автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Рациональное использование твердосплавных резцовых пластин в условиях многоинструментальной настройки

На правах рукописи

Бирюков Роман Юрьевич

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВЫХ ПЛАСТИН В УСЛОВИЯХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ

Специальность 05 03 01 - Технологии и оборудование механической и

физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г

иис(иЬ8Э42

Волгоград — 2007

003058942

Работа выполнена на кафедре «Автоматизации производственных процессов» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Плотников Александр Леонтьевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Носенко Владимир Андреевич

кандидат технических наук, доцент Ананьин Владимир Витальевич

Ведущее предприятие ОАО « ВНИПП» г Москва

Защита состоится 30 мая 2007г в 12-00 час На заседании диссертационного совета К 212 028 02 в Волгоградском государственггом техническом университете по адресу 400131, г Волгоград, проспект Ленина, 28, корпус Б, ауд Б-210

С диссертацией можно озггакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета (400131, г Волгоград, пр Ленина,28)

Автореферат разослан 28 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Быков Ю М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Развитие и совершенствование прогрессивных приемов металлообработки в современном машиностроении связано с применением автоматизированного станочного оборудования, одним из элементов которого являются многошпиндельные токарные автоматы Основой высокопроизводительной и качественной эксплуатации данного вида станочного оборудования является надежность процесса резания Надежность процесса резания оценивается по стабильности результатов обработки (точность, производительность, качество обработанной поверхности) и надежности работы режущего инструмента, оцениваемой, в свою очередь, по действительному периоду стойкости

Существующие методики расчета режимов резания обеспечивают надежность выбора параметров процесса резания на уровне Р = 0,5 0,6, что явно не достаточно для обеспечения надежной работы автоматизированного станочного оборудования Преждевременный износ инструмента на любой из позиций влечет за собой прерывание процесса обработки и останов станка, что существенно снижает производительность обработки

Вопросы надежности и стабильности автоматически выполняемого процесса резания в режиме расчетной производительности до сих пор остаются до конца не разрешенной проблемой Основным организационно-техническим приемом повышения надежности процесса обработки на автоматизированном станочном оборудовании является снижение режимов резания до уровня, обеспечивающего стабильную величину стойкости инструмента Обоснованием к снижению их уровня является допускаемый техническими условиями разброс физико-механических свойств как со стороны обрабатываемого, так и инструментального материала Вынужденные простои станков-автоматов из-за отказа инструмента составляет 40 — 52% от суммарного времени простоев

Анализ работы автоматизированного станочного оборудования выявил наличие резервов повышения производительности и стабильности его работы за счет применения методов предварительной диагностики состояния инструмента и обрабатываемых деталей Использование этих резервов ставит задачу разработки принципиально новых подходов к назначению режимов резания и передачи вычислительных функций управляющим комплексам на базе микроконтроллеров и ЭВМ С учетом широкого использования многошпиндельных токарных автоматов в металлообработке, в частности в подшипниковой промышленности, разработка методов и устройств, обеспечивающих с достаточной точностью заданное время работы инструмента, является актуальной проблемой

Целью работы является обеспечение заданного времени работы твердосплавных резцовых пластин при работе многошпиндельных токарных автоматов с использованием предварительной сортировки их по режущим свойствам и назначения режимов резания на основе предварительной оперативной информации о свойствах инструмента и заготовки

Для достижения указанной цели ставятся следующие задачи

1) разработать комбинированный способ сортировки твердосплавных пластин по режущим свойствам на основе использования величины коэрцитивной силы и величины термоЭДС пробного прохода,

2) исследовать физическую природу термоЭДС естественной термопары инструмент - деталь как датчика свойств контактируемых материалов и условий протекания процесса резания,

3) скорректировать существующие математические зависимости определения допустимой скорости резания при обработке конструкционных и шарикоподшипниковых сталей для использования их в алгоритмах автоматизированных способов назначения скорости резания,

4) разработать автоматизированный способ определения допустимой скорости резания при токарной обработке на основе использования термоЭДС естественной термопары инструмент - деталь,

5) провести лабораторные и производственные испытания способов обеспечения заданного времени работы твердосплавных резцовых пластин на многошпиндельных токарных автоматах

Методы и средства исследования Теоретические и экспериментальные исследования проводились на основе теории резания материалов, технологии машиностроения, физики твердого тела, теории вероятности и математической статистики В экспериментальных исследованиях применялась стандартная методика определения работоспособности резцовых пластин с заданным периодом стойкости, методика исследования диффузионной составляющей износа на корнях стружки с использованием микрорентгеноспектрального анализа Обработка результатов эксперимента проводилась с использованием пакетов прикладных программ Достоверность результатов подтверждалась проверкой выдвинутых положений, как в лабораторных, так и в производственных условиях

Научная новизна работы

Разработана методика определения скоростного коэффициента Су в формуле определения скорости резания, как функции, зависящей от сочетания свойств каждой контактной пары Предложена уточненная математическая модель для выбора скорости резания, обеспечивающая заданное время работы резцов с отклонением в пределах 10-15 % Подтвержден механизм различной интенсивности диффузионного износа твердосплавных пластин с различным сертификатом качества Установлено, что качество кобальтовой связки твердосплавных резцовых пластин (процент растворимости в ней вольфрама) играет решающую роль в обеспечении надежной работы резцов в заданном скоростном и временном интервале Показано, что для обеспечения времени надежной работы резцов, каждому сочетанию свойств партии инструмента и партии деталей необходимо проводить корректировку скорости обработки

Практическая ценность и реализаг(ия результатов работы

Разработан комбинированный способ предварительной оценки режущих свойств в каждой партии поставки твердосплавных пластин для режущего инструмента, позволяющий проводить организованный подбор пластин с учетом их качества на позиции многошпиндельных токарных автоматов типа 1265М-6, 1Б265ПМ, 1Б290 На основе уточненной математической модели выбора скорости

обработки подшипниковой стали разработана блок-схема алгоритма ее автоматического определения и коррекции для токарных автоматов ПАБ-160 с ЧПУ

Апробация работы Основные положения работы докладывались на международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства», Волгоград, 2003г, на конференциях молодых ученых города Волгограда 2004-2006 г, на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ, 2004-2007г

Публикации По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ Из них 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы (123 наименования), приложения Содержит 156 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 19 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования применительно к работе многошпиндельных токарных автоматов, сформулирована цель работы и основные положения, выносимые на защигу

В первой главе приводится обзор работ по данной тематике и анализ современного уровня обеспечения заданного времени работы резцов в условиях многоинструментальной настройки Показано, что при назначении (расчете) скорости обработки шарикоподшипниковой стали все существующие методики ориентированы на средние значения показателя режущих свойств твердосплавного инструмента и среднее значение обрабатываемости стальных заготовок Они не в полной мере учитывают допускаемые техническими условиями на изготовление допуски на изменение свойств инструмента и свойств обрабатываемой стали в партиях поставки, что является основной причинои непланового перерасхода объема инструмента и вынужденных простоев автоматизированного оборудования Дан обзор технологических причин неоднородности свойств инструментального и обрабатываемого материала Вскрыты резервы повышения надежности автоматически выполняемого процесса резания

Рассматриваются работы Бабича М М, Балакшина Б С , Боброва В Ф , Бржо-зовского Б М, Васина С А , Волчкевича Л И , Горанского Г К , Заковоротного В Л, Зорева Н Н, Иноземцева А Н, Кабалдина Ю Г, Пасько Н И, Подураева В Н, Соломенцева Ю М , Старкова В К , Талантова Н В , Фельдштейна Е С , Шаумяна Г А и других авторов, чьи исследования посвящены проблеме надежности работы инструмента на автоматизированном станочном оборудовании

Приведены статистические данные по месячному расходу твердосплавного инструмента на Волжском подшипниковом заводе в условиях работы многошпиндельных токарных автоматах Показано, что факты двух-трехкратного перерасхода инструмента не являются частными случаями издержки технологии обработки деталей из шарикоподшипниковой стали только на ВПЗ, а характерны для работы токарных автоматов Поставлены цели и задачи исследования

Вторая глава посвящена методике проведения экспериментальных исследований Лабораторные стойкостные испытания проводились с использованием обрабатываемых материалов ШХ15, ШХ15СГ и стали 45 на токарном станке 1К62, снабженном бесступенчатым приводом главного движения Производственные испытания проводились в реальных заводских условиях на токарном автомате 1Б265ПМ В качестве инструментальных материалов использовались неперета-чиваемые твердосплавные многогранные пластинки (квадрат 15x15) марок Т5К10, Т14К8, Т15К6 с механическим креплением Диапазоны режимов обработки составляли скорости резания 80-120 м/мин, подачи 0,25-0,4 мм/об, глубины резания 1-3 мм

Особое внимание уделено проблеме точного измерения термоэлектродвижущей силы естественной термопары твердый сплав - стальная заготовка при осуществлении предварительного пробного (тестового) прохода, величина которой используемой в качестве информационного сигнала о свойствах контакти-руемых пар Исследование механизма износа твердосплавных пластин с различным сертификатом качества проводилось на шлифах корней стружек по методике, разработанной на кафедре «Технология машиностроения» ВолгГТУ с использованием растрового электронного микроскопа Измерение величины коэрцитивной силы режущих твердосплавных пластин производилось в ручном режиме на приборе КИПФ-1 с разбраковкой на группы, отличающиеся на 7-8 эрстед Приведена методика статистической обработки результатов исследования, расчет необходимого количества опытов, определение коэффициента корреляции, определение доверительных интервалов и других параметров, определяющих точность результатов исследований

В третьей главе исследовались физические основы использования величины термоЭДС пробного прохода пары твердый сплав - стальная заготовка на строго одинаковых режимах резания (У= 100 м/мин, 5"= 0,1 мм/об, г = 1мм) как показателя физико-механических свойств кот актируемых пар с целью установления корреляционной связи этой величины с коэффициентом С\< в формуле расчета скорости резания

Показано, что для повышения точности расчета допустимой скорости резания необходимо иметь оперативную информацию о фазовом составе твердосплавного инструмента (его режущих способностях), информацию об обрабатываемости стали, оценить сочетание свойств стали и инструментального материала и условия в зоне резания Таких данных в справочно-нормативной литературе нет Предложено использовать метод предварительного пробного прохода, где величина термоЭДС используется не как традиционная характеристика уровня температур в зоне резания, а как оперативный показатель физико-механических свойств контактируемых пар Контактируемая пара инструмент - деталь составлена из разнородных материалов, представляющими собой сложные многокомпонентные твердые растворы, эмиссионные свойства которых еще недостаточно изучены Однако, проведенный анализ публикаций о корреляции уровня термоэлектрических явлений со свойствами обрабатываемых и инструментальных материалов позволяют рассматривать эти явления с установленных позиций физики чистых металлов применительно к их сплавам

В замкнутой электрической цепи, составленной из последовательно соединенных цельного твердосплавного инструмента 1 и стальной детали 2 {рис. 1) при поддержании разности температур горячего спая (а) - зоны резания и холодного спая (6), возникает термоэлектродвижущая сила £, определяемая выражением (I)

(I)

где ©а, 0Ь - температуры горячего и холодного спая соответственно;

с(.|_2 - удельная (дифференциальная) термоЭДС ко »тактируемой пары.

Рис. 1. Электрическая цепь естественной термопары

Результирующее значение удельной термоЭДС пары складывается из трех составляющих: фовонноЙ ОСф, объемной О^л и контактной ак

а,_2 =аф+и1Л+сс, (2)

Фононная составляющая термоЭДС аф, т.е. эффект увлечения электронов фононами, существенное влияние на результирующее значение удельной термоЭДС пары оказывает только в интервале температур (350 - 400 0С), поэтому для качественной оценки ее влиянием можно пренебречь, тле. реальные значения температуры в зоне резания в исследуемых диапазонах скоростей обработки находятся в интервале 600 - 700°С.

Объемная составляющая термоЭДС а„й обусловлена образованием направленного движения носителей тока в проводнике при наличии градиента температур и имеет малую величину, влиянием которой на изменение значения а,_з также можно пренебречь.

Контактная составляющая удельной термоЭДС сск: обусловлена зависимостью контактной разности потенциалов от температуры, связанной с зависимостью химического потенциала р от температуры:

е д&

£50

В условиях проб но]'о прохода, когда - - = сопх1, значение Контактной составляющей удельной термоЭДС пары определяется выражением

с

где (ii - уровень химического потенциала материала детали, Ц2 - уровень химического потенциала материала инструмента Таким образом, в изменение величины удельной термоЭДС контактируемой пары основной вклад вносит величина контактной составляющей, зависящая, в свою очередь, от величины химических потенциалов контактируемых материалов Из условия равенства электрохимических потенциалов электронов в контактируемых поверхностях металлов следует, что

= (5)

е е

где %2 - работа выхода электронов из материала детали,

Xi - работа выхода электронов из материала инструмента Предложена аналитическая формула, качественно определяющая работу выхода электронов из сплава как сумму работ выхода электронов из карбидной и кобальтовой фазы Известно, что свойства карбидной фазы твердых сплавов не изменяются в процессе спекания, тогда как кобальтовая связка подвержена изменению под воздействием углеродосодержащей среды спекания Показано, что кобальтовая связка твердосплавного инструмента, содержащая 12-15 % растворенного в ней вольфрама обладает большим значением работы выхода (меньшим значением термоЭДС), чем связка с 2-4% растворенного вольфрама (большее значение термоЭДС) Соотношение карбидной и кобальтовой составляющих в сплавах группы ТК будет влиять на величину термоЭДС При увеличении содержания карбидной фазы термоЭДС сплавов будет уменьшагься, т к растет величина работы выхода электронов из карбидной фазы Зависимость термоЭДС сплавов титановольфрамовой группы от соотношения карбидной и кобальтовой фаз была экспериментально проверена для твердых сплавов Т5К10, Т14К8, Т15К6 формы 01411 ГОСТ 25395-82 при точении стали 45 в одинаковых условиях резания (V= 100 м/мин, S = 0,1 мм/об, t ~ 1 мм) Пределы изменения термоЭДС для сплавов группы ТК даны в таблице 1

Табпща 1

Пределы изменения термоЭДС для сплавов группы ТК в условиях пробного

Марка сплава Т5К10 Т14К8 Т15К6

Интервалы термоЭДС, мВ 10,2-12,0 9,0-11,4 8,2-10,9

Величина интервала, мВ 2,8 2,4 2,7

Для сплавов, имеющих одинаковый фазовый состав (содержание графита в интервале 0 1-0,2%), термоЭДС линейно возрастала (от Т15К6 к Т5К10) с уменьшением доли карбидной фазы и увеличением содержания кобальтовой фазы Содержание свободного углерода (графита) определялось путем визуального сравнения нескольких полей шлифа сплава при увеличении в 100 раз с таблицами по ГОСТ 9391-67 (шкала II - содержание и характер включения свободного графита)

Разброс значений термоЭДС внутри отдельных марок сплава группы ТК одинаков, что указывает на одинаковые пределы изменения свойств кобальтовой фа-

зы под воздействием углерода. Эти данные согласуются с данными других работ, где проведены сравнительные исследования состава связующей фазы в пределах двухфазной области сплавов групп ВК, ТК и ТТК в зависимости от содержания углерода методом локального рентгеноспекгрального анализа и показано, что изменение периода решетки кобальтовой фаны, то есть растворимость вольфрама в связующей фазе, соизмеримо для всех исследуемых 1рупп.

Сделано заключение, что в промышленных сплавах группы ТК термоЭДС меняется за счет изменения объемного содержания и химических свойств карбидной фазы сплава и за счет изменения обьемнош содержания и химических свойств кобальтовой фазы. Внутри одной марки сплава термоЭДС изменяется в зависимости от фазового состава сплава, то есть за счет изменения химических свойств кобальтовой (связующей) фазы под воздействием углерода. Между фазовым и химическим составом сплава и величиной термоЭДС пробного прохода существует линейная зависимость. Это дает возможность применить термоЭДС для оценки фазового состава сплава и химического состава связующей фазы (т.е. качества твердого сплава) неразрушаю щи м способом, непосредственно в процессе резания.

Показано, что изменение величины термоэлектродвижущей силы пробного прохода резцом одной марки по сталям с разным марочным составом или по сталям одной марки с допустимым колебанием её химического сос тава обусловлено различной работой выхода электронов из стали. Сталь в паре с твердым сплавом является донором электронов и чем выше ее работа выхода, тем выше ЭДС в паре с одним и тем же твердосплавным резцом. ТермоЭДС как электрический параметр также весьма чувствительна к изменению состава, структуры, образованию новых фаз и является косвенным показателем обрабатываемости сталей.

На основе исследования колебаний режущих свойств твердосплавных пластин и колебаний обрабатываемости стальных заготовок была построена модель работы выхода электронов, для различных пар инструментальный материал - обрабатываемый материал (рис. 2).

Нулевой уровень

Рис. 2. Модель разности работ выхода из стали 1.11X15 и инструментальных материалов (Т5К10, Т14К8, Т15К6),

Данная модель позволяет качественно оценить характер величины термоЭДС естественной термопары и применима к любому сочетанию свойств сталь - твердый сплав На рис 2 светлым тоном обозначена средняя величина работы выхода электронов из сталей и твердых сплавов (основной уровень), темным тоном - ее возможные колебания Модель показывает, что работа выхода электронов из кон-тактируемых материалов, а, следовательно, и их физико-механические (теплофи-зические) свойства не являются стабильными, и данное положение необходимо учитывать при разработке методов определения элементов режимов резания

Из-за колебаний так называемых металлургических факторов при производстве сталей и твердосплавных режущих пластин, их физико-механические и теп-лофизические свойства изменяются Диапазон возможных изменений ограничен ГОСТ Допускаемое колебание режущих свойств твердых сплавов достаточно велико Колебание уровня углерода и основных легирующих элементов стали внутри ее марочного состава отражается на обрабатываемости сталей Усредненные коэффициенты С„ Км, К,, в формулах расчета допустимой скорости резания не способны оперативно учесть эти колебания Работа выхода электронов из сталей и твердого сплава, определяющая уровень контактной составляющей ак в формуле (5) и величину термоЭДС в формуле (1) чувствительна к возможным изменениям химического и фазового состава контактируемых пар

В реальных производственных условиях формирование контактируемых пар, например, сталь LLIX15 - Т14К8 происходит неорганизованно, случайно На рис 3 и 4 показаны диапазоны изменений термоЭДС твердого сплава марки Т14К8 и твердости шарикоподшипниковой стали ШХ15, как показатели режущих свойств инструмента и обрабатываемости стали соответственно Худшим вариантом для автоматически выполняемого процесса резания на токарных автоматах является сочетание низких режущих свойств инструмента (работа выхода электронов из твердого сплава имеет малое значение) с плохой обрабатываемостью стали (работа выхода электронов из стали имеет высокое значение) Величина термоЭДС в этом случае будет иметь высокое значение

f(E) 10

8

6

4

2

0

9,4 9,6 9,8

10 10,2 10,4

Е, mV

Рис 3 Разброс термоЭДС твердосплавных пластин марки Т14К8

10

!(НВ)30

25

20

I

15 + 10 \

160 170 180 190 200 210 220

нв

Рис 4 Разброс твердости шарикоподшипниковой стали ШХ15

Логика коррекции режимов обработки требует в этом случае снижения скорости резания для обеспечения расчетного периода стойкости резца Нескорректированная скорость резания (из-за отсутствия информации о свойствах пары) приводит к увеличению интенсивности износа, снижению времени надежной работы резцов до затупления

Обрабатываемость подшипниковой стали ШХ15 формируется случайным соотношением содержания углерода (допустимое колебание 0,95-1,05%) и хрома (допустимое отклонение 1,35-1,65%) В процессе выплавки стали возможны любые сочетания Худшим для обработки стали ШХ15 является вариант, когда содержание углерода и хрома находится на верхних допустимых пределах Варианты всевозможных сочетаний отслеживаются разностью работ выхода электронов из кон тактируемых пар, через изменяющееся значение удельной гермоЭДС ак и различным уровнем термоЭДС пробного прохода

Сделано заключение, что для обеспечения заданного времени работы инструмента целесообразно использовать сигнала термоЭДС для коррекции математических зависимостей по определению допустимой скорости резания

Приведены результаты исследование механизма износа твердого сплава с различным сертификатом качества Показано, что при взаимодействии твердого сплава со сталыо, углерод твердого сплава проникает в приграничные объемы стружки и поверхности резания, упрочняя их при этом, а железо проникает в твердый сплав по межфазным и межзеренным границам, разупрочняя кобальтовую связку Установлено, что интенсивность диффузии углерода из твердого сплава в сталь и интенсивность диффузии железа в кобальтовую прослойку твердого сплава зависят от качества кобальтовой связки твердого сплава и различны для сплавов с различным сертификатом качества Для исследования были взяты твердосплавные пластины, рассортированные по показателям качества величине коэрцитивной силы и термоЭДС пробного прохода Исследование проводилось на шлифах корней стружки, выполненных под углом 15 градусов к контактным поверхностям на растровом электронном микроскопе "СатеЪах" В качестве обрабатываемого материала была взята углеродистая сталь 45

Рис. 5. Контактная зона корня стружки стали 45 в сечении 1-1 (участок пластического контакта)

а) изображение в отражённых электронах (х20()0) Б~ 11,5 мВ (двухфазный сплав)

б) распределение железа с твёрдом сплаве по площади сканирования;

в) концентрационные кривые железа в диффузионном контактном слое.

Рис. 6. Кон тактная зона корпя стружки стали 45 в сечении 2-2

а) изображение в отражённых электронах (х2000) Е~ 12,2 мВ (с графитом)

б) распределение железа в твёрдом сплаие по площади сканирования;

в) концентрационные кривые железа в диффузионном контактном слое.

Зондирование проводилось на участке пластического контакта (сечение 1) и на участке лунки в ее середине (сечение 2)

Таблица 2

Глубина проникновения углерода в сталь при обработке ее твердым сплавом

Марка сплава, фазовый состав Величина термоЭДС, мВ Сечение контактной зоны Глубина проникновения углерода в сталь, мкм

Т5К10 (2х-фазный) 11,2 1 2 0,8 1,2

Т5К10 (2х-фазный) 11,5 1 2 0,8 1,4

Т5К10 (2х-фазный) 12,3 1 2 0,9 1,4

Т5К10 (с графитом) 13,9 1 2 1,0 1,8

Т5К10 (с 1рафитом) 14,3 1 2 1,8 1,9

Сравнение фотографий контактной зоны по рис 5 и 6, где представлена контактная зона стали 45 с двухфазным твердым сплавом Т5К10 (рис 5 а), и сплавом, содержащим графит (рис 6 а, верхняя допустимая граница по углероду) наглядно демонстрирует качество кобальтовой связки сплава "Рыхлая" связка у сплава с графитом и "монолитная" у двухфазного сплава В кобальтовую связку, слабо легированную вольфрамом, железо проникает на большую глубину, в большей степени разупрочняет ее В тоже время углерод из такой связки глубже проникает в приграничные объемы стружки, упрочняя ее

Показано, что свойства кобальтовой связки твердосплавного инструмента при прочих равных условиях играют решающую роль в работоспособности инструмента и оказывают основное влияние на период его стойкости

В четвёртой 1лаве в формуле для расчета скорости обработки, рекомендуемой справочно-нормативной литературой (6) ставилась задача установления корреляционных связей между величиной термоЭДС пробного прохода и значением скоростного коэффициента Су, с тем, чтобы учесть все возможные сочетания свойств твердосплавного инструмента и обрабатываемой стали и иметь возможность скорректировать скорость резания, обеспечивающую заданное время работы резцов

у = «, "Г „ •м/мин (б)

тт ,х 8у

где С[ - поправочный коэффициент, определяющий условия резания Т - заданная стойкость инструмента, мин, / - глубина резания, мм, 5 - подача, мм/об, Ку - поправочный коэффициент, равный произведению ряда поправоч-

ных коэффициентов на марку инструмента К„ на прочностные свойства стали Кч и геометрические параметры резца

Для решения поставленной задачи были проведены стойкостные испытания твердосплавного инструмента для корректировки выражения (6) с целью обеспечения точности определения допустимой скорости резания на следующих режимах резания V=60 150 м/мин, S = 0,14 0,46 мм/об,/ = 0,5 2 мм

В результате обработки экспериментальных данных были получены графики функциональных зависимостей для коэффициента Cv - А - kE в выражении (6) для пар шарикоподшипниковая сталь - твердый сплав (рис 7, 8, 9) как переменной величины зависящей от сочетания свойств инструмента и стали Информация о свойствах контактируемой пары получалась на основе измерения термоЭДС пробного прохода

250

50

-0-------^-1».

11 5 12 125 13 135 14

Рис 7 График зависимости Cv (Е) для пары ШХ15 (ШХ15СГ) - Т5К10 (Л:„ = 0,65, С, = 221)

♦ Cv

I-*-■

---- - *

Е

5 975 10 1025 105 1075 11

Рис 8 График зависимости Cv (Е) для пары ШХ15 (ШХ15СГ) - Т14К8

(КИ = 0,9,СУ=314)

Рис 9 График зависимости С„ (£) для пары ШХ15 (ШХ15СГ) - Т15К6

(Кк = 1,0, Су = 349)

Путем математической обработки представленных данных были разработаны скорректированные функциональные зависимости для определения допустимой скорости резания на основании выражения (6) Для пары обрабатываемый материал ШХ15СГ (ШХ15) - инструментальный материал Т5К10 выражение для установления допустимой скорости резания при точении на основе определения термоЭДС пробного прохода выглядит следующим образом

(515-2б,5£)

13 £.0« £0 ¡4 У)

Для пары обрабатываемый материал ШХ15СГ (ШХ15) - инструментальный материал Т14К8

у (537 - 24£) ,

2"02 .у033 е"21 '

Для нары обрабатываемый материал ШХ15СГ (ШХ15) - инструментальный материал Т15К6

(528 -28£)

2 15 £0 24 ^ ^

Результаты проверочных испытаний показали, что относительная ошибка при обеспечении заданного периода стойкости инструмента по выражениям (7), (8), (9) составляет 5 < ± 15% Указанная погрешность расчета может быть принята как допустимая для обеспечения вероятности безотказной работы твердосплавного режущего инструмента в течение заданного периода стойкости р{Тзад) = 0,85 0,90 на токарных автоматах

Ввиду трудоемкости способа оценки качества твердосплавного инструмента по величине термоЭДС пробного прохода был разработан комбинированный способ предварительного входного контроля, который может использоваться как на обычных токарных автоматах типа 1265М-6,1 Б265ПМ так и на токарных автоматах с ЧПУ типа ПАБ-160

Сущность метода заключается в совместном использовании термоЭДС естественной термопары и коэрцитивной силы твердосплавного инструмента

Способ реализуется следующим образом Партии поставки твердосплавных изделий любой формы и марки сплава (Т5К10, Т14К8, Т15К6) или представительная выборка из них в количестве не менее 450-600 пластин проходит сортировку (измерение) по величине коэрцитивной силы в ручном или автоматическом режиме Полученную гистограмму разбивают на 5-7 групп со значениями коэрцитивной силы, отличающимися не менее 7-8 эрстед, с включением крайних значений и середины интервала Затем из полученных групп отбирают по две-три пластины с принадлежащими им величинами коэрцитивной силы Для этих пластин определяют величины термоЭДС путем кратковременного резания по стали ШХ15 определенной партии поставки на строго фиксированных режимах пробного прохода (У= 100 м/мин, 5 = 0,1 мм/об, I = 1мм) и определяют среднюю арифметическую величину термоЭДС для каждой группы

Этим приемом сортировки можно подобрать пластины с заранее известными механическими и режущими свойствами для работы в нагруженных или щадящих условиях работы многошпиндельных токарных автоматах, не имеющих возможности плавного регулирования скорости резания Для обеспечения коррекции скорости резания при обработке шарикоподшипниковых сталей в условиях работы токарных автоматов с ЧПУ используют выражения (7), (8), (9) для определения допустимой скорости резания при точении на основе измерения термоЭДС пробного прохода для пар сталь ШХ15 (ШХ15СГ) - твердый сплав Т5К10, Т14К8, Т15К6 Для них разработана блок-схема алгоритма автоматического выбора и коррекции скорости резания

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Установлено, что основной причиной, приводящей к значительному перерасходу расчетных норм режущего инструмента на многошпиндельных токарных автоматах, является значительный разброс режущих свойств твердосплавного инструмента одной марки и формы, как между партиями поставки, так и внутри их

2 Обрабатываемые шарикоподшипниковые стали в партиях поставки также имеют значительный разброс по механическим свойствам и, как следствие, по обрабатываемости

3 Исследованные партии поставки твердосплавного инструмента отечественных заводов-поставщиков и партии поставки шарикоподшипниковых сталей укладываются в диапазон допусков по свойствам, регламентированным техническими условиями на их изготовление

4 Существующие методики назначения скорости резания не в полной мере учитывают допускаемые по ТУ колебания свойств как со стороны инструментального, так и обрабатываемого материалов

5 Показано, что твердосплавные резцы в партии поставки с присвоенным им одинаковым сертификатом качества имеют в действительности различные режущие свойства, отличающиеся между собой на 50-70% Различие режущих свойств между партиями поставки достигает полутора-двукратного значения

6 Установлен механизм различной интенсивности износа твердосплавных резцов с различными сертификатами качества Показано, что резцы, имеющие высокую интенсивность износа, имеют низкий процент легирования кобальтовой связки вольфрамом (2—4 %), что способствует интенсификации диффузионных явлений и не обеспечивает расчетное время их стабильной работы

7 Физически обосновано использование термоэлектрического сигнала естественной термопары для оценки сочетания свойств каждой контактной пары твердый сплав - стальная заготовка в условиях предварительною пробного прохода

8 Предложена новая математическая модель расчета скорости резания с учетом свойств каждой контактной пары твердый сплав - стальная заготовка, пригодная для автоматизированного определения скорости резания

9 Предложен комбинированный способ входного контроля режущих свойств твердосплавных резцовых пластин на основе совместного определения величины коэрцитивной силы и термоЭДС пробного прохода

10 Проведены лабораторные и производственные испытания комбинированного способа входного контроля режущих свойств твердосплавных резцовых пластин и способа определения допустимой скорости резания, обеспечивающие расчетное время работы инструмента на основе оперативной информации о свойствах каждой контактной пары с отклонением не более 15% от заданной величины

11 Техническая документация на разработанные способы передана в технологическую службу ВПЗ (г Волжский, Волгоградская область) для использования в цехах механической обработки

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1 Плотников А Л, Бирюков Р Ю Перспективы решения технологических задач в новых поколениях систем ЧПУ металлорежущими станками // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства сб матер междунар конф - Волгоград РГПС "Политехник", 2003 - С 265-268

2 Плотников А.Л , Бирюков Р Ю Автоматизированный способ определения допустимой скорости резания для токарных станков с ЧПУ на основе энергетического критерия // Наука - производству 2005 - №1-С 60-63

3 Плотников А Л, Бирюков Р.Ю Анализ причин перерасхода твердосплавного инструмента на многошпиндельных токарных автоматах // Известия ВолгГТУ Сер Автоматизация технологических процессов в машиностроении межвуз сб науч ст Вып2 /ВолгГТУ -2005.-№2 - С23-25

4 Плотников А Л , Бирюков Р Ю Крылов Е Г Исследование работоспособности твердосплавного режущего инструмента при обработке шарикоподшипниковой стали // Волжский технологический вестник - 2006 — №5 - С 54-56

5 Плотников А Л , Бирюков Р Ю , Крылов Е Г Энергетический подход к обеспечению работоспособности твердосплавного инструмента // Волжский технологический вестник — 2006 -№6 -С 30-33

6 Плотников А Л Еремеев В В , Бирюков Р Ю Метод оперативного определения величины работы стружкообразования и составляющих силы резания при механической обработке сталей твердосплавным инструментом // СТИН -2007 -№4 - С 20-24

7. Бирюков, Р Ю Комбинированный способ определения допустимой скорости резания при токарной обработке // Волжский технологический вестник -2007 - № 2 - С 14-17

Бирюков Роман Юрьевич

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВЫХ ПЛАСТИН В УСЛОВИЯХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ

Подписано в печать г 3 04 2007 г Заказ №3^ Тираж 100 экз Печ л 1,0 Формат 60x80 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная

Типография «Политехник» Волгоградского государственною технического университета

400131, Волгоград, ул Советская, 35

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА АВТОМАТИЗИРОВАННОМ СТАНОЧНОМ ОБОРУДОВАНИИ.

1.1 Современный уровень обеспечения надежности твердосплавного инструмента на многошпиндельных токарных автоматах.

1.2 Методы определения допустимой скорости резания при одноинструментальной обработке.

1.3 Причины неоднородности режущих свойств твердосплавных пластин и обрабатываемости сталей.

1.4 Обзор способов обеспечения надежности работы твердосплавного инструмента в условиях автоматизированного производства.

1.5 постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 экспериментальная установка.

2.2 Инструментальные и обрабатываемые материалы.

2.3 Методика измерения величины термоЭДС естественной термопары инструмент - деталь.

2.4 Методика измерения величины коэрцитивной силы твердосплавных режущих пластин.

2.5 Методика исследования контактных процессов.

2.6 Методика оценки точности результатов испытаний твердосплавного режущего инструмента.

ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИГНАЛА ТЕРМОЭДС ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕРМОПАРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СВОЙСТВ КОНТАКТИРУЕМЫХ ПАР СТАЛЬ - ТВЕРДЫЙ СПЛАВ.

3.1 Физические основы использования величины термоЭДС для оценки свойств контактируемых пар и условий резания.

3.2 Работа выхода электронов из твердых сплавов и ее связь с режущими свойствами и величиной термоЭДС.

3.3 Работа выхода электронов из стали и ее связь с обрабатываемостью сталей и величиной ЭДС.

3.4 моделирование работы выхода электронов из контактируемой пары сталь - твердый сплав.

3.5 Исследование механизма износа твердосплавного инструмента с различным сертификатом качества.

Выводы по 3 главе:.

ГЛАВА 4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЗЦОВ В УСЛОВИЯХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ.

4.1 Оценка режущих способностей твёрдосплавного инструмента по величине коэрцитивной силы.

4.2 Корректировка формулы определения допустимой скорости резания при токарной обработке.

4.3 Разработка комбинированного способа оценки режущих свойств твердосплавного инструмента.

4.4 Лабораторные испытания комбинированного способа оценки режущих свойств твердосплавного инструмента.

4.5 Заводские испытания комбинированного способа оценки режущих свойств твердосплавного инструмента.

4.6 Блок-схема алгоритма автоматизированного определения допустимой скорости резания на токарных автоматах типа ПАБ-160.

Выводы по 4 главе:.

Развитие и совершенствование прогрессивных приемов металлообработки в современном машиностроении связано с применением автоматизированного станочного оборудования, одним из элементов которого являются многошпиндельные токарные автоматы. Основой высокопроизводительной и качественной эксплуатации данного вида станочного оборудования является надежность процесса резания. Под надежностью процесса резания в металлообработке понимается его способность в определенном, заранее заданном периоде времени, обеспечивать в заданном объеме выпуск деталей с установленными требованиями по точности формы и размеров и качеству поверхностного слоя [18,108]. Как отмечается в работах [99,76,101] физические основы технологической надежности резания (надежности процесса резания) заключаются в нестационарном и случайном характере явлений, протекающих в обрабатываемом материале и режущем инструменте при обработке. Следовательно, одним из способов обеспечения надежности автоматически выполняемого процесса резания является получение оперативной информации о свойствах обрабатываемого и инструментального материалов и учет их влияния друг на друга в процессе обработки [111,113]. Надежность процесса резания оценивается по стабильности результатов обработки (точность, производительность, качество обработанной поверхности) и надежности работы режущего инструмента, оцениваемой, в свою очередь, по действительному периоду стойкости.

Технологические характеристики процесса резания (скорость резания, подача, глубина резания), а также составляющие силы резания, призванные обеспечить эти критерии оценок, определяются по математическим моделям или табличным способом с использованием ряда поправочных коэффициентов, учитывающих переменные факторы процесса обработки (свойства инструментального и обрабатываемого материалов, геометрию инструмента, наличие охлаждения и др.) [5,13,20,72,82,96,97]. Существующие методики расчета режимов резания обеспечивают надежность выбора параметров процесса резания на уровне Р = 0,5.0,6, что явно не достаточно для обеспечения надежной работы автоматизированного станочного оборудования [99].

В работе [77] подчеркивается, что "используемые в настоящее время справочные данные для выбора скорости резания, подачи и глубины резания, взятые из различных источников для идентичных условий резания, сильно отличаются друг от друга и не позволяют обоснованно назначать способ обработки.". При этом различные методики решают одну задачу - обеспечение расчетного времени работы режущего инструмента как наиболее слабого звена в технологической системе станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД). Попытки уточнить эмпирические зависимости "скорость резания -стойкость инструмента" путем применения более сложных математических выражений, учитывающих большее количество факторов, не разрешили проблему выбора оптимальных режимов резания расчетным путем [15, 29,100,31,44].

Применительно к одноинструментальной настройке универсальных станков у оператора-станочника имеется возможность корректировать рассчитанные режимы резания на основе визуального наблюдения, используя личный опыт, обеспечивая тем самым приемлемые величины стойкости инструмента, производительности, точности и качества обработки. При работе многошпиндельных автоматов одновременный визуальный контроль за ходом процесса обработки детали одновременно по нескольким позициям невозможен. Кроме того, преждевременный износ инструмента на любой из позиций влечет за собой прерывание процесса резания и останов станка, что существенно снижает производительность обработки [45].

Вопросы надежности и стабильности автоматически выполняемого процесса резания в режиме расчетной производительности до сих пор остаются не до конца разрешенной проблемой [30,68,86]. Основным организационно-техническим приемом повышения надежности процесса обработки на автоматизированном станочном оборудовании является снижение режимов резания до уровня, обеспечивающего стабильную величину стойкости инструмента. Обоснованием к снижению их уровня является допускаемый техническими условиями на изготовление разброс физико-механических свойств как со стороны обрабатываемого, так и инструментального материала. Отсюда и вынужденная ориентация на "низкую" обрабатываемость сталей и "низкие" режущие свойства инструмента с целью повышения надежности процесса резания.

Другим путем повышения производительности и надежности работы станков-автоматов может быть оснащение этого оборудования адаптивными системами контроля и управления процессом резания [105,51,28]. Несмотря на положительные результаты многих исследований, на практике способы технологической диагностики и управления процессом резания реализованы не в полной мере.

Необходимость решения проблемы выбора рациональных режимов резания для многошпиндельных токарных автоматов заключается и в том, что стоимость работы станкочаса достаточно высока, а неплановые простои оборудования по вине инструмента увеличивают долю себестоимости операции токарной обработки. По данным работ [99,79] простой станков-автоматов из-за отказа инструмента составляет 40 - 52% от суммарного времени вынужденных остановов.

Анализ работы автоматизированного станочного оборудования выявил наличие резервов повышения производительности и стабильности его работы за счет применения научно обоснованных норм назначения режимов резания и внедрения систем диагностики процесса резания. Использование этих резервов ставит задачу разработки принципиально новых подходов к назначению режимов резания и передачи вычислительных функций управляющим комплексам на базе микроконтроллеров и ЭВМ [113,115,110]. С учетом широкого использования многошпиндельных токарных автоматов в металлообработке разработка методов и устройств, повышающих надежность определения режимов резания, является важной и актуальной проблемой.

Целью работы является обеспечение заданного времени работы твердосплавных резцовых пластин при работе многошпиндельных токарных автоматов с использованием предварительной сортировки по режущим свойствам инструментального материала и назначения режимов резания на основе предварительной оперативной информации о свойствах инструмента и заготовки

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и библиографического списка использованной литературы. В порядке расположения глав в диссертационной работе решались следующие задачи.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что причинами, приводящими к значительному перерасходу расчетных норм режущего инструмента на многошпиндельных токарных автоматах, является значительный разброс режущих свойств твердосплавного инструмента одной марки и формы как между партиями поставки, так и внутри их.

2. Обрабатываемые шарикоподшипниковые стали в партиях поставки также имеют значительный разброс по механическим свойствам и, как следствие, по обрабатываемости.

3. Исследование партии поставки твердосплавного инструмента отечественных заводов-поставщиков и партии поставки шарикоподшипниковых сталей укладываются в диапазон допусков по свойствам, регламентированным техническими условиями на их изготовление.

4. Существующие методики назначения скорости резания не в полной мере учитывают допускаемые по ТУ колебания свойств как со стороны инструментального, так и обрабатываемого материалов.

5. Показано, что твердосплавные резцы в партии поставки с присвоенным им одинаковым сертификатом качества имеют в действительности различные режущие свойства, отличающиеся на 50 - 70% и более.

6. Установлен механизм различной интенсивности износа твердосплавных резцов с различными сертификатами качества. Показано, что резцы, имеющие высокую интенсивность износа имеют низкий процент легирования кобальтовой связки вольфрамом (2-7%), что способствует интенсификации диффузионных явлений и не обеспечивает расчетное время их стабильной работы.

7. Физически обосновано использование термоэлектрического сигнала естественной термопары для оценки сочетания свойств каждой контактной пары твердый сплав - стальная заготовка в условиях предварительного пробного прохода.

8. Предложена новая математическая модель расчета скорости резания с учетом свойств каждой контактной пары твердый сплав - стальная заготовка, пригодная для автоматизированного определения скорости резания.

9. Предложен комбинированный способ входного контроля режущих свойств твердосплавных резцовых пластин на основе совместного определения величины коэрцитивной силы и термоЭДС пробного прохода.

10. Проведены лабораторные и производственные испытания комбинированного способа входного контроля режущих свойств твердосплавных резцовых пластин и способа определения допустимой скорости резания, обеспечивающие расчетное время работы инструмента на основе оперативной информации о свойствах каждой контактной пары.

11. Техническая документация на разработанные способы передана в технологическую службу ВПЗ-15 (г. Волжский, Волгоградская область) для использования в цехах механической обработки.

1. А.с. 1009609 / СССР / Способ определения режущих свойств твердосплавных инструментов / Плотников А.Л., Дудкин Е.В. // Б.И. 1983, №13.

2. А.с. 549269 / СССР / Устройство для измерения температуры резания методом естественной термопары / Плотников А.Л., Дудкин Е.В. // Б.И. 1977, №9.

3. Аваков, А.А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов / А.А. Аваков. М.: Машгиз, 1960. - 380 с.

4. Александров, В.И. Электрические характеристики контакта инструмент заготовка / В.И. Александров, Е.И. Глинкин, А.В. Егоров // СТИН. - 2003. - №3. - С. 18-22.

5. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущий инструмент / В.А. Арши-нов, Г.А. Алексеев. М.: Машиностроение, 1976. - 440 с.

6. Бабич, М.М. Неоднородность твердых сплавов по содержанию углерода и ее устранение / М.М. Бабич. Киев: Наукова думка, 1975. - 174 с.

7. Баженов, М.Ф. Твёрдые сплавы. Справочник / М.Ф. Баженов, С.Г. Байцман, Д.Г. Карпачев. М.: Металлургия, 1978. - 184 с.

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

9. Беккер, М.С. Роль структуры инструментального материала в процесс изнашивания твердосплавного режущего инструмента / М.С. Беккер, М.Ю. Куликов, А.В. Никифоров // Вестник машиностроения. 1997. -№10.-С. 30-33.

10. Ю.Беляков, А.А. Методы и средства обмена информацией между системой ЧПУ и системами подготовки управляющих программ / А.А. Беляков // СТИН. 2006. - №8. - С. 6-10.

11. П.Бирюков, Р.Ю. Комбинированный способ определения допустимой скорости резания при токарной обработке / Р.Ю. Бирюков // Волжский технологический вестник. 2007. - №2. - С. 14-17.

12. Блат, Ф.Д. Термоэлектродвижущая сила металлов / Ф.Д. Блатт, П.А. Шредер; Пер. с англ. М: Металлургия, 1980. - 248 с.

13. З.Бобров, В.Ф. Основы теории резания металлов / В.Ф. Бобров. М.: Машиностроение, 1975. - 344 с.

14. Брахман, JI.A. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках / JI.A. Брахман, Д.И. Батищев, A.M. Гильман. М.: Машиностроение, 1972. -140 с.

15. Васильев, С.В. Измерение температуры резания и эмиссионные свойства стали / С.В. Васильев // Физика и химия обработки материалов. -1987.-№5.-С. 141-145.

16. Васильев, С.В. ТермоЭДС при резании как характеристика качества твердосплавных пластинок / С.В. Васильев // СТИН. 1976. - №5. - С. 27-28.

17. Волчкевич, Л.И. Надежность автоматических линий / Л.И. Волчкевич. -М.: Машиностроение, 1969. 308 с.

18. Гжиров, Р.И. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник / Р.И Гжиров, П.П. Серебреницкий. JL: Машиностроение. Jle-нингр. отд-ние, 1990. - 588 с.

19. Грановский, Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. М.: Высшая школа, 1985. - 304 с.

20. Грачев, Л.Н. Автоматическое управление точностью обработки на токарных станках с ЧПУ / Л.Н. Грачев, М.Г. Сахаров, В.И. Антипов. -М.: НИИмаш, 1982. 64 с.

21. Гусев, И.Т. Устройства числового программного управления / И.Т. Гусев, В.Г. Елисеев, А.А. Маслов. М.: Высш. шк., 1986. - 296 с.

22. Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. 6-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

23. Дудкин, Е.В., Сурин И.В. Комбинированный способ контроля режущих свойств твердосплавных изделий / Е.В. Дудкин, И.В. Сурин // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 1998. - С. 38-48.

24. Дудкин, М.Е. Исследование контактных явлений и механизмов износа твердосплавного инструмента при обработке конструкционных сталей. Автореф. дис. канд техн. наук. Тбилиси, 1981. - 20 с.

25. Епифанов, Г.И. Физика твердого тела: Учебн. пособие для втузов / Г.И. Епифанов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977. - 288с.

26. Игумнов, Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий / Б.Н. Игумнов. М.: Машиностроение, 1974. -200 с.

27. Ильин, А.Н. Разработка системы оперативной диагностики режущего инструмента по электрическим параметрам процесса резания. Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 2000. - 15 с.

28. Иноземцев, А.Н. Оптимизация режима резания с учетом надежности инструмента / А.Н. Иноземцев, С.А. Васин, Н.И. Пасько // СТИН.2000. № 10. - С.31 -34.

29. Иноземцев, А.Н. Оценка стойкости и надежности режущего инструмента в производственных условиях / А.Н. Иноземцев, С.А. Гришин, С.А. Васин, Н.И. Пасько // СТИН. 2000. - №10. - С. 22-24.

30. Иноземцев, Г.Г. Оптимизация процесса резания с учетом диагностического состояния оборудования / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // СТИН. 1999. - №12. - С. 9-13.

31. Кабалдин, Ю.Г. О немонотонности зависимостей стойкости и износа режущего инструмента от скорости резания / Ю.Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1997. - №7. - С. 31-37.

32. Катаев, Ю.П. Пластичность и резание металлов / Ю.П. Катаев, А.Ф. Павлов, В.М. Белоног. М.: Машиностроение, 1994. - 144 с.

33. Кацев, П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента / П.Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1968. - 156 с.

34. Каштальян, И.А. Система диагностики состояния и коррекции инструмента на токарных станках с ЧПУ / И.А. Каштальян // СТИН. 2003. -№4.-С. 10-14.

35. Каштальян, И.А. Управление приводом подач станка с оперативной системой ЧПУ / И.А. Каштальян // СТИН. 2005. - №12. - С. 11-14.

36. Кифер, И.И. Испытание ферромагнитных материалов / И.И. Кифер. -М.: Наука, 1969.-240 с.

37. Козочкин, М.П. Экспериментальное исследование акустических явлений при трении твердых тел / М.П. Козочкин, В.В. Смирнов // Трение иизнос. 1983. - Т.4. - №6. - С. 991-994.

38. Корндорф, С.Ф. Термоэлектрический метод контроля твердосплавного напайного инструмента / С.Ф. Корндорф, Е.Е. Мельник // СТИН. -2002.-№9.-С. 19-20.

39. Кошкин, B.J1. Аппаратные системы числового программного управления / В. JI. Кошкин. М.: Машиностроение, 1989. - 248 с.

40. Краткий справочник металлиста / П.Н. Орлов, Е.А. Скороходов, А.Д. Агеев и др.; Под общ. ред. П. Н. Орлова, Е. А. Скороходова. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 960 с.

41. Липатов, А.А. Оптимальная скорость резания при точении аусте-нитной стали / А.А. Липатов, С.И. Агапов // СТИН. 2003. - №2. - С. 25-27.

42. Лоладзе, Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента / Т.Н. Лоладзе. М.: Машиностроение, 1982. - 320 с.

43. Макаров, А.Д. Оптимизация процессов резания / А.Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

44. Марголит, Р.Б. Оптимизация скоростных и силовых характеристик привода главного движения токарных станков / Р.Б. Марголит, О.А. Терехова, Д.В. Колобаев, Ю.С. Маркин // СТИН. 2006. - №2.-С. 5-11.

45. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; Под общ. ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.-640 с.

46. Мельник, Е.Е. Контроль состояния режущих кромок твердосплавногоинструмента / Е.Е. Мельник // СТИН. 2005. - №4. - С. 16-18.

47. Мокрицкий, Б .Я. К вопросу об управлении работоспособностью металлорежущего инструмента / Б .Я. Мокрицкий, Е.Б. Мокрицкая // Вестник машиностроения. 1998. - №12. - С. 40-47.

48. Молчанов, Г.Н. Повышение эффективности обработки на станках с ЧПУ / Г.Н. Молчанов. М.: Машиностроение, 1979. - 203 с.

49. Мясников, В.А. Программное управление оборудованием / В.А. Мясников, М.Б. Игнатьев, A.M. Покровский. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Машиностроение, 1984.-427 с.

50. Локтева. М.: Машиностроение, 1991. - Т. 1. - 640 с.

51. Палей, С.М. Контроль состояния режущего инструмента по ЭДС резания / С.М. Палей // СТИН. 1996. - №10. - С. 21-25.

52. Панов, Ф.С. Работа на станках с числовым программным управлением / Ф.С. Панов, А.И. Травин. Л.: Лениздат, 1984. - 278 с.

53. Патент РФ №2063307, МКИ 6 В 23 В 25/06. Способ определения допустимой скорости резания при механической обработке детали твердосплавным инструментом / Плотников А.Л. Опубл в БИ №19, 10.07.1996.

54. Патент РФ №2117557, МКИ 6 В 23 В 25/06. Способ съема термоЭДС естественной термопары инструмент деталь / Плотников А.Л. -Опубл в БИ №23,20.08.1998.

55. Патент РФ 2120354, МКИ 6 В 23 В 25/06. Способ определения составляющих силы резания на токарных станках с ЧПУ / Плотников А.Л., Еремеев В.В. Опубл в БИ№29,20.10.1998.

56. Патент РФ №2165337 МКИ 7 В 23 В 25/06. Способ измерения ЭДС резания / Александров В.И., Бородаев А.Г., Гализдров А.И. Опубл в БИ №11 20.04.2001.

57. Патент РФ №2173611, МКИ 7 В 23 В 1/00. Способ определения оптимальной скорости резания твердосплавными инструментами / Артамонов Е.В., Кусков В.Н., Помигалова Т.Е., Костив В.М. Опубл в БИ №26, 20.09.2001.

58. Патент РФ №2239522, МКИ 7 В 23 В 1/00. Способ определения допустимой скорости резания при механической обработкедетали твердосплавным инструментом / Плотников А.Д., Таубе А.О. Опубл в БИ №31,10.11.2004.

59. Патент РФ №2229703, МКИ 7 G 01 N 25/32. Термоэлектрический способ контроля неоднородности металлов и сплавов / Корндорф С.Ф., Ногачева Т.Н., Мельник Е.Е. Опубл в БИ №15, 27.05.2004.

60. Патент РФ №2267113, МКИ 7 G 01 N 3/58. Способ определения режимов резания (варианты) / Безъязычный В.Ф., Лобанов А.В., Маляров А.В., Лазарев И.П. Опубл в БИ №35,27.12.2005.

61. Петров В. М. Повышение эффективности обработки лезвийным инструментом на основе учета физико-механических характеристик материалов. Автореф. дис. канд. техн. наук. С.-Петербург, 1995. - 20 с.

62. Плотников, А.Л. Автоматизированный способ определения допустимой скорости резания для токарных станков с ЧПУ на основе энергетического критерия / А.Л. Плотников, Р.Ю. Бирюков // Наука производству. - 2005. - №1. - С. 60-63.

63. Плотников, А.Л. Исследование работоспособности твердосплавного режущего инструмента при обработке шарикоподшипниковой стали /

64. A.JI. Плотников, Р.Ю. Бирюков, Е.Г. Крылов // Волжский технологический вестник. 2006. - №5. - С.54-56.

65. Плотников, A.JI. Метод оперативного определения величины работы стружкообразования и составляющих силы резания при механической обработке сталей твердосплавным инструментом / A.JI. Плотников,

66. B.В. Еремеев, Р.Ю. Бирюков // СТИН. 2007. - №4. - С.20-24.

67. Плотников, A.J1. Управление режимами резания на токарных станках с ЧПУ: Монография / A.JI. Плотников, А.О. Таубе; ВолгГТУ. -Волгоград: РПК "Политехник", 2003. 180 с.

68. Плотников, A.JI. Энергетический подход к обеспечению работоспособности твердосплавного инструмента / A.JI. Плотников, Р.Ю. Бирюков, Е.Г. Крылов // Волжский технологический вестник. 2006. - №6.1. C.30-33.

69. Подураев, В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания/В.Н. Подураев. М.: Машиностроение, 1977. - 304 с.

70. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д. Юдина,

71. А.И. Садыхов; Под ред. В.И. Баранникова. М.: Машиностроение, 1990.-400 с.

72. Пухальский, В.А. Выбор целевого параметра для оценки эффективности режущего инструмента / В.А. Пухальский // Вестник машиностроения. 2006. - №8. - С. 54-57.

73. Развитие науки о резании металлов / В. С. Бобров, Г. И. Грановский, Н. Н. Зорев и др. М.: Машиностроение, 1967. - 416 с.

74. Резников, А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А.Н. Резников. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.81 .Резников, А.Н. Тепловые процессы в технологических системах / А.Н. Резников, JI.A. Резников. М. Машиностроение, 1990. - 288 с.

75. Режимы резания металлов. Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение, 1972. - 515с.

76. Рогов, В.А. Централизованный контроль режущей способности инструмента в условиях многономенклатурного производства / В.А. Рогов, А.Д. Чудаков // СТИН. 2000. - №8. - С. 15-19.

77. Рыжкин, А.А. Физические аспекты оптимизации режима резания по критерию износостойкости инструмента / А.А. Рыжкин, К.Г. Шучев // СТИН. 1999. - №9. - С. 21-24.

78. Савицкий, Е.М. Электрические и эмиссионные свойства сплавов / Е.М. Савицкий, М.В. Буров. М.: Наука, 1978. - 294 с.

79. Сарилов, М.Ю. Повышение надежности режущего инструмента в автоматизированном производстве путем его диагностики и упрочнения. Автореф. дис. канд. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре, 1994. - 21с.

80. Скворцов, А.В. Контроль и диагностика режущих инструментов с помощью вихретоковых преобразователей / А.В. Скворцов, М.С. Уколов, А.А. Скворцов // СТИН. 2005. - №6. - С. 10-13.

81. Сикора, Е. Оптимизация процессов обработки резанием с применением вычислительных машин / Е. Сикора. М.: Машиностроение, 1983. -232 с.

82. Силин, С.С. Оптимизация операций механической обработки по энергетическим критериям / С.С. Силин, А.В. Баранов // СТИН. 1999. -№1.- С. 16-17.

83. Соломенцев, Ю.М. Конструкторско-технологическая информатика и автоматизация производства / Ю.М. Соломенцев. М.: Станкин, 1992. -127 с.

84. Солонин, И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения / И.С. Солонин. М: Машиностроение, 1972. - 216 с.

85. Сосонкин, B.J1. Микропроцессорные системы числового программного управления станками / B.JI. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1985. -290 с.

86. Сосонкин, B.JI. Программное управление технологическим оборудованием / B.JI. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1991. - 508 с.

87. Сосонкин, В.JI. Концепция числового программного управления меха-тронными системами: архитектура систем типа PCNC / В.Л. Сосонкин, Г.М. Мартинов // Мехатроника. 2000. - №1. - С. 9-14.

88. Сплавы твердые порошковые и керамика. Изделия для режущего инструмента. Метод определения режущих свойств: ОСТ 48-99-84.

89. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.

90. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т / В.Б. Борисов, Е.И. Борисов, В.Н. Васильев и др.; Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - Т.2. -598 с.

91. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т / В.Н. Гриднев, В.В. Досчатов, B.C. Замалин и др.; Под ред. А.Н. Малова. 3-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1972. - Т.2. - 568 с.

92. Старков, В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве / В.К. Старков. М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

93. Старков, В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ / В.К. Старков. М.: Машиностроение, 1985. -120 с.

94. Талантов, Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента / Н.В. Талантов. М.: Машиностроение, 1992.-240 с.

95. Талантов, Н.В. Механизм изнашивания твердосплавного инструмента при обработке сталей / Н.В. Талантов // Вестник машиностроения. -1985. №7. - С.52-57.

96. ЮЗ.Таратынов, О.В. Влияние режима резания на контактную температуру и стойкость инструмента / О.В. Таратынов // СТИН. 2004. -№11. -С. 30-32.

97. Ю4.Тахман, С.И. Аналитическое решение задачи оптимизации режимов работы лезвийных инструментов / С.И. Тахман // Вестник машиностроения. 2005. - №4. - С. 50-52.

98. Тверской, М.Н. Автоматическое управление режимами обработки на станках / М.Н. Тверской. М.: Машиностроение, 1982. - 208 с.

99. Трент, Е.М. Резание металлов / Е.М. Трент. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1980. - 264 с.

100. Третьяков, В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов / В.И. Третьяков. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1976. - 527 с.

101. Труханов, В.М. Надежность в технике / В.М. Труханов. М.: Машиностроение, 1999. - 598 с.

102. Туманов, В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама карбид титана - карбид тантала - карбид ниобия - кобальт / В.И. Туманов. -М.: Металлургия, 1973. - 184 с.

103. Федин, Е.И. Прогнозирующее адаптивное управление многопроходной обработкой резанием / Е.И. Федин // СТИН. 2003. - №10.- С. 710.

104. Ш.Фельдштейн, Е.Э. Прогнозирование работоспособности сменных многогранных пластин режущих инструментов / Е.Э. Фельдштейн // СТИН. 1998. - №10. - С. 14-19.

105. Филиппов, Г.В. Режущий инструмент / Г.В. Филиппов. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 392 с.

106. ПЗ.Флейшер, Е.Г. Организация межпроцессорного обмена в УЧПУ с подчиненными контроллерами / Е.Г. Флейшер // Микропроцессорные средства и системы. 1987. - №2. - С. 43-48.

107. Хейзель, У. Методы контроля инструмента и обрабатываемой детали в гибком автоматизированном производстве / У. Хейзель // СТИН. -1985.-№2.-С. 27-29.

108. Чикуров, Н.Г. Система ЧПУ класса ICNC для управления обработкой сложнопрофильных деталей на многокоординатных станках / Н.Г. Чикуров, Б.Р. Махмутов // СТИН. 2003. - №3. - С. 11-16.

109. Пб.Шарин, Ю.С. Технологическое обеспечение станков с ЧПУ / Ю.С. Шарин. -М.: Машиностроение, 1986. 176 с.

110. Шустер, Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом / Л.Ш. Шустер. М.: Машиностроение, 1988.-96 с.

111. Arimoto S., Migazaki F. Stability and Robustness of PID Feedback Control for Robot Manipulators and Sensory Capability, Furst Int. Sump of Robotic Research, Preston-Woods, New Hampshire, USA, 1993.

112. Japan's Machine Tool Market and New Technical Challenges // Japan's Manufacturing Technology: Int. Manufacturing Technology Show Special. -2002.-Sept. 4-11.

113. Kashtalyan I. A. Improvement of Manufacturing Software for Microprocessor Program Controllers // Micro and Precision Mechanics: Proc. of the 41thInt. Coll.-Ilmenau, 1996.-V.l.-P.441-444.

114. Leninger G. Self-Tuning Control of Manipulators. International Sump on Advanced Software in Robotics, Liege, Belgium, 1993.

115. Modern Metal Cutting. A Practical Handbook. Sandvik Coramant: Printed in Sweden by Tofters Trycheri AB, 1994.

116. Narenda, K.S. and S. Mukhopadhyay, "Adaptive Control Using Neural Networks and Approximate Models" IEEE Transactions on Neural Networks Vol. 8,1997, pp. 475-485.