Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Как свидетельствует современная научная и промышленная статистика — ежегодные мировые потери от трения и износа сопоставимы с внутренним валовым продуктом ряда промышленно развитых стран [1]. Дополнительно, трение и износ — основные причины преждевременного снятия с эксплуатации технологических машин и обрабатывающих инструментов, применяемых в заготовительных и механосборочных производствах, а также основные факторы возникновения на соответствующих промышленных предприятиях производственных аварий и катастроф, включая экологические, с большим количеством жертв и увечий [2]. Большую актуальность приобретает энергетическая эффективность современных заготовительных и механосборочных производств, связанная с затратами энергии на преодоление трения в очагах воздействия на обрабатываемый материал и в сопряжениях элементов соответствующего технологического оборудования.
Данное обстоятельство связано с обобщенной энергетической методологией целенаправленного поиска перспективных технологических методов обработки для заготовительных и механосборочных производств в условиях проявления между ними фундаментального явления «природной наследственности» — «технологической наследственности». При этом понимается, что любой технологический метод обработки в данных неразрывно связанных производствах представляет собой процесс энергетического изменения свойств обрабатываемого материала и получения из него заготовки, а затем получения из нее детали [3–5]. Кроме того современные инструментальные материалы, а также методы упрочнения соответствующих обрабатывающих инструментов для данных производств полностью исчерпали резервы кардинального повышения своей износостойкости. Представленный круг главных проблем современных заготовительных и механосборочных производств, связанных с технологических трением и износом, требует их системного решения на принципиально новых, «природоподобных» принципах трибологической самоорганизации, базирующихся на фундаментальных научных открытиях выдающегося российского ученого Д.Н. Гаркунова «эффект безызносности при трении» и «водородный износ металлов» (дипломы СССР на научные открытия № 41, 378, патент РФ на изобретение № 2277579) [1].
Используя алгоритмические процедуры «искусственного технологического интеллекта» и принципы трибологической самоорганизации [1, 6–8] на кафедре МТ-13 МГТУ им. Н.Э. Баумана системно синтезированы следующие конкурентоспособные методы волочения, редуцирования и дорнования, которые обеспечивают комплексную эффективность заготовительных и механосборочных производств.
Способ дорнования отверстий (патенты РФ № 2475348, 2560477) заключается в применении инструмента (деформирующего элемента) с регулярным микрорельефом (РМР) воздействующих поверхностей [7, 8], который представляет собой систему впадин и выступов правильной геометрической формы. Канавки РМР увеличивают «маслоемкость» очага деформации за счет аккумуляции значительных объемов технологической смазки, которая выдавливается из них при обработке, минимизируя трение и износ, а также полностью исключая адгезионное наростообразование обрабатываемого материала. При использовании современных металлоплакирующих смазок, реализующих «эфффект безызносности при трении» сила дорнования уменьшается на 39 % [9]. При этом смазка подается свободным потоком. Такой эффект объясняется дополнительным непрерывным образованием в очаге деформации защитной («сервовитной») пленки [1], обладающей феноменальными физическими свойствами: полное отсутствие прямого контакта шероховатых поверхностей заготовки и инструмента; пластифицирование деформируемого слоя («эффект Ребиндера»); снижение коэффициента граничного трения до значений при жидкостном трении. Дополнительно, РМР поверхности инструмента (дорна) внедряясь в шероховатую поверхность отверстия заготовки формирует в очаге деформации упорядоченные физические поля и развитые дислокационные структуры, ускоряющие химические реакции с поверхностно-активными компонентами металлоплакирующих смазок, чем также больше интенсифицируется «эффект Ребиндера». Кроме того каждый выступ РМР является индентором, оказывающим многоцикловое деформирование поверхности отверстия на микроуровне, которое приводит к интенсивному исправлению исходных погрешностей отверстия и высокому комплексному качеству обработки. Дальнейшее системное совершенствование методов дорнования отверстий осуществляется путем обработки в условиях самовозбуждаемого (патент РФ № 2063861) или принудительного противодавления металлоплакирующих смазок по канавкам РМР шероховатых поверхностей дорнующего инструмента и отверстия заготовки [10, 11].
Применение данных триботехнологий на основе самоорганизации в методах «охватывающей обработки» (волочение, редуцирование) позволяет снизить силы обработки до 72 %. При этом латунирование поверхности заготовок (финишная антифрикционная безабразивная обработка) снижает силы волочения только в пределах 10 % [12–16].
Системно синтезированные разработки в данных технологических методах защищены патентами РФ на изобретения № 2063861, 2560475, 2593062, 2647057.
Cинтезированные триботехнологии на основе самоорганизации можно распространить на прокатное производство, а также на холодную объемную и листовую штамповку и дорнование, cовмещенное с редуцированием, включая узлы трения соответствующих технологических машин и оборудования. Полученные результаты расширяют информационную базу алгоритмических процедур «искусственного технологического интеллекта» и фундаментального направления «технологическая трибология на основе самоорганизации» [3, 6–8, 17] для системного структурно-параметрического синтеза конкурентоспособных, перспективных методов обработки в заготовительном и механо-сборочных производствах с целью повышения их комплексной эффективности, включая долговременную безопасность и безаварийность.
