricant in micro-milling / A. Marcon, S. Melkote, K. Kalaitzidou, D. DeBra // CIRP Annals. - 2010. - Т. 59 - № 1 - P. 141-144 - doi:10.1016/j.cirp.2010. 03.083.

93. Nizamuddin, M. The Effect of Karanja based Soluble Cutting Fluid on Chips [Электронный ресурс] / M. Nizamuddin, S.M. Agrawal, N. Patil // 2nd International Conference on Materials Manufacturing and Design Engineering: Procedia Manufacturing. - 2018. - P. 12-17 - URL: https://pdf.sciencedirect assets.com/306234 (дата обращения: 26.02.2023).

94. O de Oliveira, D. Influence of multilayer graphene platelet concentration dispersed in semi-synthetic oil on the grinding performance of Inconel 718 alloy under various machining conditions / D. O de Oliveira, R.B. Da Silva, R.V. Gelamo // Wear An International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear. - 2019. - P. 426-427.

95. Ondin, O. Investigation of the influence of MWCNTs mixed nanofluid on the machinability characteristics of PH 13-8 Mo stainless steel [Электронный ресурс] / O. Ondin, T. Kivak, M. Sarikaya, Q. Vakkas Yildirim // Tribology International. - 2020. - Т. 148 - URL: https://doi.org/10.1016/j .triboint.2020.106323 (дата обращения: 13.06.2023).

96. Patole, P.B. Prediction of surface roughness and cutting force under MQL turning of AISI 4340 with nano fluid by using response surface methodology [Электронный ресурс] / P.B. Patole, V.V. Kulkarni // Manufacturing Rev. - 2018. - № 5 - URL: https://doi.org/10.1051/mfreview/2018002 (дата обращения: 02.04.2023).

97. Patole, P.B. MQL Machining with nano fluid: a review [Электронный ресурс] / P.B. Patole, V.V. Kulkarni, S.G. Bhatwadekar // Manufacturing Rev. - 2021. - № 8 - URL: https://mfr.edp-

open.org/articles/mfreview/pdf/2021/01/mfreview200048.pdf (дата обращения: 26.02.2023).

98. Pimenov, D.Yu. Improvement of machinability of Ti and its alloys using cooling-lubrication techniques: a review and future prospect / D.Yu. Pimenov, M. Mia, M.K. Gupta, A.R. Machado, i.V. Tomaz, M. Sarikaya, S. Wojciechowski, T. Mikolajczyk, W. Kapolnek // Journal of Materials Research and Technology. - 2021. - Т. 11 - P. 719-753.

99. Pimenov, D.Yu. Resource saving by optimization and machining environments for sustainable manufacturing: A review and future prospects [Электронный ресурс] / D.Yu. Pimenov, M. Mia, M.K. Gupta, A.R. Machado, G. Pintaude, D.R. Unune, N. Khanna, A.M. Khan, i. Tomaz, S. Wojciechowski, M. Kuntoglu // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2022. - Т. 166 - URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112660 (дата обращения: 13.06.2023).

100. Rachmat, H. Effect of Burnishing Tool Diameter and Coolant Strategies on Burnishing Performance [Электронный ресурс] / H. Rachmat, E. Abd Rahim, Z. Mohid, K. Mahalil, A.A.F. Kasah, A. Nadzri // IOP Conference Series: Journal of Physics: Conf. Series. - 2019. - URL: https://www.researchgate.net/publication/331434080 (дата обращения: 03.06.2023).

101. Rotella, G. Roller burnishing of Ti6Al4V under different cooling/lubrication conditions and tool design: effects on surface integrity [Электронный ресурс] / G. Rotella, S. Rinaldi, L. Filice // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2021. - URL: https://www.researchgate.net/publication/337449883 (дата обращения: 29.07.2021).

102. Saat?i, E. Orthogonal turning of AISI 310S austenitic stainless steel under hybrid nanofluid-assisted MQL and a sustainability optimization using NSGA-II and TOPSIS [Электронный ресурс] / E. Saat?i, Y.F. Yapan, M.U. Uysal, A. Uysal // Sustainable Materials and Technologies. - 2023. - Т. 36 - URL: https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00628 (дата обращения: 13.06.2023).

103. Salvi, H. Sustainability analysis of additive + subtractive manufacturing processes for Inconel 625 [Электронный ресурс] / H. Salvi, H. Vesuwala, P. Raval, V. Badheka, N. Khanna // Sustainable Materials and Technologies. - 2023. - Т. 35 - URL: https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023. e00580 (дата обращения: 15.06.2023).

104. Savelyev, A.V. Model of surface plastic deformation technology without coolant application developed based on the use of the Ansys information system and experiment [Электронный ресурс] / A.V. Savelyev // II International Workshop "Hybrid Methods of Modeling and Optimization in Complex Systems" (HMMOCS-II 2023). - 2023. - Т. 59 - P. 01014 - URL: https://www.itm-conferences.org/articles/itmconf/pdf/2024/02/itmconf_hmmocs2023_01014.pdf (дата обращения: 21.11.2024).

105. Savelyev, А.В. Improving methods for increasing the efficiency and environmental friendliness of surface plastic deformation technology using a minimum amount of LCTM / А.В. Savelyev, N.M. Bobrovsky, P.N. Shenberger // IEEE Conference «Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines». - 2024. -P. 1-6.

106. Shah, P. In-house development of eco-friendly lubrication techniques (EMQL, Nanoparticles+EMQL and EL) for improving machining performance of 15-5 PHSS [Электронный ресурс] / P. Shah, N. Khanna, K. Zadafiya, M. Bhalodiya, R.W. Maruda, G.M. Krolczyk // Tribology International. - 2020. -Т. 151 - URL: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106476 (дата обращения: 13.06.2023).

107. Shaji, S. An investigation on surface grinding using graphite as lubricant / S. Shaji, V. Radhakrishnan // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2002. - Т. 42 - № 6 - P. 733-740.

108. Sharma, A.K. Effects of Minimum Quantity Lubrication (MQL) in machining processes using conventional and nanofluid based cutting fluids: A comprehensive review / A.K. Sharma, A.K. Tiwari, A.R. Dixit // Journal of Cleaner Production. - 2016. - Т. 127 - P. 1-18.

109. Silva, L.R. Environmentally friendly manufacturing: Behavior analysis of minimum quantity of lubricant - MQL in grinding process [Электронный ресурс] / L.R. Silva, E.C.S. Correa, J.R. Brandao, R.F. de Avila // Journal of Cleaner Production. - 2023. - URL: https://pdf.sciencedirectassets.com/271750/1-s2.0-S0959652620X00072/! (дата обращения: 13.06.2023).

110. Singh, H. Nanofluids assisted environmental friendly lubricating strategies for the surface grinding of titanium alloy: Ti6Al4V-ELI / H. Singh, V.S. Sharma, S. Singh, M. Dogra // Journal of Manufacturing Processes. - 2019. - Т. 39 - P. 241-249.

111. Tawakoli, T. An experimental investigation of the effects of workpiece and grinding parameters on minimum quantity lubrication - MQL grinding / T. Tawakoli, M.J. Hadad, M.H. Sadeghi, A. Daneshi, S. Stockert, A. Rasifard // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2009. -Т. 49 - № 12-13 - P. 924-932 - doi:10.1016/j.ijmachtools.2009.06.015.

112. Tawakoli, T. Influence of oil mist parameters on minimum quantity lubrication - MQL grinding process / T. Tawakoli, M.J. Hadad, M.H. Sadeghi // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2010. - Т. 50 - № 6 -С. 521-531.

113. Tiwari, A. Plastic Deformation of Rough Metallic Surfaces [Электронный ресурс] / A. Tiwari, A. Almqvist, B.N.J. Persson // Friction. -2020. - Т. 68 - № 129 - URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11249-020-01368-9 (дата обращения: 29.07.2021).

114. Vereshchaka, A.A. Technologes of informations are in education, science and production / A.A. Vereshchaka, A.S. Vereshchaka, A.K. Kirillov, O.Yu. Khaustova // Образование, наука и производство. - 2014. - № 2 (7) -P. 57-58.

115. Xu, W. Electrostatic atomization minimum quantity lubrication machining: from mechanism to application [Электронный ресурс] / W. Xu, C. Li, Y. Zhang, H.M. Ali, S. Sharma, R. Li, M. Yang, T. Gao, M. Liu, X. Wang, Z.

Said, X. Liu, Z. Zhou // International Journal of Extreme Manufacturing. - 2022. -URL: http: //www.ijemnet.com/fileJDZZ/j ournal/article/j dzz/2022/4/PDF/4\

%20042003(2022).pdf (дата обращения: 11.06.2023).

116. Yildirim, Q.V. The effect of nanofluids reinforced with different surfactants on the machining and friction-wear properties of Waspaloy [Электронный ресурс] / Q.V. Yildirim, §. §irin, T. Kivak, M. Sarikaya // Tribology International. - 2023. - Т. 181 - URL: https://doi.org/10.1016/j. triboint.2023.108316 (дата обращения: 15.06.2023).

117. Zaides, S. Determining a contact spot in the orbital burnishing deformation zone [Электронный ресурс] / S. Zaides, F.V. An, N. Bobrovskij, A. Saveliev // IOP Conference Series: Materials and Engineering. - 2023. - URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/63/1/012016/pdf (дата обращения: 29.07.2021).

118. Zamiruddin, E.H. Application of Minimum Quantity Lubrication for Various Machining Processes - A Mini Review / E.H. Zamiruddin, N. Rosli // Journal of Modern Manufacturing Systems and Technology (JMMST). - 2020. -Т. 4 - № 2 - P. 40-47.

119. Zhang, Y. Experimental evaluation of cooling performance by friction coefficient and specific friction energy in nanofluid minimum quantity lubrication grinding with different types of vegetable oil [Электронный ресурс] / Y. Zhang, C. Li, M. Yang, D. Jia, Y. Wang, B. Li, Y. Hou, N. Zhang, Q. Wu // Journal of Cleaner Production. - 2023. - URL: https://pdf.sciencedirectassets.com/271750/1-s2.0-S0959652616X00273/1-s2.0 (дата обращения: 13.06.2023).

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Акт внедрения результатов работы

«УТВЕРЖДАЮ»

Директор производства двигателей № «АВТО&АЗ»

тг

А.В. Сверчков 2024 г.

внедрения результатов работы

Результаты диссертационного исследования Савельева Александра Викторовича по теме: «Повышение эффективности и экологичности технологии поверхностно пластического деформирования путем выглаживания с применением смазочно-охлаждающей жидкости в минимальном количестве» направлены на повышение эффективности и экологичности технологии поверхностного пластического деформирования при производстве коленчатых валов (детали № 21177100502000, 11183100502008, 11183100502000, 11182100502000), производимых на АО «АВТОВАЗ». Разработаны практические рекомендации по формированию топографии на поверхности после операций финишной и суперфинишной обработки.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания № 075-00610-24-02 «Разработка методов проектирования устройств для поверхностного пластического деформирования для металлообрабатывающего оборудования».

Для реализации полученных результатов в производстве АО «АВТОВАЗ» были разработаны:

- методика комплексной оценки способов применения СОТС при ППД на основе введения классификационного признака по экологическим аспектам;

- имитационная тепловая модель для повышения эффективности и экологичности технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве и без ее использования с помощью функционала расчетной программы Ь8 БУКА;

- методика выполнения виртуального эксперимента с осуществлением технологической операции ППД с применением минимального количества СОЖ и без ее использования, позволяющая учитывать факторы необходимых условий эффективности производства и экологической безопасности;

- на основании полученных экспериментальных данных установлено, что шероховатость Яа после выглаживания с применением СОЖ в минимальном количестве уменьшается на 16,65%, стойкость инструмента увеличивается на 63% относительно обработки без применения СОЖ, подтверждая, что применение СОЖ в минимальном количестве

положительно влияет на параметры шероховатости и является эффективным способом повышения стойкости инструмента, что в свою очередь непосредственно влияет на снижение затрат, связанных с изготовлением детали;

- условия реализации технологии ППД с применением СОЖ в минимальном количестве заключаются в охлаждении и смазке зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали малыми объемами СОЖ с расходом от 10-100 мл/час; отсутствии вредного воздействия на оператора и образования тумана от аэрозоля внутри и вне станка.

- предложен способ обработки ППД, реализованный в конструкции устройства минимальной подачи СОЖ с охлаждением и вытяжной системой для удаления частиц и тумана аэрозоля, возникающего в процессе впрыска.

Результаты работ способствовали решению задач, поставленных в «Программе инновационного развития» (раздел «Стратегия развития АО «АВТОВАЗ») по глубокому реформированию, развитию и модернизации процессов для достижения показателей по повышению эффективности и экологичности продукции.

от АО «АВТОВАЗ»:

Руководитель проекта Служба главного технолога

В.Н. Максименко

от ФГБУН Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук:

Заведующий лабораторией «ППД»

Ведущий научный сотрудник, к.т.н.

Старший научный сотрудник, д.т.н.

Старший научный сотрудник, к.т.н.

Старший научный сотрудник, к.т.н.

П.А. Мельников

П.Н. Шенбергер

И.Н. Бобровский

Р.У. Каменов