автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Формирование деформационной составляющей микронеровностей, образующихся при несвободном резании

На правах рукописи

003482404

Родыгина Альбина Евгеньевна

ФОРМИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ НЕСВОБОДНОМ РЕЗАНИИ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

5 ['с.°

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск 2009

003482484

Работа выполнена на кафедре оборудования и автоматизации машиностроения Иркутского государственного технического университета

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор А.И. Промптов,

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, профессор

[О.П. Лившиц

Доктор технических наук, профессор Журавлев Д. А.,

кандидат технических наук Скороходов С.В.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО Иркутский государственный университет путей сообщения

Защита состоится «2» декабря 2009 г. в 10-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.073.02 Иркутского государственного технического университета по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан «29» октября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор

Д1М

В.М. Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В условиях, когда первоочередной задачей машиностроительного производства становится выпуск конкурентно способной продукции, на передний план выдвигается обеспечение высокого уровня изготавливаемых изделий по всему спектру эксплуатационных показателей. Аналогичные требования предъявляются и к деталям, входящим в их состав. Важнейшие свойства деталей машин, такие как несущая способность, длительная и усталостная прочность, износостойкость, надежность и долговечность, непосредственно определяет качество их изготовлен™. Получение поверхности с оптимальными параметрами в настоящее время приобретает даже большее значение, чем производительность. Особо это относится к обработке резанием, являющейся, как правило, конечным этапом в производстве деталей машин. Уже на ранней стадии изучения шероховатости поверхности были предприняты попытки определить высоту микронеровностей расчетным путем с помощью геометрических построений как высоту остаточного гребешка. В результате было установлено, что действительная высота микронеровностей отлетается от расчетной и может превышать её в несколько раз. При отсутствии нароста как основную причину такого расхождения, всегда имеющего место, рассматривают пластическое течение металла из зоны стружкообразования в направлении формирующегося гребешка. Таким образом, высоту микронеровности можно представить как расчетную высоту, определяемую геометрическим построением, и ее приращение, обусловленное процессом резания. Если при расчетном определении высоты остаточного гребешка вычисление геометрической составляющей представляет решенную задачу, то аналитическое нахождение деформационной составляющей является задачей особой сложности, так как связана с объемным пластическим деформированием. При её решении с использованием аппарата классической теории пластичности возникает необходимость в ряде допущений, которые серьезно снижают достоверность получаемых результатов. Развитие методов математического моделирования открыло дополнительные возможности для изучения деформированного состояния зоны стружкообразования с выходом на шероховатость получаемой поверхности. Это и определило возможность и обоснованность постановки и выполнения данной работы.

Цель работы. Установить закономерности образования деформационной составляющей микропрофиля поверхности при продольном точении.

Задачи работы:

1. На конечно-элементной модели, отражающей напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования при свободном резании, как более простой, проверить возможность получения достоверных результатов при использовании выбранного программного обеспечения.

2. Сформировать конечно-элементную модель несвободного резания, отражающую течение материала в сторону остаточных гребешков, которая дает

возможность оценить деформационную составляющую высоты микронеровностей.

3. С использованием созданной модели установить влияние геометрических параметров резца и режимов резания на деформационную составляющую высоты неровностей.

4. Для проверки достоверности результатов математического моделирования провести натурные эксперименты.

5. Рассмотреть формирование структурных параметров шероховатости поверхности.

6. Разработать рекомендации по прогнозированию величины высотных параметров шероховатости.

Методы исследования. При выполнении работы использованы основные положения, методология и методы исследования технологии машиностроения и теории резания. Для решения основных задач использовано компьютерное моделирование методом конечных элементов в программном комплексе М . Р;Цгап-Магс,

Достоверность полученных результатов. Обеспечивается сходимостью результатов моделирования и эксперимента по продольному точению; воспроизводимостью результатов экспериментов; согласованием полученных результатов с результатами других авторов в пограничных областях.

Научная новизна работы.

1. Создана конечно-элементная модель процесса несвободного резания при продольном точении, описывающая наряду с процессом стружкообразования и деформирование микропрофиля обработанной поверхности. Модель учитывает нелинейность свойств обрабатываемого материала, большие пластические деформации зоны стружкообразования, тепловое состояние системы и контактное взаимодействие инструмента и заготовки.

2. С использованием разработанной модели установлено влияние параметров обработки на высоту деформационной составляющей остаточных гребешков.

3. Вскрыта связь деформационной составляющей остаточных гребешков со степенью деформирования образующейся стружки и направлением ее схода. Показано, что с увеличением усадки стружки и с уменьшением угла ее схода этот параметр растет, как результат течения металла, создающего гребешок, в направлениях его вершины и свободной поверхности.

4. Установлено, что углы профиля остаточных гребешков в поперечном сечении, вследствие перемещения формирующего их металла, возрастают в сопоставлении с задаваемой геометрией инструмента в плане.

5. Предложена система математических зависимостей, позволяющих рассчитать геометрическую составляющую опорной кривой микропрофиля. С их помощью оценен вклад геометрической и деформационной составляющих в ее образование.

Практическая ценность:

1. Решена задача прогнозирования шероховатости получаемой поверхности в связи с задаваемыми параметрами обработки.

2. Разработаны рекомендации по назначению режимов резания финишных операций точения, исходя из требуемой шероховатости поверхности, обеспечивающие возможность технологического получения Ra, Sm, /,„ и /!0.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснованность применения для моделирования напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования при лезвийной обработке программного комплекса MSC.Patran и MSC.Marc.

2. Модель, отражающую напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования при свободном резании.

3. Модель несвободного резания, дополнительно отражающую течение материала в сторону остаточных гребешков и позволяющую оценить деформационную составляющую высоты микронеровностей.

4. Результаты численного эксперимента, устанавливающего влияние геометрических параметров резца и режимных параметров на деформационную составляющую высоты неровностей и опорной кривой.

5. Результаты натурных экспериментов, дополняющих и развивающих результаты математического моделирования.

6. Рекомендации по использованию сформированной базы данных о параметрах шероховатости поверхности в условиях финишной обработки.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование -2005» (г. Санкт-Петербург, 2005), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2006), Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Ростов-на-Дону, 2007), Всероссийской конференции «Будущее машиностроение России» (г. Москва, 2008г). Полностью работа доложена на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения Иркутского государственного технического университета.

Реализация результатов работы. Результаты исследований используются на ОАО «Машзавод», г. Чита, ОАО «103 БТРЗ», т/и Атамановское, также в учебном процессе кафедры оборудования и автоматизации машиностроения Иркутского государственного технического университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 155 страницах, содержит 74 рисунка, 31 таблиц}', библиографический список из 112 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введепнп обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована ее цель, наложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены результаты изучения формирования микропрофиля поверхности при лезвийной обработке на основе работ В.Ф. Безъязычного, A.M. Дальского, Н.Б. Демкина, И.В. Дунин-Барковского, А.Н. Еремина, H.H. Зорева, А.И. Исаева, А.И. Каширина, Г.Л. Куфарева, A.A. Маталина, С.С. Силина, А.Г. Суслова, Э.В. Рыжова, А.П. Хусу, М.О. Якобсона, П.И. Ящерицы-на. Их усилиями, а также еще большого числа исследователей стало формирование науки о качестве поверхности.

В результате многочисленных экспериментов установлено влияние свойств обрабатываемого материала и технологических факторов в широком диапазоне их изменения на высотные параметры шероховатости поверхности, образующейся при обработке резанием. Предложены математические зависимости, в основном, эмпирические, описывающие связь параметров шероховатости поверхности с условиями обработки. Тем самым создана нормативная база для назначения режимов резания.

Важным результатом выполненных исследований стало выявление факторов, оказывающих непосредственное воздействие на образование микропрофиля. Показано, что в их число наряду с геометрическим фактором, представленным при точении геометрией резца в плане и подачей, входят деформационная составляющая, обусловленная пластическим течением части срезаемого металла в направлении вершины образующегося остаточного гребешка, а также составляющие, связанные с контактным взаимодействием задней поверхности инструмента с поверхностью детали, упругим восстановлением образующегося на детали поверхностного слоя, шероховатостью режущих кромок, вибрациями, возникающими при резании. Вместе с тем их значимость существенно различна. При лезвийной обработке металлов доведенным инструментом в жесткой технологической системе, что характерно для финишных операций, наибольший вклад в образование остаточного гребешка наряду с геометрической вносит деформационная составляющая.

При расчетном определении высотных параметров микропрофиля найти величину геометрической составляющей достаточно просто. В то же время вычисление деформационной составляющей деформационной составляющей является исключительно сложной задачей. С этой целью созданы эмпирические и аналитические формулы. Однако эмпирические формулы в сил}- их природы имеют ограниченную область применения, а аналитические, в основном, отличаются громоздкостью и требуют экспериментального нахождения ряда входящих в них коэффициентов. Весьма ограничен и объем информации о влиянии свойств обрабатываемого материала, геометрических и режимных параметров обработки на величину деформационной составляющей остаточного гребешка. Эти предпосылки стали исходными для проведения реферируемой работы.

Во второй главе рассмотрены результаты моделирования процесса лезвийной обработки с выходом на шероховатость получаемой поверхности.

На первом этапе была оценена возможность использования программного продукта М8С.Ра1гап-Магс, реализующего метод конечных элементов, для моделирования процесса резания. С этой целью обратились к процессу свободного резания, как более простому. В результате были получены корни стружек с полями деформаций и напряжений. В качестве примера на рис.1 представлено поле эквивалентных напряжений в зоне стружкообразования при свободном резании стали ШХ15.

Для оценки достоверности результатов моделирования, они были сопоставлены с данными, полученными Г.Л. Куфаревым, В.В. Нагаевым, М.Г. Гольдшмидтом но исследованию свободного резания сталей ШХ15, 20X13, 12Х18Н10Т, 40Х. Сопоставление проводили по усадке стружки ширине площади контакта с и касательному напряжению на условной плоскости сдвига зоны стружкообразования г„ (табл. 1). Лучшая сходимость результатов выявлена для усадки стружки, поскольку данный параметр проще и точнее можно определить. Удовлетворительные результаты имеют место и по остальным параметрам. Это позволило сделать заключение о целесообразности использования данной конечно-элементной программы для моделирования процесса резания.

Таблица 1

Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными

Марка стали 7 ахЬ, мм V, м/мин Моделирование Эксперимент

М С с, мм V МПа £ с, мм г. , р' МПа

ШХ15 15° 0,31x3 99 0.85 2,04 1,62 0,7 667 1,93 0,9 600

20X13 17° 0,31x3 91 0,8 0,4 556 1,65 0,62

12Х18Н10Т 9° 0,36 х 3 5 0,7 2,22 1,1 769 2,14 1,17

40Х 9° 0,45 х 3 5 0,7 2,41 1,27 569 2,5 1,67

С учетом вышеизложенного была сформирована модель несвободного резания. Допущением стало рассмотрение процесса резания в качестве установившегося стружкообразования без образования нароста. При построении геометрической модели за исходную приняли схему резания, реализуемую при продольном точении. Воздействие инструмента рассматривали как внедрение жесткого штампа в упруго-пластическое полупространство. Форма и поло-

Рис. 1. Поле эквивалентных напряжений в зоне стружкообразования при свобоОном резании стали 111X15

0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 *Lo

Рис. 2. Влияние длины ребра сетки конечных элементов, в далях от базовой длины, на время полного расчета модели (а) и погрешность определения объема деформируемого тела (б)

жение штампа воспроизводили область при вершине проходного резца. Для модели использовали конечные элементы (КЭ) класса Tet4.

Для нахождения оптимального варианта размеров сетки, был проведен математический эксперимент с варьированием размера КЭ. В качестве базового приняли КЭ со средней длиной ребра L0 =0,03 мм. При расчете серии моделей размер ребра КЭ принимали равным 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2 от базового.

Базовую модель рассчитали полностью, в результате чего выяснили, что время расчета пропорционально его объему. Это позволило с целью сокращения времени расчетов их проводить до 20 инкрементов. С переходом ко времени полного расчета была построена ее зависимость от длины ребра КЭ, которая позволила установить, что оптимальной по времени выполнения расчета является область (0,9...1,0)1„, в которой увеличение плотности сетки еще не приводит к стремительному росту времени расчета, а большее огрубление сетки не дает значительного выигрыша по времени (рис. 2,а). Для оценки качества расчета, отвечающего разной плотности сетки была установлена также зависимость погрешности определения объема триангулированного деформируемого тела относительно исходного в зависимости от относительной длины ребра при многократном перестроении сетки для 5% от полного выполнения расчета (рис. 2,6). Точка перегиба кривой соответствует оптимальному варианту сетки КЭ 4,„= 0,9810.

В результате генерирования образовалось конечных элементов Tet4 -36847 и узлов - 7318. Граничные условия для деформируемого объема, а также нагрузки, прикладываемые к резцу, задавали в таблице контактов. Также предусмотрели задание параметров автоматического перестроения искаженной сетки КЭ (Adaptive Meshing), что необходимо в условиях больших пластических деформаций, отвечающих процессу резания. Критерием перестроения сетки служила частота инкрементов.

При задании температурного состояния в качестве начального условия было принято значение комнатной температуры во всех расчетных узлах, т.е. 20°С. Рассматривая его в развитии, исходили из того, что при стабильном стружкообразовании, после достижения теплового баланса, стационарное тепловое поле формируется в режущем клине инструмента, так как все три тепловых источника относительно него не изменяют своего положения.

Расчет производили со следующими параметрами: тип решателя - итерационный разреженный, наиболее рационально использующий оперативную память; запись результата в выходной файл с целью уменьшения его размера с частотой 10 инкрементов; сохранение промежуточных результатов расчета в отдельном файле для возможности повторного запуска расчета при его внезапном прерывании, функция Restart.

Для выявления закономерностей формирования остаточного гребешка было необходимо установить величин}' пластического перемещения металла, деформируемого в процессе резания, вдоль вспомогательной режущей кромки. С этой целью осуществляли моделирование при ориентации оси z по направлению главного движения резания и расположении оси у параллельно отсчету высоты остаточного гребешка.

При выборе условий обработки в качестве базовых были приняты следующие:

- резец: передний угол / = 0°; угол наклона главной режущей кромки Л = 0°; задний угол на главной режущей кромке а =8° ; задний угол на вспомогательной режущей кромки а, = 5,5°; главный и вспомогательные углы в плане q> = щ = 45°; радиус при вершине резца г = 0,

- технологические параметры: глубина резания г = ОД5мм; подача .V = ОДмм/об; скорость резания v = 175 м/мин.

При моделировании использовали план однофакторного эксперимента с изменением подачи, скорости резания, переднего угла, угла наклона главной режущей кромки и вспомогательного угла в плане. Были рассчитаны модели

для сталей 45, 40Х, 12Х18Н10Т с выяв-: лением в каждом случае деформацион-

Рис. 3. Отделение стружки при несвободнол Рис. 4. Вид в плане пластического течения резании с началом её завивания по резулъ- материала при образовании остаточного гре-татаи моделирования бешка (резец скрыт)

2 \

г-

/

225 >, м/лии

0.1 ГШ 0,2 М1/о)

а)

б)

ной составляющей высоты микронеровности. Получаемое в результате деформированное состояние заготовки с началом завивания стружки приведено на рис. 3. Для определения II, потребовалось рассматривать и смежную ранее образованную впадину, так как и в ней происходит пластическая деформация и оттеснение металла, распространяющиеся на весь объем формирующейся неровности. Об этом свидетельствует рис. 4, на котором представлена картина пластического течения металла в плане. Хорошо видно, что наибольшие перемещения срезаемого металла локализуются вдоль режущих кромок. Соответственно деформируются обе стороны остаточного гребешка. Наблюдается также перемещение металла в сторону обрабатываемой поверхности, что отвечает процессу продольного точения.

С помощью полученных моделей было определено отношение в зависимости от параметров обработки (рис. 5). Как следует из представленных графиков деформационная составляющая высоты микронеровностей во всех случаях соизмерима с геометрической и даже может ее превосходить. Характер зависимостей для всех обрабатываемых материалов одинаков, наибольшее отношение Яд имеет сталь 45, а наименьшее -сталь 12Х18Н10Т. Связать это можно с их склонностью к упрочнению: чем больше показатель упрочнения, тем меньше Яд.

Анализ деформированного состояния зоны стружкообразования и остаточного гребешка позволил сделать заключение, что величина деформационной составляющей оста-

/

/У

в)

А К

о, я 0,6 0.1 0,3

к

к,

1

<?«

0,6 0.4

К л,

0.6

0.4

0.2

О

-0,2

д)

Рис.5. Влияние подачи я (а); скорости резания г(б); переднего угла у (в); угла наклона главной режущей кромки Л (г); вспомогательного угла в тане ^ (д) на отношение деформащюнной составляющее! Ео к геометрической Л. для сталей: 1 - 45; 2 - 40Х; 3 - 12Х18Н10Т (основано на результатах моделирования) Базовые параметры: / = А = 0°; <¡> = ^=45°; г = 0 мм; 5 = ОД мм/об; V = 175 м/мин

1

5

ч _

2

точного гребешка связана не только со степенью деформации срезаемого металла, характеризуемой усадкой стружки, но и ориентацией зоны стружкообра-зования, представляемой направлением схода стружки (рис. б). В общем случае при уменьшении угла схода стружки, ее направление ориентируется в сторону свободной поверхности остаточного гребешка, вдоль вспомогательной режущей кромки, тем самым увеличивается пластическое оттеснение материала, а следовательно и Я^.

о „о Результаты

моделирования согласуются с общими представлешшми о характере формирования деформационной составляющей высоты неровностей. А именно, с ростом подачи величина деформационной составляющей растет, однако отношение Яд /Я, убывает (рис. 5,а). Происходит это из-за увеличения угла схода стружки (рис. 6,а), при условии постоянства глубины резания.

Зависимость Яд/Яг = /0') незначительно убывающая (рис. 5,6). Причиной этому случит уменьшение степени деформации срезаемого металла из-за изменения коэффициента трения на передней поверхности резца. Однако данное явление в некоторой мере компенсируется уменьшением угла схода стружки (рис. 6,6).

При увеличении переднего угла величина деформационной составляющей растет, несмотря на уменьшение степени деформации срезаемого слоя (рис. 5,6'). Это можно объяснить уменьшением переднего угла на вспомогательной режущей кромке при его увеличении на главной режущей кромке. Вследствие этого уменьшается угол сдвига (рис. 6,е) и увеличивается натекание металла в формируемый остаточный гребешок.

Рост Я»/Я, при увеличении угла наклона главной режущей кромки объясняется уменьшением угла схода стружки (рис. 5,2 и рис. 6,г), а также увеличением ее усадки.

Поскольку на формирование остаточного гребешка основное влияние оказывает вспомогательный угол в плане, к тому же по характеру полученные зависимости можно отнести и к главному углу в плане, то рассчитана была серия

--*"'

:—

—

50 100 НО 200

а)

2$0 V, м/мии

0.0.5 0,1 0,15 0,2 5, б)

^ 1 1 30

Г ч 20

>1 / N 10

/ N

74! к

-7,5 -5 -2,5

О 2,5

г)

5 I °

-7.5 -5 -2,5 0 2,5 5 7.5 10 ¡>,

е)

Рис. 6. Влияние подачи 5 (а); скорости резания V (б); переднего угла у (в); угла наклона главной релсущей кромки Л (г) на угол схода стружкидля сталей 45 (1), 40Х (2) и 11Х18Н10Т (3) (основано на результатах моделирования) Базовые параметры: у = Л = 0°; /р = ср1= 45°; г = 0 мм; 5 = 0,1лш/об; у = \15м/мин

моделей только для изменяемого вспомогательного угла в плане. Увеличение <р и (р, сопровождается приближением формы поперечного сечения срезаемого металла к треугольной при более значительной его деформации вблизи от вспомогательной режущей кромки. Как результат такого перемещения и следует рассматривать рост деформационной составляющей микронеровностей при увеличении этих углов. В связи с изложенными соображениями становится возможным получение даже отрицательного значения деформационной составляющей при величине вспомогательного угла в плане близком к нулю (рис. 5,д). Движение стружки при этом направлено от вспомогательной режущей кромки, что и переориентирует течение материала, формирующего остаточный гребешок на противоположное.

Итогом проведенному анализу влияния технологических параметров на деформационную составляющую микропрофиля, стало заключение, что результаты моделирования полностью согласуются с ранее полученными экспериментальными данными и вписываются в общие представления о закономерностях процесса лезвийной обработки.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования формирования микропрофиля обработанной поверхности при продольном точении заготовок из сталей 40Х в состоянии поставки и закаленной до НЯСэ 45...50 и 12Х18Н10Т. Рассматривали влияние технологических параметров на величину деформационной составляющей, углы наклона профиля, относительную опорную длин}' профиля, а также на сопутствующие процессу резания параметры - угол схода стружки и ее усадку.

Методика проведения экспериментов была построена таким образом, чтобы приращение высоты микронеровности по отношению к геометрической составляющей являлось результатом процесса стружкообразования. Это позволило с некоторым приближением определять деформационную составляющую высоты микронеровностей как разность между измеренной с помощью профи-лографа и рассчитанной по формулам А.И. Исаева.

В результате установлено, что деформационная составляющая высоты микронеровностей уменьшается с увеличением скорости резания и возрастает при увеличении подачи и при переходе к положительным передним углам, что согласуется с результатами моделирования процесса резания. Интенсивность приращения деформационной составляющей высоты микронеровностей при увеличении подачи снижается, что отражает приближение действительной шероховатости поверхности к расчетной.

Следствием увеличения радиуса закругления вершины резца является не только уменьшение геометрической составляющей высоты микронеровностей, но и деформационной, обусловленное облегчением процесса резания в связи с взаимодействием главной и вспомогательной режущих кромок.

Результаты определения углов профиля остаточных гребешков в поперечном сечении, которые приведены на рис. 7 и 8, согласуются с перемещением материала к вершине гребешка и в сторону его свободной поверхности, что отвечает рис. 4. Как и Яд р и Р1 уменьшаются с увеличением т и возрастают

АЛ.0'

40

30

20

А*"" 1 ,1

2

А /V

50 40 ¿0 20

к

а 4 1

\

700

750

200 V. м/мип

0.05

0,1

0,15 0,2 я, мм/об

Рис. 7. Зависимость углов наклона профиля микронеровностей /3 (1) и /3.) (2) от скорости резания г' при точении стачи 12Х18Н10Т с подачей ¿•=0,097мм'оо: <р = </\= 45°;

Рис. 8. Зависимость углов наклона профиля микронеровностей (3 (1) и /3] (2) от подачи 5 при точении стали 12Х18Н10Тсо скоростью резания \'=180 м/мип: /р = <р1= 45° ; г=0

с увеличением При этом угол ¡3, создаваемый главной режущей кромкой, даже при ч> = <р^ устойчиво больше Д, формируемого вспомогательной режущей кромкой.

Относительную опорную длину профиля, являющуюся комплексным параметром шероховатости, также рассматривали как сумму геометрической и деформационной составляющих. Геометрическую составляющую опорной кривой определяли с помощью системы математических зависимостей. Деформационную составляющую, как и при определении высотной компоненты, находили вычитанием из значений ординат опорной кривой, полученной экспериментально, геометрической составляющей. Как следует из рис. 9,6 геомегри-

100Л,

ческая составляющая имеет место для уровней р = -

"...100%, выше него

относительная опорная длина профиля состоит только из деформационной составляющей. Наоборот, с приближением значения (р к 100% вклад деформационной составляющей в опорную кривую резко падает, что согласуется с рис. 4,

\

\

у"

90

ю :о зо

50 60 70 80 90 /у), б)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

а)

Рис. 9. Относительная опорная кривая профиля (а) и ее составляющие (б): 1 - геометрическая: 2 - деформационная при точении стали 40Х: V-136м'мин, s-0.ll шь'об, г=0,75 лш

показывающим наименьшие деформационные перемещения металла, создающего остаточный гребешок. С ростом подачи доля геометрической составляющей относительной опорной длины профиля растет, так как на фоне увеличения Rz отношение R, / К, уменьшается. При увеличении скорости резания также уменьшается деформационная составляющая tp, поскольку снижается Rd / R¿.

В четвертой главе приведены исходные данные и основные этапы прогнозирования высоты микронеровностей при использовании МКЭ в исследовании процесса несвободного резания. Формирование модели в основном не встречает затруднений. Необходима информация о механических свойствах обрабатываемого материала, физико-механических свойствах материала резца, его геометрические параметры и режим резания. Установлено, что при построении модели несвободного резания в MSC.Patran возможно применение только КЭ первого порядка класса Tet4, типа 157, как единственно возможного варианта при оперировании перестроением сетки remeshing. С целью экономии вычислительных ресурсов следует реализовать неравномерную сетку с минимизацией размеров КЭ в области формирования остаточного гребешка и огрублением сетки в теле заготовки.

Дополнительно с учетом возможностей технологических служб механо-обрабатывающего производства и характера решаемых задач наряд}' с аналитическим решением задачи определения высотного параметра шероховатости была сформирована информационная база для их расчета полуаналитическим методом. Этот путь предусматривает аналитическое определение геометрической составляющей по формулам А.И. Исаева с дополнительным условием $<2г, иначе расчет проводить для случая формирования остаточного гребешка радиусом при вершине и обеими режущими кромками. Для определения приращения высоты неровностей, обусловленного процессом резания, использование эмпирической формулы, полученной в ходе выполнения исследования и имеющей следующий вид

где Ск и Кг - коэффициенты, зависящие соответственно от свойств обрабатываемого материала и переднего угла резца; ур> ик и дй - показатели степеней, характеризующие влияние параметров обработки на величину деформационной составляющей высоты микронеровностей: подачи з мм/об, скорости резания V м/мин и радиуса закругления вершины резца г мм.

Численные значения всех этих величин приведены в диссертации. Расчетное определение Дг как суммы геометрической и деформационной составляющих с привлечением для нахождения К, приведенной выше формулы обеспечивает вполне приемлемую точность результата, что подтверждено результатами сопоставления расчетной высоты микроперовностей с измеренной.

По результатам проделанной работы составлены рекомендации по назначению режимов резания для финишных операций точения, исходя из требуемых параметров шероховатости поверхности На, 8т, г20 и /50, которые приняты

для использования предприятиями ОАО «Машзавод», г. Чита и ОАО «103 БТРЗ», г/п Атамановское, также в учебном процессе кафедры оборудования и автоматизации машиностроения Иркутского государственного технического университета.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сочетанием конечно-элементного моделирования и эксперимента установлены основные закономерности образования деформационной составляющей микропрофиля поверхности, формируемого лезвийной обработкой.

2. Моделированием процесса свободного прямоугольного резания с помощью конечно-элементной программы МБСРа^ап-Магс обоснована возможность эффективного использования этого программного продукта для изучения процесса резания и сопутствующих ему явлений в динамике. Сопоставлением характеристик процесса стружкообразования, найденных моделированием, с полученными рядом авторов экспериментально, показана хорошая сходимость результатов.

3. Сформулированы исходные условия и основные принципы формирования модели процесса несвободного резания, обеспечивающей возможность определения деформационной составляющей микропрофиля получаемой поверхности.

4. С использованием созданных конечно-элементных моделей, определено влияние геометрических параметров инструмента и режимных параметров на величину деформационной составляющей высоты микронеровностей. Результаты моделирования несвободного резания подтверждены их сравнением с экспериментальными данными по деформационной составляющей, углу схода стружки и ее усадке.

5. Установлено, что деформационная составляющая высоты микронеровностей уменьшается с увеличением скорости резания и возрастает при увеличении подачи и при переходе к положительным передним углам, что согласуется с результатами моделирования процесса резания. Вместе с тем интенсивность приращения деформационной составляющей высоты микронеровностей при увеличении подачи снижается, что отражает приближение действительной шероховатости поверхности к расчетной.

6. В результате изучения влияния геометрии инструмента в плане на деформационную составляющую высоты микронеровности установлено, что увеличение радиуса закругления вершины резца влечет за собой не только уменьшение геометрической составляющей высоты микронеровностей, но и деформационной, что рассматривается как следствие облегчения процесса резания в связи с изменением характера взаимодействия главной и вспомогательной режущих кромок.

7. Показано, что непосредственно величина деформационной составляющей высоты микронеровностей определяется степенью деформации срезаемого металла, характеризуемой усадкой стружки, и направлением деформации, рассматриваемой как угол схода стружки. С увеличением усадки стружки

и уменьшением угла схода стружки согласуется рост деформационной составляющей высоты микронеровностей.

8. В общем случае формирование остаточного гребешка в связи с действием деформационного фактора можно рассматривать как результат двух движений металла из зоны стружкообразования: в направлении вершины гребешка и в сторону его свободной поверхности. Если изменение того или иного параметра обработки приводит к увеличению высоты остаточного гребешка, то соответственно увеличиваются и углы его профиля. В большей мере это относится к углу профиля, относящемуся к главной режущей кромке, так как соответствующая поверхность является свободной.

9. Предложена совокупность математических зависимостей, позволяющих рассчитать геометрическую составляющую опорной кривой микропрофиля. С их помощью определен вклад геометрической и деформационной составляющих в ее образование. Величина деформационной составляющей относительной опорной длины профиля напрямую зависит от отношения Д, /Л,, поэтому с ростом скорости резания и подачи она уменьшается.

10. Предложены два способа расчетного определения высотных параметров микронеровностей, образующихся на обработанной поверхности при несвободном резании: аналитический и полуаналитический. Оба варианта предусматривают двухчленную структуру формул и одинаковый расчет геометрической составляющей. При реализации аналитического метода деформационную составляющую находят по результатам моделирования. Полуаналитический метод предусматривает для определения деформационной составляющей использование эмпирической формулы, полученной в ходе выполнения исследования.

1 Разработаны рекомендации по назначению режимов резания для финишных операций точения исходя из требуемых параметров шероховатости Яа , Бт, /я и .

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Лившиц, О.П. Деформированное состояние зоны резания и шероховатость обработанной поверхности / О.П. Лившиц, А.Е. Родыпша //Вестник ИрГТУ, 2006.-Ш.-С. 59-64.

2. Лившиц, О.П. Моделирование формирования пластической составляющей высоты неровностей при лезвийной обработке методом конечных элементов /О.П. Лившиц, А.Е. Родыпша //Металлообработка, 2008. -№6. - С. 8-12.

3. Родыгина, А.Е. Моделирование образования шероховатости поверхности при несвободном резании / А.Е. Родыгина // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2009. - №1. - С. 57-62.

В следующих работах:

4. Родыгина, А.Е. Разработка базы данных параметров шероховатости поверхности при финишном точении / А.Е. Родыгина // Вестник ИрГТУ, 2005. -№4.-С. 208.

5. Лившиц, О.П. Компьютерное моделирование напряженно-деформируемого состояния в зоне стружкообразования при несвободном резании / О.П. Лившиц, А.Е. Родыгина // Труды VI международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2005». - СПб: Изд-во Политехнического университета, 2005. - С. 183-184.

6. Родыгина, А.Е. Моделирование напряженно-деформированного состояния и шероховатости поверхности при несвободном резании / А.Е. Родыгина // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - С. 118-120.

7. Лившиц, О.П. Моделирование напряженно-деформируемого состояния в зоне резания методом конечных элементов / О.П. Лившиц, А.Е. Родыгина // XX Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях». - Ростов-на-Дону: Донской гос. техн. ун-т, 2007. -С.132-135.

8. Родыгина, А.Е. Применение метода конечных элементов в исследовании формирования шероховатости поверхности с учетом пластического течения материала при несвободном резании / А.Е. Родыгина // Сборник трудов всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - С.36-37.

Подписано в печать 19.10.2009. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 223. Поз. плана 4н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Введение.

Глава 1. Шероховатость поверхности как предмет изучения.

1.1. Параметры шероховатости и их влияние на эксплуатационные показатели деталей машин.

1.2. Формирование микропрофиля поверхности при продольном точении

1.3. Расчетные зависимости для определения параметров шероховатости поверхности.

1.4. Цель и задачи работы.

Глава 2. Моделирование процесса несвободного резания методом конечных элементов.

2.1. Исходные положения.

2.2. Определение возможности и условий применения программного продукта MSC.Patran-Marc моделированием процесса свободного резания.

2.3. Моделирование процесса несвободного резания.

Выводы по главе.

Глава 3. Экспериментальное исследование шероховатости поверхности.

3.1. Методика исследования.

3.2. Формирование микропрофиля по результатам экспериментальных исследований.

3.3. Относительная опорная длина профиля.

3.4. Сопоставление результатов моделирования несвободного резания и эксперимента.

Выводы по главе.

Глава 4. Некоторые аспекты практического применения результатов исследования.

4.1. Прогнозирование шероховатости поверхности, отвечающей разрабатываемой операционной технологии.

4.2. Двухчленные формулы для расчета высотных параметров микронеровностей.

4.3. Решение практических задач.

Выводы по главе.

В условиях, когда первоочередной задачей машиностроительного производства становится выпуск конкурентно способной продукции, на передний план выдвигается обеспечение высокого уровня изготавливаемых изделий по всему спектру их эксплуатационных показателей. Аналогичные требования предъявляются и к деталям, входящим в их состав. Важнейшие показатели деталей машин, такие как несущая способность, длительная и усталостная прочность, износостойкость, надежность и долговечность, непосредственно определяют качество их обработки. Получение поверхности с оптимальными показателями в настоящее время приобретает даже большее значение, чем производительность. Особо это относится к обработке резанием, являющейся, как правило, конечным этапом в изготовлении деталей машин.

В комплексе показателей, характеризующих качество обработки, исторически первое место заняла шероховатость поверхности, как наиболее значимый фактор. Поэтому из всех показателей качества только параметры шероховатости стандартизованы. Конструкторская документация в обязательном порядке устанавливает, как минимум, её высотные параметры. Они являются и предметом контроля в производственном процессе.

Совершенствование существующих и создание новых технологических методов призвано позволить значительно улучшить качество продукции и обеспечить высокие эксплуатационные показатели создаваемых машин. В настоящее время существует настоятельная необходимость более обоснованного обеспечения требуемых эксплуатационных показателей деталей машин и их узлов на стадии конструкторско-технологической подготовки производства. Для выполнения этой задачи конструктор должен назначать характеристики качества рабочих поверхностей деталей машин, исходя из получения предписываемых эксплуатационных свойств, которые определяют необходимую точность и надежность машин. Задача технолога — назначить методы и режимы обработки деталей, обеспечивающих наиболее экономичное получение требуемых характеристик качества сопрягаемых поверхностей, с учетом технологической наследственности.

Для решения этой задачи необходимо знать зависимости, связывающие характеристики качества получаемых поверхностей с условиями их обработки. Также необходимо учитывать влияние технологической наследственности, поскольку характеристики качества обрабатываемых поверхностей, согласно исследованиям многих ученых [65, 68, 15, 46]-, формируются на протяжении всего технологического процесса изготовления деталей, а не только на финишных операциях, т.е. происходит технологическое наследование свойств.

Высота неровностей, получаемая при обработке резанием, зависит от исходных технологических параметров, таких как геометрия инструмента, кинематика его движения, режимы резания, жесткость технологической системы, свойства обрабатываемого и инструментального материалов, вида применяемой СОЖ и т.д. Их влияние на шероховатость получаемой поверхности проявляется или непосредственно (геометрия инструмента в плане и кинематика его движения) или через физические явления, сопровождающие процесс резания. К ним относятся пластические деформации в зоне стружкообразования, упругое восстановление поверхностного слоя, трение на поверхностях контакта инструмента со стружкой и обрабатываемой деталью.

Начало развернутого изучения влияния параметров обработки на шероховатость образующейся поверхности связано с созданием приборов, позволяющих её оценивать количественно. Поскольку резание является процессом большой пластической деформации, при реализации которого достигаются степени деформации, превышающие значения, характерные для простых схем на-гружения, в несколько раз, основным методом исследований, как и применительно к другим явлениям, сопутствующим процессу резания, стал экспериментальный. Важность полученных при том сведений нельзя переоценить. В результате выполнения очень большого числа работ были получены ценные данные о влиянии свойств обрабатываемых материалов и условий обработки на параметры шероховатости поверхности. Реализованные в виде эмпирических формул или справочных материалов, эти данные стали неотъемлемой частью информационной базы, используемой при разработке технологической документации на процессы механической обработки.

Вместе с тем, как и любым экспериментальным результатам, результатам исследования шероховатости поверхности присуща фрагментарность их структуры, постоянная необходимость пополнения базы данных. Выходом из такой ситуации является получение аналитических зависимостей.

Уже на ранней стадии изучения шероховатости поверхности были предприняты попытки определить высоту микронеровностей расчетным путем с помощью геометрических построений как высоту остаточного гребешка, образующегося двумя последовательными положениями инструмента, задаваемыми движением подачи. В результате было установлено, что действительная"высота микронеровностей отличается от расчетной и может превышать её в несколько раз. При отсутствии нароста как основную причину такого расхождения, всегда имеющего место, рассматривают пластическое течение металла из зоны стружкообразования в направлении формирующегося гребешка.

Таким образом, высоту микронеровности можно представить как расчетную высоту, определяемую геометрическим построением, и ее приращение, обусловленное процессом резания. Если при расчетном определении высоты остаточного гребешка вычисление геометрической составляющей представляет решенную задачу, то аналитическое нахождение деформационной составляющей представляет задачу особой сложности, как связанную с объемным пластическим деформированием. При её решении с использованием аппарата классической теории пластичности возникает необходимость в ряде допущений, которые серьезно снижают достоверность получаемых результатов.

Развитие методов математического моделирования открыло дополнительные возможности для изучения деформированного состояния зоны стружкооб-разования с выходом на шероховатость получаемой поверхности. Это и определило возможность и обоснованность постановки и выполнения данной работы. В её основу положено создание математической модели зоны стружкообразования. По результатам рассмотрения приемлемых методов моделирования был выбрана система нелинейного конечно-элементного анализа программного комплекса MSC. Patran и MSC Marc. Одним из определяющих свойств данного программного продукта является автоматическое перестроение сетки модели, по мере ее деформирования и искажения, с переносом промежуточных результатов расчета на обновленную сетку.

Использование программного комплекса MSC.Patran и MSC.Marc позволяет осуществить моделирование и нелинейный анализ процесса глубокой пластической деформации, свойственной обработке металлов резанием.

Для установления достоверности получаемых результатов при математическом моделировании напряженно4 деформированного состояния зоны струж-кообразования на первом этапе выполнявшегося исследования был смоделирован процесс свободного резания и проведено сопоставление расчетных данных с экспериментальными. По этим результатам была разработана трехмерная* модель, процесса несвободного резания на примере продольного точения. Она позволила впервые, насколько нам известно, смоделировать поле напряжений в очаге деформаций, поле деформаций и поле скоростей деформаций, определить течение материала в сторону остаточных гребешков и оценить пластическую составляющую высоты неровностей.

Численным однофакторным экспериментом с изменением параметров обработки в пределах, отвечающих используемым на практике, были получены зависимости, отражающие их влияние на деформационную составляющую высоты микронеровностей.

В заключительной части работы представлена сформированная по результатам исследований база данных о параметрах шероховатости поверхности, отвечающих финишной обработке.

Использование выполненных разработок позволяет сократить расход дорогостоящих материалов и трудоемкость исследований, направленных на выработку рекомендации по назначению режимов резания, а на проектной стадии определить рациональные условия обработки, обеспечивающие получение поверхности надлежащего качества при минимальных затратах.

Основываясь на полученных результатах, автор выносит на защиту:

1. Обоснованность применения для моделирования напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования при лезвийной обработке программного комплекса MSC. Patran и MSC Marc.

2. Модель, отражающую напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования при свободном резании.

3. Модель несвободного резания, дополнительно отражающую течение материала в сторону остаточных гребешков и позволяющую оценить деформационную составляющую высоты микронеровностей.

4. Результаты численного эксперимента, устанавливающего влияние геометрических параметров резца и режимных параметров на деформационную составляющую высоты неровностей и опорной кривой.

5. Результаты натурных экспериментов, дополняющих и развивающих результаты математического моделирования.

6. Рекомендации по использованию сформированной базы данных о параметрах шероховатости поверхности в условиях финишной обработки.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Сочетанием конечно-элементного моделирования и эксперимента установлены основные закономерности образования деформационной составляющей микропрофиля поверхности, формируемого лезвийной обработкой.

2. Моделированием процесса свободного прямоугольного резания с помощью конечно-элементной программы MSC.Patran-Marc обоснована возможность эффективного использования этого программного продукта для изучения процесса резания и сопутствующих ему явлений в динамике. Сопоставлением характеристик процесса стружкообразования, найденных моделированием, с полученными рядом авторов экспериментально, показана хорошая сходимость результатов.

3. Сформулированы исходные условия и основные принципы формирования модели процесса несвободного резания, обеспечивающей возможность определения деформационной составляющей микропрофиля получаемой поверхности.

4. С использованием созданных конечно-элементных моделей, определено влияние геометрических параметров инструмента и режимных параметров на величину деформационной составляющей высоты микронеровностей. Результаты моделирования несвободного резания подтверждены их сравнением с экспериментальными данными по деформационной составляющей, углу схода стружки и ее усадке.

5. Установлено, что деформационная составляющая высоты микронеровностей уменьшается с увеличением скорости резания и возрастает при увеличении подачи и при переходе к положительным передним углам, что согласуется с результатами моделирования процесса резания. Вместе с тем интенсивность приращения деформационной составляющей высоты микронеровностей при увеличении подачи снижается, что отражает приближение действительной шероховатости поверхности к расчетной.

6. В результате изучения влияния геометрии инструмента в плане на деформационную составляющую высоты микронеровности установлено, что увеличение радиуса закругления вершины резца влечет за собой не только уменьшение геометрической составляющей высоты микронеровностей, но и деформационной, что рассматривается как следствие облегчения процесса резания в связи с изменением характера взаимодействия главной и вспомогательной режущих кромок.

7. Показано, что непосредственно величина деформационной составляющей высоты микронеровностей определяется степенью деформации срезаемого металла, характеризуемой усадкой стружки, и направлением деформации, рассматриваемой как угол схода стружки. С увеличением усадки стружки и уменьшением угла схода стружки согласуется рост деформационной составляющей высоты микронеровностей.

8. В общем случае формирование остаточного гребешка в связи с действием деформационного фактора можно рассматривать как результат двух движений металла из зоны стружкообразования: в направлении вершины гребешка и в сторону его свободной поверхности. Если изменение того или иного параметра обработки приводит к увеличению высоты остаточного гребешка, то соответственно увеличиваются и углы его профиля. В большей мере это относится к углу профиля, относящемуся к главной режущей кромке, так как соответствующая поверхность является свободной.

9. Предложена совокупность математических зависимостей, позволяющих рассчитать геометрическую составляющую опорной кривой микропрофиля. С их помощью определен вклад геометрической и деформационной составляющих в ее образование. Величина деформационной составляющей относительной опорной длины профиля напрямую зависит от отношения Rd / R,, поэтому с ростом скорости резания и подачи она уменьшается.

10. Предложены два способа расчетного определения высотных параметров микронеровностей, образующихся на обработанной поверхности при несвободном резании: аналитический и полу аналитический. Оба варианта предусматривают двухчленную структуру формул и одинаковый расчет геометрической составляющей. При реализации аналитического метода деформационную составляющую находят по результатам моделирования. Полуаналитический метод предусматривает для определения деформационной составляющей использование эмпирической формулы, полученной в ходе выполнения исследования.

11 .Разработаны рекомендации по назначению режимов резания для финишных операций точения исходя из требуемых параметров шероховатости Ra, Sm , t20 и t50.

1. Аргатов, И.И. Основы теории упругого дискретного контакта: учеб. пособие / И.И. Аргатов, Н.Н. Дмитриев. СПб.: Политехника, 2003. — 233 е.: ил.

2. Армарего, И.Дж.А. Обработка металлов резанием / И.Дж.А. Армарего, Р.Х. Браун; пер. с англ. В.А. Пастунова. — М.: Машиностроение, 1977.-325 е.: ил.

3. Барботько, А.И. Теория резания металлов: учеб. пособие для специальности "Технология машиностроения, металлореж. станки и инструменты": 4.1 / А.И. Барботько, А.Г. Зайцев. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.'- 214 е.: ил.

4. Баранчиков, В.И. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / В.И. Баранчиков и др.; под общ. ред. В.И. Баранчикова. -М.: Машиностроение, 1990. 400 е.: ил.

5. Безъязычный, В.Ф. Назначение режимов резания по заданным параметрам качества поверхностного слоя: учеб. пособие / В.Ф. Безъязычный. -Ярославль: Ярославский политехнический институт, 1978. — 86 с.

6. Безъязычный, В.Ф. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей / В.Ф. Безъязычный.- М.: Изд-во МАИ, 1993.- 184 с.

7. Бобров, В.Ф. Влияние угла наклона главной режущей кромки инструмента на процесс резания металлов / В.Ф. Бобров. — М.: Машгиз, 1962. -152 с.

8. Булавкин, В.В. Новый подход к оценке шероховатости поверхностей / В.В. Булавкин, О. Ф. Вячеславова, С. А. Иванов // Автомобильная промышленность. 2003.—N10.— С. 27-29.

9. Валетов, В.А. Оптимизация микрогеометрии поверхностей деталей в приборостроении / В.А. Валетов. Л.: ЛИТМО, 1989. - 100 с.

10. Васильев, А.С. Технологические основы управления качеством машин / А.С. Васильев и др.. М.: Машиностроение, 2003. - 256 е.: ил. (серия «Библиотека технолога»)

11. Васильев, А.С. Технологические основы управления качеством машин / А.С. Васильев и др.. М.: Машиностроение, 2003. - 256 с.

12. Говорухин, В. А. Напряженно-деформированное состояние при резании пластичных металлов с высокими скоростями: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.03.01) / В.А Говорухин. Томск, 1968.-28 с.

13. Гольдшмидт, М.Г. Деформации и напряжения при резании металлов /М.Г. Гольдшмидт. Томск: STT, 2001. - 180 с.

14. Гольдшмидт, М.Г. Напряженное состояние при образовании стружки скалывания / М.Г. Гольдшмидт, Г.Д. Дель, Г.Л. Куфарев // Известия ТПИ, т. 139, 1966.- С. 238-244.

15. Горелов, В.А. Разработка термомеханической модели процесса несвободного косоугольного резания инструментом, оснащенным СМП / В.А. Горелов// Металлообработка. 2007.-№ 2(38). - С. 9-14.

16. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. Введен 1983-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1982. -20 с.

17. Гуревич, Я.Л. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л. Гуревич и др.. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 240 е.: ил.

18. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. -М.: Машиностроение, 1981. 244 с.

19. Еремин, А.Н. Физическая сущность явлений при резании стали / А.Н. Еремин. М.; Свердловск: Машгиз, 1951. - 226 с.

20. Жучков, Н.С. Повышение эффективности обработки резанием заготовок из титановых сплавов / Н.С. Жучков и др.. — М.: Машиностроение, 1989.- 152 е.: ил.

21. Залога, В.А. Исследование методом конечных элементов динамики изменения силы резания при врезании / В.А. Залога и др. // «Вюник СумДУ. Сер1я Техшчш науки». 2008. - №3. - С. 13-24.

22. Залога, В.А. О выборе состояния обрабатываемого материала для моделирования процесса резания методом конечных элементов / В.А. Залога, Д.В. Криворучко, С.Н. Хвостик // Вестник СумДУ. 2006. - №12 (96) -С. 101—115.

23. Зорев, Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов / Н.Н. Зорев. М: Машгиз, 1956. - 368 с.

24. Зубарев, Ю.М. Современные инструментальные материалы / Ю.М. Зубарев. СПб.: Издательство «Лань», 2008. - 224 е.: ил.

25. Исаев, А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием / А.И. Исаев. — М.: Машгиз, 1950. — 358 с.

26. Каталог 2007: ЗАО «Завод Композит». СПб., 2007. - 78 с.

27. Качанов, Л. М. Основы теории пластичности. / Л. М. Качанов. — М: Наука, 1969.-420 с.

28. Каширин, А.И. Технология машиностроения / А.И. Каширин. М.: Машгиз, 1949.-629 с.

29. Клепиков, В.В. Качество изделий: учебное пособие / В.В. Клепиков, В.В. Порошин, В.А. Голов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: МГИУ, 2006. - 256 с.

30. Кожевников, Д.В. Резание материалов: Учебник для студентов высших учебных заведений / Д.В. Кожевников, С.В. Кирсанов; под общ. ред. С.В. Кирсанова. М.: Машиностроение, 2007. - 304 с.

31. Колесников, К.С. Технологические основы обеспечения качества машин/ К.С. Колесников и др..; под общ. ред. К.С. Колесникова. — М.: Машиностроение, 1990. — 256 е.: ил. — (Основы проектирования машин).

32. Корсаков, B.C. Точность механической обработки / B.C. Корсаков. -М.: Машгиз, 1961. 379 с.

33. Кравченко, Б.А. Физические аспекты теории процесса резания металлов / Б.А. Кравченко, А.Б. Кравченко. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2002. - 167 с.

34. Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

35. Кривоухов, В.А. Деформирование поверхностных слоев металла в процессе резания / В.А. Кривоухов. М.; Свердловск: Машгиз, 1945. - 92с.: ил.

36. Кривоухов, В.А. Резание металлов / В.А. Кривоухов. М.: Главная редакция машиностроительной и автотракторной литературы, 1938. — 360 с.

37. Кузнецов, В.Д. Физика твердого тела. Т.З. Томск: Красное знамя, 1944.-742 е.: ил.

38. Куфарев, Г.Л. Стружкообразование и качество обработанной поверхности при несвободном резании / Г. JI. Куфарев, К.Б. Окенов, В.А. Говорухин. — Фрунзе: Мектеп, 1970. — 168 с.

39. Лившиц, О.П. Деформированное состояние зоны резания и шероховатость обработанной поверхности / О.П. Лившиц, А.Е. Родыгина // Вестник ИрГТУ. 2006. - №1. с. 59-64.

40. Лившиц, О.П. Формирование деформационной составляющей высоты неровностей обработанной поверхности при механической лезвийной обработке / О.П. Лившиц // Вестник ИрГТУ. 2002.- №4(12)- С.111-116.

41. Лоладзе, Т.Н. Стружкообразование при резании металлов / Т.П. Лоладзе. М.: Машгиз, 1952. - 200 с.

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

43. Маргулис, Д.К. Протяжки для обработки отверстий / Д.К. Маргулис и др.. М.: Машиностроение, 1986. — 232 с.

44. Маслов, А.Р. Конструкции прогрессивного инструмента и его эксплуатация / А.Р. Маслов. М.: Издательство «ИГО», 2006. - 166 е.: ил.

45. Маталин, А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин / А.А. Маталин. М.: Машгиз, 1956. — 252с.

46. Моисеев, В.Ф. Инструментальные материалы: монография / В.Ф. Моисеев, С.Н. Григорьев. Изд. 2-е. - М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2005. -248 с.

47. Нагаев, В.В. Теоретико-экспериментальное исследование напряженного состояния поверхностного слоя деталей, обработанных резанием: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.03.01) / Нагаев Владимир Васильевич. Куйбышев, 1972. -26 с.

48. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов и др.; под общ. ред. А.А. Панова. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2004. - 784 е.: ил.

49. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 2. Нормативы режимов резания. М.: Экономика. 1990. 474 с.

50. Овсеенко, А.Н. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения: монография / А.Н. Овсеенко, В.И. Серебряков, М.М. Гаек. — М.: «Янус-К», 2003. 296 с.

51. Основной каталог. Металлорежущий инструмент Sandvik Coromant. 2009.- 1328 с.

52. Пластины сменные многогранные твердосплавные: Технический каталог: ОАО «Кировградский завод твердых сплавов». — Кировград, 2009. -55 с.

53. Подураев, В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов: учеб. пособие для вузов / В.Н. Подураев. — М.: Высш. школа , 1974. 587 с.

54. Полевой, С.Н. Обработка инструментальных материалов: справочник технолога инструментального цеха / С.Н. Полевой, В.Д. Евдокимов. К.: Техника, 1980.- 150 с.

55. Полетика, М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента / М.Ф. Полетика. М.: Машиностроение, 1969. — 148 с.

56. Промптов, А.И. Качество поверхности, обработанной резанием / А.И. Промптов. — Иркутск: Иркутский политехнический институт, 1978. — 59 с.

57. Развитие науки о резании металлов / В.Ф. Бобров и др.; пред. редкол.: Н.Н. Зорев. М.: Машиностроение, 1967. - 416 е.: ил.

58. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: справочник / Я.Л. Гуревич и др.; под ред. Н.А. Розно. М.: Машиностроение, 1976. -176с.: ил.

59. Резников, А.Н. Тепловые процессы в технологических системах: учеб. для вузов по специальностям «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» / А.Н. Резников, JI.A. Резников. -М.: Машиностроение, 1990. -288 е.: ил.

60. Резников, А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А.Н. Резников. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

61. Резников, Н.И. Учение о резании металлов / Н.И. Резников. М.: Машгиз, 1947.-587 с.

62. Розенберг, A.M. Качество поверхности, обработанной деформирующим протягиванием/ A.M. Розенберг и др.; АН УССР. Ин-т сверхтвердых материалов. Киев: Б.и., 1977. - 187 с.

63. Розенберг, A.M. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания / A.M. Розенберг, О.А. Розенберг; отв. ред. Родин П.Р.; АН УССР. Ин-т сверхтвердых материалов. -Киев: Наук. Думка, 1990. 320 с.

64. Розенберг, A.M. Элементы теории процесса резания металлов / A.M. Розенберг, А.Н. Еремин. М.; Свердловск: Машгиз, 1956. - 319 с.

65. Розенберг, Ю.А. Резание материалов: учеб. для техн. вузов / Ю.А. Розенберг. — Курган: Изд-во ОАО «Полиграфический комбинат Зауралье», 2007.-294 с.

66. Рыжов, Э. В. Контактная жесткость деталей машин / Э. В. Рыжов. — М.: Машиностроение, 1966. 196 с.

67. Рыжов, Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин / Э.В. Рыжов. Киев: Наук. Думка, 1984. - 272 с.

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

69. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. М.: Мир, 1979. - 392 с.

70. Секулович, М. Метод конечных элементов / М. Секулович. М.: Стройиздат, 1993. — 664 с.

71. Серенсен, С.В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению : учеб. пособие для машиностроит. специальностей вузов / С. В. Серенсен . -М.: Атомиздат, 1975. 191 е.: ил.

72. Силин, С.С. Метод подобия при резании материалов / С.С. Силин. -М.: Машиностроение, 1979. — 152 с.

73. Силин, С. С. Теория подобия в приложении к технологии машиностроения: учеб. пособие / С.С. Силин. — Ярославль: Изд-во Ярославского политехи, ин-та, 1989. 108 с.

74. Смирнов-Аляев, Г.А. Сопротивление материалов пластическим деформациям / Г.А. Смирнов-Аляев. М.: Машгиз, 1949. -248 с.

75. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев и др.; под общ. ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1987. - 846 с.

76. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

77. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. — М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

78. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2000. - 320 е.: ил.

79. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. / А.Г. Суслов. М: Машиностроение, 2000. — 320 с.

80. Суслов, А.Г. Научные основы технологии машиностроения / А.Г. Суслов, A.M. Дальский. — М.: Машиностроение, 2002. 684 с.

81. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей / А.Г. Суслов — М.: Машиностроение, 1987. — 208 е.: ил.

82. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / А. Г. Суслов и др.; под общ. ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2006. - 447 е.: а-ил. -(Библиотека Технолога)

83. Тахман, С.И. Режимы резания и закономерности изнашивания твердосплавного инструмента / С.И. Тахман. — Курган: Изд-во Курганского государств, ун-та, 2001. — 169 с.

84. Федер, Е. Фракталы / Е. Федер; пер. с англ. Ю. А. Данилова, А. Шукурова. -М.: Мир, 1991.-260 е.: ил.

85. Хейфец, M.JI. Моделирование методом конечных элементов процесса резания инструментом с износостойким прокрытием / M.JI. Хейфец, С.В. Сычев. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. - №5 - С. 11-17.

86. Хусу, А.П. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход) / А.П. Хусу, Ю.Р. Виттенберг, В.А. Пальмов; под ред. А.А. Первозванского. — М.: Наука, 1975. — 344 с.

87. Ящерицын, П.И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: учеб. для вузов / П.И. Ящерицын, М.Л. Еременко, Е.Э. Фельдштейн. — Мн.: Выш. шк., 1990. 512 е.: ил.

88. Attanasio, A. Criterion to evaluate diffusive wear in 3D simulations whenturning AISI 1045 steel электронный ресурс. / A. Attanasio [и др.] // International *

89. Journal Of Material Forming. Режим доступа http://esaform2008.insa-lyon.fr/proceedings/MS09/p At 189.pdf, свободный.

90. BS 1134-1:1988. Assessment of surface texture. Methods and instrumentation = Строение поверхностей. Оценка. Часть 1. Методы и используемые приборы и инструменты. — Взамен BS 1134-1:1972; введ. 1988— 02-29.-28; 44 с.

91. BS 1134-2:1990. Assessment of surface texture. Guidance and general information = Оценка структуры поверхности. Часть 2. Руководство и общая информация. Взамен BS 1134-2:1972; введ. 1990-07-31.-20; 39 с.

92. Chinesta, F. Assessment of material models through simple machining tests электронный ресурс. / F. Chinesta [и др.]. Режим доступа http://www.springerlink.com/content/bwpw45 ltj 1145065/fulltext.pdf, свободный.

93. DIN EN ISO 13565-2-1998. Geometrical Product Specifications (GPS) -Surface texture: Profile method Surfaces having stratified functional properties

94. JIS В 0601-2001. Geometrical Product Specifications (GPS). Surface texture: Profile method. Terms, definitions and surface texture parameters. Взамен JIS В 0601-94; JIS В 0660-98; введ. 2001-01-20. - 34 с.

95. Lei, S. Thermomechanical Modeling of Orthogonal Machining Process by Finite Element Analysis / S. Lei, Y C. Shin, EP lncropera. // International Journal of Machine Tools and Manufacture, Design, Research and Application. — 1999. №39. - C. 731-770.

96. Mitsubishi Web catalog электронный ресурс. Режим доступа http://www.mitsubishicarbide.net/EU/west/catalogue/index.html, свободный. — Загл. с экрана.

97. MSC.Marc Volume A: Theory and User Information. 2003.

98. Potdar, YK. Measurement and Simulation of Temperature and Strain Fields in Orthogonal Metal Cutting электронный ресурс. / YK. Potdar, A.T.

99. Zehnder. // Metal Cutting and High Speed Machining. 2002. - Режим доступа http://pcople.ccmr.cornell.edu/-atz/cutting.pdf, свободный

100. Raczy, A. An eulerian finite element model of the metal cutting process / A. Raczy, W.J. Altenhof, A.T. Alpas // 8th International LS-DYNA User Conference. Session 9 Metal Forming. 2004. - С. 11-25.

101. Shet, C. Finite Element Analysis of the Orthogonal Metal Cutting Process / C. Shet, X. Deng. // Journal of Materials Processing Technology. 2000. - №105. - C. 95-110.

102. Third wave system электронный ресурс. — Режим доступа http://www.thirdwavesys.comA свободный. Загл. с экрана.

103. Turning tooling Kennametal. Catalog 8010. A08-01314ENin

104. Umbrello, D. Prediction of Tool Wear Progress in Machining of Carbon Steel using different Tool Wear Mechanisms электронный ресурс. / D. Umbrello [и др.]. Режим доступа http:// esaform2008. insa-lvon.fr/proceedings/MS09/p000MS09.pdf, свободный.

105. Поле эквивалентных напряжений: модель термомеханическая, v=50 м/мин