Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51148| Назва: | Дослідження параметрів процесу та якісних показників отворів діаметром 40мм при глибокому свердлінні |
| Інші назви: | Study of the process parameters and quality indicators of 40 mm-diameter holes during deep drilling |
| Автори: | Щербань, Юрій Ігорович Shcherban, Yurii |
| Приналежність: | ТНТУ імені Івана Пулюя, гр. МВм-61 |
| Бібліографічний опис: | Щербань Ю. І. Дослідження параметрів процесу та якісних показників отворів діаметром 40мм при глибокому свердлінні : кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „133 — галузеве машинобудування“ / Ю. І. Щербань . — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 87 с. Shcherban Yurii. Study of the process parameters and quality indicators of 40 mm-diameter holes during deep drilling // Shcherban Yurii : Thesis work for obtaining the educational qualification of Master degree of specialty 133 - Industrial machinery engineering / Supervisor: V. Krupa. Ternopil : Faculty of Engineering of Machines, Structures and Technologies, Department of Machine Tool and Instrument Design, Group MVm-61 : TNTU, 2025. |
| Дата публікації: | 24-гру-2025 |
| Дата подання: | 24-гру-2025 |
| Дата внесення: | 6-січ-2026 |
| Видавництво: | ТНТУ |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопіль |
| Науковий керівник: | Krupa, VOLODYMYR VASYLOVYCH Крупа, Володимир Васильович |
| Члени комітету: | Рогатинський, Роман Михайлович Rogatynskii, Roman |
| УДК: | 621.9 |
| Теми: | 133 галузеве машинобудування аналіз стружки глибокий отвір свердління шорсткість поверхонь гарматне свердло відхилення від круглості chip analysis deep hole drilling surface roughness gun drill deviation from roundness |
| Короткий огляд (реферат): | Кваліфікаційна робота присвячена дослідженні елементів режиму різання, а саме подачі на параметри процесу та якісні показники оброблених отворів. Проведено аналіз існуючих способів та методів свердління глибоких отворів, включно з типами свердел та конструкціями інструментів, що застосовуються для глибокого свердління, та встановлено основні фактори, що впливають на ефективність процесу. Досліджено верстатне обладнання для глибокого свердління, патентні рішення та літературні джерела з проблематики процесу, що дозволило визначити чинники, які впливають на стабільність різання та якість обробки. Розроблено методику експериментальних досліджень, що передбачала зміну параметрів подачі при фіксованих інших режимах різання та комплексну оцінку результатів за показниками типу стружки, шорсткості поверхні, відхилень від круглості та зносу інструменту. Проведено серію експериментів, які підтвердили вплив режимів різання на характер формування стружки: при менших подачах спостерігалося стабільне формування безперервної або рівномірно ламаної стружки, тоді як при підвищених подачах погіршувалися умови відведення стружки та зростала нестабільність процесу. Побудовано аналітичні та графічні залежності, що відображають вплив технологічних режимів на якість обробки та стабільність роботи інструменту, що дозволяє ідентифікувати оптимальні режими свердління для досягнення високої точності та низької шорсткості поверхні The qualifying work is devoted to the study of cutting mode elements, namely feed on process parameters and quality indicators of machined holes. An analysis of existing methods and techniques for deep hole drilling was carried out, including types of drills and tool designs used for deep drilling, and the main factors affecting the efficiency of the process were identified. Machine tools for deep drilling, patent solutions, and literature sources on the process were studied, which made it possible to identify the factors that affect cutting stability and machining quality. A methodology for experimental research was developed, which involved changing the feed parameters while keeping other cutting modes fixed, and a comprehensive assessment of the results based on indicators such as chip type, surface roughness, deviations from roundness, and tool wear. A series of experiments was conducted, which confirmed the influence of cutting modes on the nature of chip formation: at lower feeds, stable formation of continuous or uniformly broken chips was observed, while at higher feeds, chip removal conditions deteriorated and process instability increased. Analytical and graphical dependencies were constructed that reflect the influence of technological modes on the quality of machining and the stability of the tool, which allows identifying the optimal drilling modes to achieve high accuracy and low surface roughness |
| Зміст: | ВСТУП 8 1. АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 11 1.1 Аналіз способів, методів свердління глибоких отворів 11 1.2 Аналіз типів свердел для оброблення глибоких отворів 15 1.3 Аналіз верстатного обладнання для глибокого свердління 26 1.4. Патентний аналіз способів та інструментів для свердління глибоких отворів 28 1.5 Аналіз літературних джерел з проблематики дослідження 32 1.6. Висновки по розділу, постановка мети та завдань дослідження 35 2. ДОСЛІДНО-ПРОЄКТНИЙ РОЗДІЛ 37 2.1. Верстане обладнання для проведення експериментальних досліджень 37 2.2. Методика проведення експериментальних досліджень 39 2.2.1 Мета та задачі дослідження 39 2.2.2 Порядок та план проведення експерименту 40 2.2.3 Методика вимірювання шорсткості поверхні 41 2.2.4. Методика оцінювання точності форми 44 2.3. Результати експериментальних досліджень шорсткості поверхонь та круглості 45 2.3.1. Результати досліджень параметрів процесу 45 2.3.2. Результати вимірювань шорсткості 47 2.3.3. Результати вимірювань відхилень від круглості 49 2.4 Висновки за результатами дослідно-проєктного розділу 51 3. ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 53 3.1. Опрацювання результатів експериментальних досліджень впливу подачі на шорсткість 53 3.2. Опрацювання експериментальних досліджень впливу подачі на круглість з допомогою САПР 61 3.3 Висновки за результатами дослідного розділу 68 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 70 4.1 Охорона праці 70 4.1.1 Загальні вимоги нормативних актів щодо управління охороною праці та безпекою у надзвичайних ситуаціях 70 4.1.2 Постановка завдання щодо досліджень з питань охорони праці та безпеки у надзвичайних ситуаціях 70 4.1.3 Аналітично-розрахункова частина з питань охорони праці на виробництві 71 4.1.4 Боротьба з шумом та вібраціями при роботі верстатів глибокого свердління 72 4.2 Безпека в надзвичайних ситуація 74 4.2.1 Розосередження робітників та службовців 74 4.2.2 Евакуація населення під час надзвичайних ситуацій воєнного характеру 75 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 77 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 79 ДОДАТКИ 86 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/51148 |
| Власник авторського права: | © Щербань Юрій Ігорович, 2025 |
| Перелік літератури: | 1. Metalworking CNC Machine Tools Supplier & Equipment Distributor | Productivity. URL: https://www.productivity.com/wp-content/uploads/ pdfs/Guhring%20Gun%20Drill%20Catalog.pdf. 2. Hartner | Precision Cutting Tools. URL: https://www.hartner.de/wpcontent/ uploads/prospekte/en/tlb_en.pdf. 3. КРУПА, В. В.; КРИВИЙ, П. Д. Методичні вказівки до виконання практичної роботи №2 з курсу «Теорія технічних систем». Тема: Статистичний аналіз точності функціонування технічної системи типу «процес». Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Ка- федра конструювання верстатів, інструментів та машин, 2016. 28 с. 4. Jayaprakash B. C., Nagarajan L., Kumar M. Recent research progress in deep hole drilling process: a review. Surface Review and Letters. 2021. Vol. 28. DOI: 10.1142/S0218625X21300033. 5. Karpovych I., Savinkin D. Аnalysis of technologies for obtaining and processing deep holes in thick-walled parts. Journal of Rocket-Space Technology. 2024. Vol. 33, No. 4–28. P. 63–67. DOI: 10.15421/452426. 6. Скрипченко М. О. Технологічне забезпечення глибокого сверд- ління: дис. … канд. техн. наук. Суми: Сумський державний університет, 2015. 7. Васильєв А. В., Попов С. В., Тимошенко І. В. Підвищення ефекти- вності глибокого свердління сталевих заготовок. Збірник наукових праць Пол- тавського національного технічного університету ім. Ю. Кондратюка. Серія: Галузеве машинобудування, будівництво. 2014. № 2. С. 206–212. 8. Маршуба В. П., Чернякова О. В. Основні напрямки підвищення то- чності та продуктивності глибокого свердлення спіральними свердлами. Ма- шинобудування. 2010. № 6. С. 72–84. 9. Кобельник В. Р. Підвищення ефективності процесу свердління на- скрізних отворів регулюванням подачі: дис. … канд. техн. наук, спец. 05.03.01. Тернопіль, 2013. 168 с. 10. Jingmin M., Wenli Y. Stability analysis of free vibration of gun drill rod materials. Materials. 2025. Vol. 18, No. 6. P. 1241. DOI: 10.3390/ma18061241. 11. Lingfei K., Shuai C., Jih-Hua C., Yue S., Falin M., Yan L. Vibration suppression of drilling tool system during deep-hole drilling process using independence mode space control. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2020. Vol. 151. 103525. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2020.103525. 12. Biermann D., Schmidt R., Strodick S. Numerical modelling of the BTA deep hole drilling process. Procedia CIRP. 2024. Vol. 123. P. 470–475. 13. Licheng L., Can N., Liu G. Analysis and development of the CFRP boring bar for stability improvement. Fibers and Polymers. 2023. Vol. 24. P. 4413– 4427. 14. Orgiyan A., Ivanov V., Tonkonogyi V. The efficiency of dynamic vibration dampers for fine finishing boring. In: Proceedings of the International Conference on Advanced Manufacturing Engineering. Cham: Springer, 2023. 15. Li L., Sun B., Hua H. Analysis of the vibration characteristics of a boring bar with a variable stiffness dynamic vibration absorber. Shock and Vibration. 2019. Article ID 5284194. 16. Bonda A., Srinivas J., Nanda B. K. Investigation of stability in internal turning using a boring bar with a passive constrained layer damping. FME Transactions. 2021. Vol. 49. P. 384–394. 17. Кобельник В. Р., Кривий П. Д. Жорсткість вертикально-свердли- льних верстатів. Вісник ЖДТУ. Технічні науки. 2007. № 1 (40). С. 34–40. 18. Кобельник В. Р., Кривий П. Д. Методика дослідження кінематич- ної точності механізму подач вертикально-свердлильних верстатів на прикладі верстата моделі 2Н118. Процеси механічної обробки в машинобудуванні: зб. наук. праць. 2010. Вип. 8. С. 99–108. 19. Guba N., Schumski L., Paulsen T., Karpuschewski B. Vibrationassisted deep hole drilling of the aluminum material AlMgSi0.5. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2022. Vol. 36. P. 57–66. DOI: 10.1016/j.cirpj.2021.11.002. 20. Lingfei K., Jih-Hua C., Yan L., Yanjun L., Pengyang L. Targeted suppression of vibration in deep hole drilling using magneto-rheological fluid damper. Journal of Materials Processing Technology. 2014. Vol. 214, No. 11. P. 2617–2626. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2014.05.029. 21. Shao Z. et al. Deep hole drilling of large-diameter titanium alloy with a novel rotary low-frequency vibration device. IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 154872– 154881. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2944433. 22. Пестунов В. М., Свяцький В. В., Придворова С. В. Механізми роз- вантаження інструменту при свердленні глибоких отворів. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. 2012. Вип. 25(1). С. 219–223. 23. Пестунов В. М., Свяцький В. В., Свяцька Л. П. Розробка привода для глибокого свердлення методом перехоплення стебла інструмента по його довжині. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. 2008. Вип. 20. С. 169–172. 24. Кривий П. Д., Крупа В. В., Продан В. І. Конструкторсько-техноло- гічні передумови підвищення якості оброблення глибоких отворів тонкостін- них циліндрів. Вісник ТДТУ. 2010. Т. 15. № 1. С. 147–156. 25. Кривий П. Д., Крупа В. В. Інструментальне забезпечення процесу комбінованого розточування глибоких отворів тонкостінних циліндрів. Вісник ЖДТУ. Серія: Технічні науки. 2012. № 2. С. 23–34. 26. Кривий П. Д., Кобельник В. Р., Крупа В. В., Яковлєв В. Г. Розто- чувальні інструменти з попарно-асиметричним розміщенням лез для оброб- лення глибоких циліндричних отворів. Технічні науки та технології. 2016. № 2(4). С. 28–35. 27. Woon K. S. et al. Improving coolant effectiveness through drill design optimization in gundrilling. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 370. 012025. DOI: 10.1088/1757-899X/370/1/012025. 28. Васильєв А. В., Попов С. В., Тимошенко І. В. Підвищення ефекти- вності глибокого свердління сталевих заготовок. Збірник наукових праць Пол- тавського національного технічного університету ім. Ю. Кондратюка. 2014. № 2. С. 206–212. 29. Новіков Ф. В., Жовтобрюх В. О., Кленов О. С. Розробка й впрова- дження ефективних операцій механічної обробки деталей гідравлічних сис- тем. Вісник СевНТУ. 2014. Вип. 151. С. 115–121. 30. Крупа В. В. Металорізальні інструменти з асиметричним розмі- щенням лез для оброблення глибоких отворів циліндрів: дис. … канд. техн. наук, спец. 05.03.01. Тернопіль, 2015. 185 с. 31. Kryvyi P. D., Dzyura V. O., Tymoshenko N. M., Krypa V. V. Technological heredity and accuracy of the cross-section shapes of the hydrocylinder cylindrical surfaces. In: Proc. Int. Conf. Materials and Processing and the 42nd North American Manufacturing Research Conference. Detroit, USA, 2014. Paper No. MSEC2014-3946. 32. Krupa V. et al. Improved method for determining the feed influence on the tangential cutting force during re-drilling, countersinking and boring based on the small sample theory. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering. 2024. DOI: 10.3311/ppme.29952 (дата звернення: 22.05.2025). 33. Lou J., Li L., Dong X. et al. Research on the influencing factors of chip forming in 304 stainless steel deep hole gun drilling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. Vol. 134. P. 1447–1461. DOI: 10.1007/s00170-024-14205-3. 34. Kočiško M., Pollák M., Grozav S. D., Ceclan V. Influence of coolant properties and chip former geometry on tool life in deep drilling. Applied Sciences. 2023. Vol. 13(14). 8360. DOI: 10.3390/app13148360. 35. Ivkovic M., Djurovic S. Influence of coolant pressure on the wear and tool life of gun drills in deep drilling of 24CrMoV5-5 steel. 2025. DOI: 10.24867/JPE-2025-01-019. 36. Kamaruzaman A., Zain A., Alwee R., Yusof N., Najarian F. Optimization of surface roughness in deep hole drilling using moth-flame optimization. Elektrika – Journal of Electrical Engineering. 2019. Vol. 18. P. 62–68. DOI: 10.11113/elektrika.v18n3-2.195. 37. Liang J., Jiao L., Yan P., Cheng M., Qiu T., Wang X. Research on deephole drilling quality of high-strength steel with slender gun drill. 2021. DOI: 10.21203/rs.3.rs-312959/v1. 38. Botek. Single flute gundrills, twin fluted drills: catalog. URL: https://www.botek.de/downloads/en/Catalog_ELB_ZLB_E.pdf (дата звернення: 15.09.2025). 39. Li B., Huang C., Chen Z. et al. Change of the machined hole wall surface roughness, microstructure and microhardness of low alloy steel caused by drill-guide-pads during BTA deep hole drilling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2025. Vol. 139. P. 1595–1605. DOI: 10.1007/s00170- 025-15989-8. 40. Stephenson D. A., Agapiou J. S. Metal cutting theory and practice. 3rd ed. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2016. 956 p. 41. Mei C. C. Mathematical analysis in engineering: how to use the basic tools. Cambridge University Press, 1997. 480 p. ISBN 0521587980. 42. Літнарович Р. М. Побудова і дослідження математичної моделі за джерелами експериментальних даних методами регресійного аналізу: навч. посіб. Рівне: МЕГУ, 2011. 140 с. 43. Крупа В. В. Теорія технічних систем: особливості побудови, ство- рення та розвитку : навч. посіб. Тернопіль : ФОП Осадця, 2023. 308 с. 44. Крупа В.В., Кобельник В.Р.Призначення режимів різання при то- чінні табличним методом : Навчальний посібник - практикум. Тернопіль : ФОП ПАЛЯНИЦЯ, 2025. 144 с 45. Шанайда В. В. Пакет MathCAD в інженерних розрахунках. Терно- піль : Вид-во ТДТУ, 2001. 163 с. 46. Кузнєцов Ю. М., Скляров Р. А. Прогнозування розвитку технічних систем: навч. посібник / Ю. М. Кузнецов, Р. А. Скляров; під ред. Ю. М. Кузнє- цова. – Київ : ТОВ «ЗМОК» – ПП «ГНОЗІС», 2004. – 323 с. 47. Технологічне обладнання з паралельною кінематикою: Навчаль- ний посібник для ВНЗ. / Крижанівський В. А., Кузнєцов Ю. М., Валявський І. А., Скляров Р. А. – Кіровоград, 2004. – 449 с. 48. Кобельник В.Р. Підвищення ефективності процесу свердління на- скрізних отворів регулюванням подачі: дис. канд. техн. наук: 05.03.01: / Кобе- льник Володимир Романович; Терноп. нац. техн. ун-т ім. Івана Пулюя. - Т., 2013. - 21 с. 49. Паливода Ю. Є. Інструментальні матеріали, режими різання, тех- нічне нормування механічної оборобки : навчально-методичний посібник / Па- ливода Ю.Є., Дячун А.Є., Лещук Р.Я. – Тернопіль : Тернопільський націона- льний технічний університет імені Івана Пулюя, 2019. – 240 с. 50. Гагалюк А.В., Паливода Ю.Є. Процеси виготовлення машин. Час- тина 1: технологічні основи машинобудування : навчальний посібник Терно- піль: Осадца Ю. В., 2025. – 308 с. 51. Ковбашин В. І., Пік А. І. Інженерна графіка : навч. посіб. м. Терно- піль : Підруч. і посіб., 2023. 240 с. 52. Кваліфікаційна робота магістра: структура, вимоги до виконання та захист. Методичні рекомендації для здобувачів другого (магістерського) рі- вня вищої освіти за освітньо-професійною програмою «Галузеве машинобуду- вання» зі спеціальності 133 Галузеве машинобудування галузі знань 13 Меха- нічна інженерія для здобувачів всіх форм здобуття освіти / уклад.: В. Р. Кобельник, В. В. Крупа, Р. Я. Лещук, А. А. Сеник, Р. А. Скляров, В. В. Шанайда, А. В. Гагалюк, В. М. Буховець. – Тернопіль : ТНТУ, 2023. 66 с. 53. Крупа В.В., Апостол Ю.О., Щербань Ю.І., Тарапата О.С. Дослі- дження параметрів процесу та шорсткості поверхні при свердлінні гартованої сталі гарматним свердлом. Вісник Херсонського національного технічного університету, 3(94), ч. 1, 2025, С. 149-159. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 133 — галузеве машинобудування |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ_Щербань.pdf | Кваліфікаційна робота магістра | 3,01 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора