автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Исследование процесса обработки точением инструментами с нанопокрытиями с целью обеспечения требуемого качества поверхностного слоя деталей

у ■ На правах рукописи

Фоменко Роман Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ТОЧЕНИЕМ ИНСТРУМЕНТАМИ С НАНОПОКРЫТИЯМИ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ

Специальность 05.02.07-Технология и оборудование механической

и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 0 ЯНВ20И

Рыбинск-2010

004619271

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева на кафедре «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения»

Научный руководитель заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Безъязычный Вячеслав Феоктистович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Волков Дмитрий Иванович

кандидат технических наук, Сайкин Сергей Алексеевич

Ведущая организация

Пермский государственный технический университет ПГТУ

Защита диссертации состоится «21» декабря 2010 г. в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославской области, ул. Пушкина, 53, ауд. Г-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева.

Автореферат разослан «19» ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Конюхов Б. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Одним из основных условий успешной работы машиностроительных предприятий считается обеспечение высокого качества продукции при минимальных затратах на её изготовление. Как известно, качество продукции во многом определяется на последних операциях производственного цикла. Под качеством здесь понимается точность размеров и взаимного расположения поверхностей детали, оптимальное значение параметров качества поверхностного слоя детали, таких как шероховатость, уровень остаточных напряжений, степень и глубина наклепа, при которых достигается максимально возможный для данных условий эксплуатации ресурс, износостойкость, коррозионостойкость детали и др. В настоящее время разработаны методики, позволяющие путем обоснованного назначения технологических условий обработки, в первую очередь таких, как режимы резания, геометрия инструмента, СОТС, гарантированно обеспечить требуемые параметры качества поверхностного слоя детали. Однако данные методики не учитывают влияние на процесс резания износостойких покрытий инструмента, тогда как на производстве широко применяется режущий инструмент с износостойкими покрытиями, которые значительно повышают его эффективность.

Износостойкие покрытия инструмента благодаря низкому коэффициенту трения, обусловленному более слабыми силами адгезионного схватывания материала покрытия с обрабатываемым, существенно изменяют параметры процесса резания: уменьшают длину контакта стружки с поверхностями инструмента, силу резания, снижается температура резания и деформация срезаемого припуска вследствие повышения угла схода стружки. Покрытия изменяют процесс резания, а значит, и влияют на формирование тех или иных параметров качества поверхностного слоя детали.

В связи с этим данная работа посвящена разработке методики расчета технологических условий механической обработки, обеспечивающей заданные параметры качества поверхностного слоя детали, с учетом применения режущего инструмента с износостойкими покрытиями, что позволит повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить её себестоимость.

Цель работы. Технологическое обеспечение параметров качества поверхностного слоя деталей после точения режущими инструментами с износостойкими покрытиями и разработка рекомендаций по обоснованному выбору покрытий режущего инструмента и области их рационального использования.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи:

1. Проанализирована возможность учета покрытий инструмента при расчете параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали с использованием существующих математических моделей.

2. Проведены экспериментальные исследования по обработке различных материалов для получения расчетных зависимостей определения угла условной плоскости сдвига стружки, силы резания и оптимальной скорости резания для различных сочетаний обрабатываемый материал - инструментальный материал - износостойкое покрытие.

3. Разработана методика, позволяющая учитывать трибологические свойства покрытий при расчете параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали.

4. Исследованы параметры качества поверхностного слоя после точения инструментами с износостойкими покрытиями.

5. Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных значений параметров качества поверхностного слоя детали для оценки адекватности разработанных расчетных зависимостей и методики учета свойств покрытий инструмента.

6. Разработаны рекомендации по обоснованному выбору технологических условий обработки и оценен возможный экономический эффект от использования инструментов с износостойкими покрытиями.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Методика учета трибологических свойств покрытий при расчетном определении параметров качества поверхностного слоя детали.

- Способ определения коэффициента укорочения стружки методом измерения частоты её сегментирования.

- Методики расчетного определения критерия, характеризующего угол схода стружки и оптимальных скоростей резания, с учетом различных покрытий режущего инструмента.

Общая методика исследований.

Работа основана на теоретических и экспериментальных методах исследования параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя материала после механической обработки. При проведении исследований использовались фундаментальные положения теории резания и теории трения и износа. Эксперименты проводились по стандартным, общепринятым, а также разработанным автором методикам исследования параметров процесса резания и поверхностного слоя материала с использованием стандартного, серийно выпускаемого оборудования, а также посредством запатентованных установок, разработанных при непосредственном участии автора. Анализ и обработка экспериментальных данных производились с использованием программных продуктов Mathsoft® Mathcad, Microsoft® Office Excel.

Научная новизна.

С использованием ранее установленных положений теории подобия процесса резания получены математически зависимости, учитывающие влияние различных видов покрытий режущего инструмента на критерий процесса резания, численно равный тангенсу угла наклона условной плоскости сдвига стружки и характеризующий степень пластической деформации металла срезаемого припуска и обработанной поверхности детали, необходимые для учета влияния износостойких покрытий на параметры качества поверхностного слоя детали.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанная методика учета трибологических свойств покрытий режущего инструмента позволяет технологу на стадии проектирования технологического процесса осуществлять обоснованный выбор покрытий режущего инструмента и определять режимы механической обработки, в результате которых в

детали формируются требуемые параметры качества поверхностного слоя детали, обеспечивающие высокий ресурс и надежность продукции.

Апробация работы.

Основные положения и результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Научно-практическая конференция «Образование и наука в региональном развитии», г. Тугаев, 2008 г.; XV международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», С.-Петербург, 2009 г.; XXXV Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», Москва, 2009 г.; 62-я региональная научно-техническая конференция «Молодежь. Наука. Инновации», г. Ярославль, 2009 г.; Международная научно-техническая конференция «Оптимизация процессов резания, разработка и эксплуатация мехатронных станочных систем», г. Уфа, 2009 г.; Первый молодежный инновационный конвент Центрального федерального округа, г. Дубна, 2009 г.; Научно-техническая конференция «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений», г. Рыбинск, 2009 г.; 8th International Symposium INSYCONT «Energy and environmental aspects of tribology» Krakow, Poland, 2010 г.; Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодёжи «Нанотехнологии в производстве авиационных газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок» («ГТДнанотехнологии-2010»), г. Рыбинск, 2010 г.

Автором диссертации выполнялись научно-исследовательские работы по грантам и программам Министерства образования и науки РФ совместно с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно технической сфере по программе «У.М.Н.И.К.-2009».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 30 работ, в том числе 8 - в изданиях, рекомендованных для печати ВАК, 4 учебно-методических пособия, получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованных источников, приложения. Объем работы - 228 страниц машинописного текста, включающего 63 рисунка, 35 таблиц, 68 формул, список использованных источников из 141 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, решаемой в диссертационной работе, дана общая характеристика направления исследований.

В первой главе проведен анализ литературных данных по повышению работоспособности режущего инструмента, в том числе при высокоскоростной обработке. Вопросом повышения работоспособности режущего инструмента занимались многие отечественные и зарубежные учёные: Артамонов Е. В., Григорьев С. Н., Клушин М. И., Лоладзе Т. Н., Макаров А. Д., Зорев Н. Н., Поле-тика М. Ф., Петрушин С. И., Резников А. Н., Розенберг А. М., РозенбергЮ. А., РехтР. Ф., РыжкинА. А., Силин С. С., Талантов Н. В., Утешев М. X., Чука-рин А. Н., Шустер Л. Ш., Carro Сао. G., Fox-Rabinovich G. S., Komanduri R. и др.

Наиболее эффективным и активно развивающимся во всем мире является направление, связанное с разработкой и применением методов модификации поверхностных свойств инструментов - пластическим деформированием, электроэрозионным и лазерным упрочнением, ионной имплантацией, нанесением покрытий и др. Проведенный обзор отечественных и зарубежных работ в этой области показал, что из всех методов модификации наиболее перспективным для повышения работоспособности металлообрабатывающего инструмента является нанесение износостойких покрытий. Установлено, что наиболее эффективными являются многослойные покрытия.

Износостойкие покрытия, обладая более низким по сравнению с инструментальной подложкой коэффициентом трения и более высокой температурной стойкостью, в значительной степени влияют на различные параметры процесса резания. В частности, уменьшают длину упругого и пластического контакта стружки с рабочими поверхностями инструмента, снижают силу резания, уменьшают температуру в зоне обработки, изменяют угол условной плоскости сдвига и, как следствие, влияют на формирование параметров качества поверхностного слоя детали.

Проблеме формирования параметров качества поверхностного слоя в процессе механической обработки и их влияния на усталостную прочность и степень поврежденное™ детали посвящены работы многих ученых: Бабичева А. П., Безъязычного В. Ф., Блюменштейна В. Ю., Бутенко В. И., Елизаве-тина М. А., Евстигнеева М. И., Киричека, А. В., Коршунова В. Я., Кравченко Б. А., Маталина А. А., Мухина В. С., Овсеенко А. Н., Промптова А. И., Рыжова Э. В., Сателя Э. А., Смелянского В. М., Старкова В. К., Сулимы А. М., Суслова А. Г., Gunnberg, F., Wen, Q. и других. Отсутствие методик и расчетных зависимостей для определения параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали с учетом влияния износостойких покрытий инструмента, во многих случаях повышает трудоемкость изготовления деталей и снижает их технико-эксплуатационные показатели.

Во второй главе диссертации, на основе анализа ранее выполненных исследований, автором установлено, что влияние покрытий инструмента на параметры процесса резания и параметры качества поверхностного слоя детали целесообразно учитывать через изменение критерия процесса резания В, который численно равен тангенсу угла наклона условной плоскости сдвига и характеризует степень пластической деформации срезаемого припуска и поверхностного слоя обрабатываемой детали. Данный критерий является важной величиной, входящей в уравнения для расчета силы и температуры резания, оптимальных режимов и режимов резания максимальной производительности, параметров шероховатости обработанной поверхности детали, глубины наклепа и величины остаточных напряжений.

Величина критерия В определяется на основе известного из опыта коэффициента укорочения стружки к]_:

B = tgßx= cosr , (1)

0,87^-sin/

где у - передний угол инструмента, ß\ - угол наклона условной плоскости

сдвига стружки, .

Обычно величина коэффициента укорочения стружки определяется весовым способом. На основе проведенных исследований автором диссертации предложен новый метод определения коэффициента укорочения стружки. Известно, что частота вибрации

1,4--

Рг, В 1,2 1,1 1

0,9

0.8 0

[кол ебаь lili ия с большим период о м|

V,, 1 л г.

/ J -\ J 1 V 1 \ Г V' л

г 1 f Ь л 1 V \

/ /

колебания с малым периодом

силы резания при установившемся процессе обработки имеет две составляющие, первая из которых совпадает с частотой образования элементов стружки /с, а вторая -с частотой собственных колебаний консольной части режущего инструмента /ри. Величина /ри незначительно изменяется с изменением условий обработки и зависит от жесткости державки. Анализ вибрационных характеристик процесса резания (рис. 1) позволяет сделать вывод, что вибрации силы Р: могут быть вызваны периодическими сдвигами образующихся сегментов стружки по плоскости схода стружки. Таким образом, определив по частотным характеристикам процесса резания частоту сегментирования стружки /с и измерив длину единичного сегмента стружки путем анализа изображения последнего, можно определить коэффициент укорочения стружки:

' (2)

0,004 0,006 С

Рис. 1. Колебания силы Рг; инструмент - ВК6Р; режимы резания: / = 0,25 мм, 5 = 0,32 мм/об; V = 30,4 м/мин

/с Л

где V - скорость резания, м/с; /0 - длина единичного сегмента стружки, м.

В третьей главе представлены: обоснование выбора обрабатываемых и инструментальных материалов, износостойких покрытий, условий проведения, методы и результаты экспериментальных исследований. В качестве объекта исследований выбраны: коррозионно-стойкая сталь ЭК26 (05Х12Н2КЗМ2АФ), титановый сплав ОТ4 и жаропрочный сплав на никелевой основе ХН77ТЮР, которые используются для изготовления ответственных деталей газотурбинных двигателей. Метод обработки - точение резцом. Инструментальные материалы: твердый сплав ВК6Р и ТТ7К12. В качестве исследуемых покрытий, на основе приведенных в литературе рекомендаций, были выбраны композитные наноструктурные покрытия (Т^ОЫ, (Т1;81;А1)Ы, (П^^О), нанесенные ион-но-плазменным вакуумно-дуговым методом и покрытия, полученные методом ионной имплантации наночастиц ТШ2, А1203, Та205, 7гВ2 в рабочие поверхности режущего инструмента. Режимы резания и геометрия инструмента соответствовала чистовому этапу обработки точением. Составляющие силы резания Р:, Ру и Рх регистрировались универсальным динамометром УДМ - 600. Температура резания определялась на основе термо-ЭДС естественной термопары заготовка-резец. Для перевода значений термо-ЭДС в соответствующие ей значения

температуры, необходимо получить тарировочные графики, что связано с высокими затратами времени и ресурсов на изготовление длинных стержней из обрабатываемого и инструментального материалов. В рамках данной диссертационной работы разработан прибор ПГТ - 1 (рис. 2), на который получен патент на полезную модель № 96289. Преимущество данного прибора - возможность градуирования термопар, имеющих любую геометрическую форму, т. е. возможность регистрации термо-ЭДС непосредственно между образцом из материала режущего инструмента (резец, сменная пластина, фреза и т. п.) и образцом, вырезанным из обрабатываемого материала.

Рис. 2. Общий вид прибора ПГТ-1: 1 - силовой блок; 2 - аналогово-цифровой преобразователь; 3 - пассивный термостат; 4 - резистивный нагреватель; 5 - персональный компьютер

Для определения толщины покрытий в данной работе использован усовершенствованный метод наклонного микрошлифа и разработанная совместно с автором экспериментальная установка (патент № 89219). Принцип работы установки заключается в том, что на образце полировальным диском вышлифовывается лунка, глубина которой превышает толщину покрытия. Далее на основе анализа геометрических параметров лунки определяется толщина покрытия.

Экспериментальные исследования по определению обрабатываемости вышеуказанных материалов показали, что покрытия инструмента снижают температуру в зоне резания 9 в среднем на 50-70 °С, сила резания Р: уменьшается на 10-30%. На основе проведенных исследований для различных сочетаний инструментальный материал - покрытие - обрабатываемый материал, путем использования расчетно-графического метода Силина С. С. получены уравнения обрабатываемости, позволяющие определять оптимальные режимы резания, характеризующиеся максимальной размерной стойкостью режущего инструмента, минимальной толщиной дефектного слоя обработанной поверхности, наилучшими эксплуатационными характеристиками деталей и т.д.

Проведенные расчеты показали, что покрытия инструмента, снижая мощность основных источников теплоты, способствуют повышению оптимальной скорости резания на 20-80%, что является значительным резервом повышения производительности обработки при одновременном увеличении качества продукции.

На основе экспериментальных исследований определено влияние комплекса технологических условий на величину критерия В (таблица 1):

Таблица 1

Значения коэффициентов и показателей степени в формуле для

д_ с ■ Бх- Дг определения критерия ry(l - sin г)а

Инструмент X z У я с

ВК6Р 0,1055 0,1308 -0,0794 -1,131 0,853

ВК6Р + (Ti,Si)N 0,1718 0,1765 -0,1113 -0,88 0,876

со ВК6Р + (Ti,Si,AI)N 0,1688 0,1519 -0,1 -1,06 0,79

см ВК6Р +AI2O3 0,2 0,2021 -0,0145 -1,057 0,714

О ВК6Р +TiB2 0,2229 0,2892 -0,083 -1,094 0,93

ТТ7К12 0,2726 0,1669 -0,091 -0,91 0,6515

ТТ7К12 +ZrB2 0,2187 0,1214 -0,14 -0,537 0,681

TT7K12 +Та205 0,1601 0,1308 -0,12 -1,1437 0,773

Инструмент X z У q с

ВК6Р 0,1622 0,1758 -0,0794 -1,11 1,07

■ч-1- ВК6Р + (Ti,Si)N 0,1417 0,2536 -0,1113 -0,816 1,45

О ВК6Р + (Ti,Si,Zr)CN 0,1861 0,2705 -0,103 -0,726 1,36

BK6P + ai2o3 0,1417 0,1806 -0,0145 -1,04 0,98

BK6P + ZrB2 0,1219 0,1234 -0,091 -0,5369 1,08

Инструмент X z У q с

Ш BK6P 0,2548 0,2498 -0,0794 -2,364 0,41

I*-с*э BK6P + (Ti,Si)N 0,2787 0,2701 -0,1113 -2,156 0,49

t S BK6P + (Ti.SiAI)N 0,2486 0,2703 -0,1 -1,8954 0,55

О BK6P + AI2O3 0,2246 0,2291 -0,0145 -1,594 0,45

BK6P + TiB2 0,2241 0,2037 -0,083 -1,159 0,51

Примечание: Б,Д, Г- критерии процесса резания, установленные проф. Силиным С. С.

Для определения критерия В с учетом различных покрытий также разработана методика, основанная на учете коэффициента трения инструмента с покрытием. В работе были использованы два подхода, согласно первому подходу коэффициент трения определялся как отношение касательных сил на передней поверхности инструмента к нормальным силам, которые регистрируются динамометром:

г _ Егр _ Ру + Рх _ /^-созср+Лс-соз^О-ф) Ц Р: Т: '

где р - коэффициент трения, определяемый соотношением сил резания; <р - главный угол в плане, Ру, Рх, Р: - составляющие силы резания, Н; Р-п> - сила трения, касательная к передней поверхности инструмента, Н; Ы— нормальная сила, Н.

На рис. 3 представлена зависимость критерия В и коэффициента трения р

г I

от критерия Б =-1, где V - скорость резания, м/с; а{ - толщина среза, м; а -

а

коэффициент температуропроводности обрабатываемого материла, м2/с.

Установлено, что зная критерий В{ при обработке инструментом с покры-

тием /ь коэффициенты трения ¡.¡ \ покрытия /'1 и //2 покрытия /2, для некоторых режимных условий, соответствующих критерию Б> 30, критерий В2 покрытия ¡2 будет равен:

(4)

ВК6Р-ЭК26 -»- ВК6Р-*-(Т1;51)М -*-(Т131А1)М -^А1203

-Т1В,

В

1,4

ОД

0,2

\

ВК6Р

Г

20

40

60

Рис. 3. Зависимость критерия В и коэффициента трения ц от критерия Б

Алгоритм определения критерия В с учетом покрытий инструмента представлен на рис. 4.

Рис. 4. Блок-схема расчета критерия В с учетом покрытий инструмента, коэффициенты с, х, у,с/ выбираются из таблицы 1, Е- модуль Юнга покрытия, Па; Я - твердость покрытия, Па

Согласно второму подходу, коэффициент трения определялся на одно-шариковом трибометре (рис. 5), ГОСТ16429-70.

щая коэффициента трения.

Рис. 5. Схема работы одношарикового трибометра: 1 - образцы из обрабатываемого материала; 2 - индентор из инструментального материала; /7жс - окружная сила на диске, вращающая индентор, Н; N - нормальная сила, вдавливающая индентор в образцы, Н.

Известно, что коэффициент трения равен:

/ = /;,+/„, (5)

где /д - деформационная составляющая коэффициента трения, принимаемая постоянной при контакте отполированных поверхностей; - адгезионная (молекулярная) составляю-

/м -т

3 F R

(6)

4 Н-г

итп

где Яжс - радиус диска, м; >■„,„„ - радиус отпечатка (лунки) на образцах, м;

На основе проведенных автором диссертации трибомеханических испытаний твердосплавных инденторов Н10Р, на которые наносились покрытия, использовавшиеся при механической обработке, получены зависимости коэффициента трения от температуры, пример которых представлен на рис. 6.

Сопоставление значений адгезионной составляющей коэффициента трения/и со значениями критерия В для различных покрытий инструмента позволило установить зависимость:

гНЕП

Ml

-llOKi М2

В'

B,h

(7)

где п и - соответственно адгезионная составляющая коэффициента

трения инструмента без покрытия и с покрытием; В"ЕП и В2" венно критерий В инструмента без покрытия и с покрытием.

/м 0.5-

0.4 0.3 0.2 0.1

í.;----. — ---^ >

t i- -1 i---TÍ

Н10Я+ЭИ437Б -LS- С iH437B+ÍTi:Si' N -Ж— ЭИ4 37Б+А120з

-•—ЭИ437Б+"ПВг -Д- 3H437B+(Ti;S¡;AI)N

500 600 700 800 900

Рис. 6. Влияние температуры контакта на адгезионнную составляющую коэффициента трения /л/для материала образцов ЭИ437Б

Таким образом, зная критерий В при обработке инструментом без покрытия и зависимости адгезионной составляющей коэффициента трения от темпе-

ратуры вида /м =/(0) для инструмента без покрытия и с покрытием, расчетным путем можно определить критерий В, ожидаемый при обработке инструментом с покрытием. В этом случае на основе степенных зависимостей/м =.Д0) наиболее целесообразно рассчитывать поправочный коэффициент:

г

НЕП

Ю_

ПОЮ '

(8)

Алгоритм расчета требуемых параметров качества поверхностного слоя детали с учетом различных покрытий режущего инструмента приведен на рис. 7.

Рис. 7. Алгоритм расчета требуемых параметров качества поверхностного слоя детали с учетом покрытий режущего инструмента

Практическому использованию результатов исследования посвящена четвертая глава. На основе существующих и разработанных автором математи-

ческих моделей, расчетным методом определены параметры качества поверхностного слоя деталей, которые были сопоставлены с соответствующими экспериментальными значениями, полученными при следующих условиях: материал детали - коррозионно-стойкая сталь ЭК26; инструмент - ВК6Р; режимы резания: V = 161 м/мин; 5 = 0,2 мм/об; I = 0,75 мм; геометрия инструмента: (р = ф! = 45°, а = 7°, у = 8°, г = 1,2 мм. Эпюры тангенциальных остаточных напряжений представлены на рис. 8, значения шероховатости обработанной поверхности и глубины наклепа представлены в таблице 2.

Рис. 8. Эпюры тангенциальных остаточных напряжений в поверхностном слое обработанной детали

Таблица 2

Расчетные и экспериментальные значения глубины наклепа и _ шероховатости обработанной поверхности _

Покрытие Расчет Эксперимент Лотн, % Расчет Эксперимент Лотн, % Расчет Эксперимент Лотн. % Критерий В

Яа, мкм ¡11, мкм Гпубина наклепа Ас, мкм

ВК6Р 1,84 1,42 29 8,4 6,8 23 37 50 26 0,95

(Т|;31)М 1,53 1,35 13 7 6,3 11 34 40 15 1,02

1,64 1,34 22 7,5 5,8 29 35 40 13 1,01

Результаты экспериментов показали, что при использовании инструментов с покрытиями, параметры шероховатости обработанной поверхности, величина остаточных напряжений и глубина наклепа уменьшаются по сравнению с

инструментом без покрытия на величину, зависящую от коэффициентов трения инструментов с покрытием и без покрытия.

В пятой главе приведены рекомендации по выбору видов покрытий и области их рационального использования. При точении коррозионно-стойких сталей твердосплавным инструментом с температурой в зоне резания, порядок эффективности износостойких покрытий в сторону убывания следующий: ("ПЗ^ (лучший выбор), СП,81,А1)Ы, "ПВ2, АЬ03. Под эффективностью понимается стойкость режущего инструмента, способность покрытия снижать силы адгезионного взаимодействия с обрабатываемым материалом и степень пластической деформации срезаемого металла. При обработке точением жаропрочных сплавов на основе никеля, порядок эффективности износостойких покрытий в сторону её убывания следующий: (ТЧ^.АЩЧ (лучший выбор), ("П^УЫ, Т1В2, А1203. При обработке точением титановых сплавов, порядок эффективности износостойких покрытий в сторону её убывания следующий: 2гВ2 (лучший выбор), А1203, (Т^ОН СП,ВДг)СК

Приведена оценка возможной экономической эффективности от использования инструмента с покрытиями при чистовой обработке дисков турбин ГТД с учетом обеспечения требуемых параметров качества поверхностного слоя.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ литературных источников показал, что обеспечение на чистовых операциях требуемых параметров качества поверхностного слоя ответственных деталей, работающих в тяжелых условиях, является актуальной задачей современного производства. Износостойкие покрытия инструмента, обладая низким коэффициентом трения, существенно влияют на параметры процесса резания. Отсутствие методик и расчетных зависимостей для определения влияния износостойких покрытий на параметры процесса резания и, как следствие, параметры качества поверхностного слоя детали, во многих случаях повышает трудоемкость изготовления деталей и снижает их технико-эксплуатационные показатели, что подтверждает актуальность проведенных исследований.

2. Анализ ранее выполненных работ и математических моделей для расчетного определения параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали показал, что учет при расчетах различных покрытий инструмента целесообразно осуществлять через критерий В, характеризующий степень пластической деформации металла срезаемого припуска и поверхностного слоя обрабатываемой детали. Влияние покрытий режущего инструмента на критерий В проявляется в большей степени при режимных условиях, соответствующих значению критерия Б > 25. Предложен новый метод определения критерия В посредством измерения частоты сегментирования стружки путем регистрации частоты колебаний режущего инструмента в процессе обработки.

3. Полученные уравнения обрабатываемости позволяют назначать оптимальные режимы резания для различных сочетаний инструментальный материал - покрытие - обрабатываемый материал. Оптимальные значения скоростей у0 для инструментов с покрытиями выше, чем у инструментов без покрытий на 20-80%.

4. Установленные степенные зависимости критерия В от технологических условий обработки позволяют рассчитывать значения параметров качества поверхностного слоя деталей и их эксплуатационные показатели.

5. На основе взаимосвязи критерия В с коэффициентами трения, определяемыми посредством одношарикового трибометра и как отношение касательной силы трения к нормальной, предложены две методики учета трибологических свойств различных покрытий инструмента при расчетом определении критерия В, которые отличаются оригинальностью и новизной.

6. Использование инструмента с покрытием снижает значения параметров шероховатости обработанной поверхности, глубины и степени наклепа, величины и глубины залегания остаточных напряжений тем больше, чем меньше коэффициент трения. Расчетные и экспериментальные значения параметров шероховатости обработанной поверхности, глубины и степени наклепа, величины и глубины залегания остаточных напряжений коррелируют со степенью пластической деформации срезаемого припуска и обрабатываемой поверхности, т.е. с критерием В. Относительная погрешность между расчетными и экспериментальными значениями указанных параметров изменяется в пределах 10-25 %, что говорит о достаточной точности расчетных моделей для их использования на практике.

7. Приведенные рекомендации по выбору покрытий режущего инструмента и технологических условий их работы, позволяют обеспечивать требуемые параметры качества поверхностного слоя детали и повышать производительность обработки. Увеличение производительности обработки при использовании инструмента с покрытием для рассматриваемых условий составляет в среднем 10-25 %.

Основные положения диссертации отражены в 30 опубликованных работах, среди них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1 Корднжов, А. В. Влияние износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания [Текст] / А. В. Кордюков, М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. - № 8 - С. 10-15.

2 Фоменко, Р. Н. Исследование влияния износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания при точении [Текст] / Р. Н. Фоменко // Вестник УГАТУ. - Уфа: УГАТУ, - 2009. - № 4. - С. 51-55.

3 Безъязычный, В. Ф. Экспресс-метод тарирования термопар [Текст] / В. Ф. Безъязычный, М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Справочник. Инженерный журнал. 2010. -№ 7. - С. 38-42

4 Bezjazichnij, V. F. The influence of tribological characteristics of coated tools on cutting process and the parameters of surface layer [Текст] / V. F. Bezjazichnij, R. N. Fomenko // Scientific problems of machines operation and maintenance. Polish academy of sciences. - 2010. - № 3(159) VOL.44. - p. 7-14.

5 Тимофеев, M. В. Анализ возможностей теромоэлектрического метода не-разрушающего контроля [Текст] / М. В. Тимофеев, Татаринов А. Ю., Р. Н. Фомен-

ко, М. А. Ганзен // Справочник. Инженерный журнал. - 2008. - №8 - С. 25-30.

6 Большаков, Е. М. Технологические возможности современных машино-обрабатывающих центров и фрезерных станков при обработке деталей авиационных двигателей [Текст] / Е. М. Большаков, Р. Н. Фоменко // Справочник. Инженерный журнал. - 2008. - №5 - С. 21-28.

7 Безъязычный, В. Ф. Технико-экономическое обоснование технологии обработки ёлочных пазов дисков ГТД [Текст] / В. Ф. Безъязычный, С. А. Волков, Р. Н. Фоменко // Научно- технический журнал «СТИН». - 2008. - № 2 - С. 27-32.

8 Фоменко, Р. Н. Новые подходы, рациональные технические решения и высокопроизводительный инструмент компании ¡БСАЯ для обработки лопаток компрессора ГТД [Текст] / Р. Н. Фоменко // Двигатель. 2009. - № 4. - С. 8-9.

В других изданиях:

9 Безъязычный, В. Ф. Исследование возможности выбора оптимальных режимов резания для инструментов с износостойкими покрытиями [Текст] / В. Ф. Безъязычный, Р. Н. Фоменко // Международная научно-техническая конференция «Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки» / ДГТУ. - г. Ростов-на-Дону, 2008. — С. 145-150.

10 Тимофеев, М. В. Обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД при использовании режущих инструментов с нанопокрытиями [Текст] / М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодёжи «Нанотехнологии в производстве авиационных газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок». - Рыбинск. -2010.-С. 48-52.

11 Тимофеев, М. В. Влияние трибологических характеристик инструмента с покрытием на процесс резания и параметры качества поверхностного слоя детали [Текст] / М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении». М.: Машиностроение.-2010. - С. 363-370.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 19.11.2010 г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ 141.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева (РГАТА имени П. А. Соловьева) 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА имени П. А. Соловьева 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАНЕЕ ВЫПОЛНЕНЫХ РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОТОЙКИМИ ПОКРЫТЯИМИ.

1.1 Требования, предъявляемые к покрытиям, наносимым на режущий инструмент. Преимущества нанокомпозитных покрытий

1.2 Обоснование целесообразности многослойных покрытий и их толщины.

1.3 Изменение свойств покрытий в процессе эксплуатации режущего инструмента. Причины разрушения покрытий.

1.4 Влияние покрытий инструмента на процесс резания и области использования различных инструментов с покрытиями при обработке труднообрабатываемых материалов.

1.5 Зависимость параметров качества поверхностного слоя деталей от технологических условий обработки.

1.6 Анализ литературных данных по повышению работоспособности режущего инструмента (в том числе при высокоскоростной обработке).

1.7 Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ РЕЗАНИЕМ ИНСТРУМЕНТАМИ С НАНОПОКРЫТИЯМИ.

2.1 Расчетное определение параметров качества поверхностного слоя детали.

2.2 Расчетное определение силы резания.

2.3 Расчетное определение температуры резания.

2.4 Расчетное определение оптимальной скорости резания.

2.5 Расчетное определение скорости резания максимальной производительности.

2.6 Определение угла условной плоскости сдвига и критерия подобия В при использовании инструмента с покрытием.

2.6.1 Определение угла условной плоскости сдвига и критерия подобия В весовым способом.

2.6.2 Определение угла условной плоскости сдвига и критерия подобия В методом измерения частоты колебаний инструмента

2.7 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ И КРИТЕРИЯ В ИНСТРУМЕНТАМИ С НАНОПОКРЫТИЯМИ.

3.1 Методика проведения экспериментов. Используемое оборудование, приборы и инструменты.

3.1.1 Выбор обрабатываемых материалов.

3.1.2 Выбор инструментальных материалов и геометрии режущего инструмента.

3.1.3 Выбор износостойких покрытий инструмента, технология 103 изготовления и контроля покрытий инструмента

3.1.4 Выбор оборудования для проведения экспериментов.

3.1.5 Определение температуры в зоне резания.

3.1.6 Выбор диапазона режимов резания для проведения экспериментов.

3.1.7 Определение толщины покрытия режущего инструмента.

3.2 Определение обрабатываемости коррозионно-стойкой стали

ЭК26 (05Х12Н2КЗМ2АФ).

3.3 Определение обрабатываемости титанового сплава ОТ4.

3.4 Определение обрабатываемости жаропрочного сплава ЭИ437Б

3.5 Расчетное определение критерия В при точении.

3.6 Исследование контактных процессов на передней поверхности режущего инструмента.

3.7 Влияние коэффициента трения режущего инструмента с покрытием на параметры процесса резания.

3.8 Исследование трибологических характеристик инструмента с покрытием на одношариковом адгезиомере.

3.8.1 Методика проведения экспериментов. Используемое оборудование, приборы и инструменты.

3.8.2 Зависимости прочности адгезионных связей и других трибо-технических характеристик индентора с покрытием от температуры и давления.

3.9 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ ТОЧЕНИИ ИНСТРУМЕНТАМИ С НАНОПОКРЫТИЯМИ.

4.1 Методика проведения экспериментов, используемые приборы

4.2 Сопоставление расчетных и экспериментальных значений параметров качества поверхностного слоя деталей.

4.3 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1 Разработка рекомендаций по обработке конкретных деталей.

5.2 Оценка экономического эффекта от использования инструментов с покрытиями.

5.3 Выводы по главе 5.

В современном мире развитие рынка и наличие зон свободных экономических отношений между государствами приводит к тому, что потребитель может сделать выбор продукции среди большого количества поставщиков. В этом случае производитель, работая в условиях сильной конкуренции, должен идти по пути инновационного развития, применять самые передовые технологии, принимать новаторские решения и использовать высокотехнологичное оборудование. Одним из основных условий успешной работы машиностроительных предприятий по праву считается обеспечение высокого качества продукции при минимальных затратах на её изготовление. Как известно, качество продукции во многом определяется на последних операциях производственного цикла [36, 35]. Под качеством здесь понимается точность размеров и взаимного расположения поверхностей детали, оптимальное значение параметров качества поверхностного слоя детали, таких как шероховатость, уровень остаточных напряжений, степень и глубина наклепа, при которых достигается максимально возможный для данных условий эксплуатации ресурс, износостойкость и кор-розионостойкость детали и др.

Для обеспечения требуемых параметров качества поверхностного слоя детали используются специальные операции доводки поверхностей: полирование, электрохимическое шлифование, поверхностно-пластическая обработка: алмазное выглаживание, обдувка дробью и т. п. Однако, как показала многолетняя практика, в большинстве случаев требуемое значение шероховатости, остаточных напряжений и наклепа можно обеспечить путем подбора определенного соотношения технологических условий обработки. Именно путем обоснованного назначения технологических условий обработки, в первую очередь таких, как режимы резания, геометрия инструмента, СОТС (только в случае крайней необходимости) можно за одну операцию гарантированно обеспечить все требуемые параметры качества поверхностного слоя детали. Если в некоторых случаях требуется дополнительная обработка детали, например поверхностно-пластическое деформирование или полирование, то наилучшего производственного результата можно добиться именно путем наложения параметров качества, формируемых на одной операции с параметрами качества, формируемыми на другой. Использование такого подхода приведет к созданию рациональной и сбалансированной с точки зрения затрат технологии производства. Поэтому данное направление развития автоматизации технологической подготовки производства относится к наиболее перспективным, т.к. позволяет наиболее точно прогнозировать и управлять свойствами продукции, затрачивая минимальное количество времени и ресурсов.

Внедрение новых прогрессивных технологических процессов, современного высокопроизводительного оборудования (машинообрабатывающих центров, автоматических линий) связано с интенсификацией режимов резания из-за высокой стоимости станкоминуты и необходимостью окупить дорогостоящее оборудование в короткие сроки. Создание новых труднообрабатываемых материалов также приводит к ужесточению условий эксплуатации режущего инструмента и возрастанию требований, предъявляемых к его качеству, надежности и стоимости. Таким образом, повышение работоспособности режущего инструмента за счет роста периода его стойкости и надежности является одним из главных резервов повышения эффективности производства. Одним из перспективных способов повышения работоспособности режущего инструмента уже несколько десятилетий является нанесение на его рабочие поверхности износостойких покрытий.

В настоящее время на производстве широко применяется режущий инструмент с износостойкими покрытиями, которые значительно повышают его эффективность. Как показали исследования [1-5, 10, 13-15, 21], износостойкие покрытия инструмента благодаря низкому коэффициенту трения, обусловленному более слабыми силами адгезионного схватывания материала покрытия с обрабатываемым, существенно изменяют параметры процесса резания: уменьшают длину контакта стружки с поверхностями инструмента, силу резания, снижается температура резания и деформация срезаемого припуска вследствие повышения угла схода стружки. Покрытия изменяют процесс резания, а значит, и влияют на формирование тех или иных параметров качества поверхностного слоя детали. Поэтому целесообразно проводить исследования, связанные с установлением влияния покрытий инструмента на процесс резания и учета этого влияния при определении параметров качества поверхностного слоя детали.

Известно, что для конкретной пары обрабатываемый — инструментальный материал при заданных условиях существуют оптимальные режимы резания, при которых обеспечивается минимальный износ инструмента, а также наилучшие показатели параметров поверхностного слоя детали (шероховатость, степень и глубина наклепа, остаточные напряжения и др.) после обработки [29, 40]. Разработана достаточно обширная теоретическая база, позволяющая без постановки опытов расчетным методом определить оптимальные режимы резания и оптимальную температуру в зоне обработки для инструментов без покрытия [36, 76, 98, 99].

Исследование и разработка технологических рекомендаций по обоснованному выбору режущих инструментов с износостойкими нанопокрытиями, создание методики, позволяющей рассчитывать оптимальные режимы резания для конкретного сочетания обрабатываемый - инструментальный материал — износостойкое покрытие позволит существенно повысить стойкость и надежность режущего инструмента. Практическое использование результатов исследований позволит сократить время на технологическую подготовку производства, повысить качество выпускаемой продукции, уменьшить зависимость отечественных предприятий от режущих инструментов, выпускаемых зарубежными фирмами. Таким образом, можно сделать вывод об актуальности исследований в данном направлении, особенно для изделий авиационной и космической отрасли.

В настоящее время технологические условия при обработке инструментами с нанопокрытиями назначаются технологами на основе производственного опыта, полученного методом проб и ошибок. Такой подход при организации современного производства является недопустимым вследствие того, что приводит к необоснованно завышенным затратам всех видов ресурсов. Методика расчета параметров качества поверхностного слоя деталей основана на наукоемких технологиях и способна повысить культуру производства в целом.

Работа выполнена на кафедре «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения» Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьёва под руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора технических наук, профессора Безъязычного Вячеслава Феоктистовича. Автор выражает глубокую благодарность за научно-методическую, техническую и практическую помощь при работе над диссертацией, к.т.н., доценту М. В. Тимофееву.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проведенный анализ литературных источников показал, что обеспечение на чистовых операциях требуемых параметров качества поверхностного слоя ответственных деталей, работающих в тяжелых условиях, является актуальной задачей современного производства. Износостойкие покрытия инструмента, обладая низким коэффициентом трения, существенно влияют на параметры процесса резания. Отсутствие методик и расчетных зависимостей для определения влияния износостойких покрытий на параметры процесса резания и, как следствие, параметры качества поверхностного слоя детали, во многих случаях повышает трудоемкость изготовления деталей и снижает их технико-эксплуатационные показатели, что подтверждает актуальность проведенных исследований.

2. Анализ ранее выполненных работ и математических моделей для расчетного определения параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали показал, что учет при расчетах различных покрытий инструмента целесообразно осуществлять через критерий процесса резания В, характеризующий степень пластической деформации металла срезаемого припуска и поверхностного слоя обрабатываемой детали. Влияние покрытий режущего инструмента на критерий В проявляется в большей степени при режимных условиях, соответствующих значению критерия Б > 25. Предложен новый метод определения критерия В посредством измерения частоты сегментирования стружки путем регистрации частоты колебаний режущего инструмента в процессе обработки.

3. Экспериментальным путем получены уравнения обрабатываемости, которые позволяют назначать оптимальные режимы резания для различных сочетаний инструментальный материал — обрабатываемый материал — износостойкое покрытие. Оптимальные значения скоростей у0 для инструментов с покрытиями выше, чем у инструментов без покрытий на 20-80%.

4. На основе обработки экспериментальных данных методами теории подобия получена обобщенная расчетная формула для определения критерия подобия

В с учетом различных покрытий инструмента. Установление зависимости критерия В от технологических условий обработки позволит с большей точностью рассчитывать значения параметров качества поверхностного слоя деталей и их эксплуатационные показатели.

5. Выявлена взаимосвязь коэффициента трения с условиями пластического деформирования срезаемого припуска, т.е. с критерием В. На основе взаимосвязи критерия В с коэффициентами трения, определяемыми посредством одношарико-вого адгезиомера и как отношение касательной силы трения к нормальной, предложены две методики учета трибологических свойств различных покрытий инструмента при расчетом определении критерия В, которые отличаются оригинальностью и новизной.

6. Использование инструмента с покрытием снижает значения параметров шероховатости обработанной поверхности, глубины и степени наклепа, величины и глубины залегания остаточных напряжений тем больше, чем меньше коэффициент трения. Расчетные и экспериментальные значения параметров шероховатости обработанной поверхности, глубины и степени наклепа, величины и глубины залегания остаточных напряжений коррелируют со степенью пластической деформации срезаемого припуска и обрабатываемой поверхности, т.е. с критерием В, что свидетельствует о правильности выбранной методики учета покрытий режущего инструмента при расчетном определении параметров качества поверхностного слоя деталей. Относительная погрешность между расчетными и экспериментальными значениями указанных параметров изменяется в пределах 11-26 %, что говорит о достаточной точности расчетных моделей для их использования на практике.

7. Приведенные рекомендации по выбору покрытий режущего инструмента и технологических условий их работы, позволяют обеспечивать требуемые параметры качества поверхностного слоя детали и повышать производительность обработки. Увеличение производительности обработки при использовании инструмента с покрытием для рассматриваемых условий составляет в среднем 10-25 %.

1. Верещака, А. С. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями Текст. / A.C. Верещака, В.П. Табаков. — М.: Машиностроение. -1986.- 190 с.

2. Григорьев, С. Н. Наноструктурные износостойкие покрытия, получаемые методами физического осаждения вещества в вакууме Текст. / A.A. Андреев, С.Н. Григорьев, В.М. Шулаев // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. —№ 9. - С. 4-8.

3. Табаков, В. П. Математическое описание процессов трещинообразования в износостойких покрытиях режущего инструмента Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин, A.B. Чихранов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007.-№ 6. - С. 48-51.

4. Верещака, А. С. Повышение эффективности инструмента путем управления составом, структурой и свойствами покрытий Текст. / A.C. Верещака, A.A. Верещака // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2005—№ 9.-С. 9-18.

5. Табаков, В. П. Механизм разрушения износостойких покрытий режущего инструмента в процессе резания Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2006—№ 6. -С. 41-45.

6. Табаков, В. П. Износостойкие покрытия для поверхностного упрочнения режущих инструментов Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин, A.B., Чихранов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005-№8.-С. 21-25.

7. Лякишев, Н. П. Наноматериалы конструкционного назначения Текст. Н.П. Лякишев, М.И. Алымов // Российские нанотехнологии. 2006 — Т1-№ 1-2.-С. 71-81.

8. Валиев, P. 3. Создание наноструктурных металлов и сплавов с уникальными свойствами, используя интенсивные пластические деформации Текст. Р.З. Валиев // Российские нанотехнологии. 2006-Т1- № 1-2. — С. 208-216.

9. Антонкж, В. С. Выбор параметров покрытий с дискретной структурой при упрочнении поверхности режущего инструмента Текст. B.C. Антонюк, Б.А. Ляшенко, Е.Б. Сорока // Упрочняющие технологии и покрытия. -2005.-№ 3. С. 49-50.

10. Циркин, A.B. Разработка конструкций многослойных покрытий для повышения работоспособности торцовых фрез Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / A.B. Циркин. Ульяновск, 2004. - 235 с.

11. Табаков, В. П. Работоспособность торцовых фрез с многослойными покрытиями Текст.: / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин. Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 151 с.

12. Кириллов, А. К. Разработка экологически чистой технологии сухой обработки резанием с компенсацией физических функций СОТС Текст. / А.К. Кириллов // Вестник машиностроения. 2007. — № 12. - С. 35-41.

13. Константинов, A.B. Повышение качества обрабатываемых деталей при точении и фрезеровании с использованием инструментов с износостойкими покрытиями Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / A.B. Константинов. Рыбинск, 1987. - 243 с.

14. Табаков, В.П. Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания Текст.: / В.П. Табаков, A.B. Чихранов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 255 с.

15. Табаков, В. П. Комбинированная упрочняющая обработка режущего инструмента Текст. / В.П. Табаков, С.Н. Власов. Дмитроград: ДИТУД, 2003. - 124 с.

16. Воронцов, A. JI. Разработка новой теории резания. 3. Современная теория разрушения при пластической деформации Текст. / A. JI. Воронцов, Н.

17. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. 2008. — № 3. — С. 54-61.

18. Воронцов, A. JI. Разработка новой теории резания. 8. Методика расчета стружколомов. Текст.: / A. JI. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. 2008. - № 8. - С. 61-68.

19. Behrens, В. A. Use of a TiBN Multilayer Coating for Wear Reduction Текст. / В. A. Behrens, F. W. Bach, К. Moehwald [and s. o.] // Surfase and Coatings Technology. 2007. - № 5. - C. 1047-1054.

20. Кирюханцев-Корнеев, Ф. В. Разработка твёрдых износостойких наноструктурных покрытий в системах- Ti-Si-N, Ti-B-N, Cr-B-N, Ti-Cr-B-N Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / Ф.В. Кирюханцев-Корнеев. Москва: ЭЛАН - Практик, 2004. - 194 с.

21. Воронцов, А. Л. Разработка новой теории резания. Текст. / А. Л. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. — 2008.-№2.-С. 56-66.

22. Табаков, В. П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями на основе сложных нитридов и карбонитридов титана Текст. / В.П. Табаков. Ульяновск: УлГТУ, 1998. — 123 с.

23. Безъязычный, В. Ф. Обзор условий проведения высокоскоростной обработки резанием. Текст.: / В.Ф. Безъязычный, Р.Н. Фоменко // Инженерный журнал. Справочник. — 2006. № 6. - С. 13 — 16.

24. Высокоскоростная обработка. High Speed Machining (HSM). Справочное издание. Текст. М.: Издательство «ИТО», 2001. — 32 с.

25. Высокопроизводительное резание металлов. Текст. — М.: Издательство «ИТО». 2004. - № 3 - С. 17 - 20.

26. Потапов, В. А. Проблемы вибраций при высокоскоростном фрезеровании алюминия в авиакосмической промышленности и способы их решения Текст. / В. А. Потапов, В. Бодроуи // Modern Machine Shop. — 2001. — № 1. С. 1 — 10.

27. Саблин, П. А. Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки при фрезеровании Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / П.А. Саблин. Комсомольск-на-Амуре, 2008 - 19 с.

28. Бобров, В. Ф. Основы теории резания металлов Текст. /

29. B.Ф. Бобров. М.: Машиностроение. - 1975. - 344 с.

30. Крагельский, И. В. Узлы трения машин Текст. И. В. Крагельский, Н. М. Михин. М.: Машиностроение. - 1984. - 280 с.

31. Силин, С. С. Метод подобия при резании материалов Текст. /

32. C. С. Силин М.: Машиностроение. - 1979. - 152 с.

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

34. Мацевитый, В. М. Влияние износостойкого покрытия на условия фрикционного контакта стружки с передней поверхностью инструмента Текст. / В.М. Мацевитый, И. Б. Казак, Л.М. Романова // Трение и износ. - 1985. — Т.1У-С. 332-338.

35. Венедиктов, В. А. О природе пиков стойкости инструмента при обработке материалов резанием Текст. / В. А. Венедиктов, А. Н. Гладченко, В. В. Шевеля, И. В. Шевеля // Трение и износ. - 1990. - Т.Х1 - № 1 - С. 136-142.

36. Бабич, М. Фрикционные характеристики ТПЧ-покрытий, получаемых методами физического осаждения в вакууме Текст. / М. Бабич, Б. Ерёмич // Трение и износ. - 1990. - Т.Х1 - № 4 - С. 704-708.

37. Нерубай, М. С. Особенности контактного взаимодействия при ультразвуковом резании труднообрабатываемых материалов Текст. / М. С. Нерубай // Трение и износ. - 1987. - Т.VIII - № 3 - С. 452-457.

38. Безъязычный, В. Ф. Влияние технологических условий механической обработки на предел выносливости деталей газотурбинных двигателей Текст. / В.Ф. Безъязычный, Н. С. Рыкунов, А. Л. Водолагин [и др.]. Рыбинск: РГАТА. - 2007. - 34 с.

39. Безъязычный, В. Ф. Разработка теоретических основ технологического обеспечения качества и эффективности механической обработки деталей авиационных двигателей Текст.: Дисс. . докт. техн. наук / В. Ф. Безъязычный. Москва, 1982. - 331 с.

40. Сулима, А. М., Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов Текст. / А. М. Сулима, М. И. Евстигнеев. М.: Машиностроение. - 1974. — 256 с.

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

42. Рудницкий, Н. Н. К оценке влияния остаточных напряжений и упрочнения поверхностного слоя на усталостную прочность деталей Текст. / Н. Н. Рудницкий // Проблемы прочности. 1981. — № 10. — С. 27 - 34.

43. Научный вклад в создание авиационных двигателей Текст. / Под ред. В. А. Скибина и В. И. Солонина: В 2-х т. М.: Машиностроение. - 2000. -Т.1.-725 с.

44. Исайков, А. Н. Технологическое обеспечение надежности концевых фрез путем нанесения многослойно-композиционных покрытий Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / А. Н Исайков. Москва, 2006 - 21 с.

45. Робакидзе, 3. Ю. Ультразвуковая обработка жаропрочных сплавов твердосплавным инструментом Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / 3. Ю. Робакидзе. Волгоград, 2006 - 23 с.

46. Шачев, С. Ю. Исследование эффективности влияния СОЖ различных марок на параметры процесса механической обработки Текст. /

47. С. Ю. Шачев, С. Г. Васильев // Справочник. Инженерный журнал. 2008. — С. 54-58.

48. Ласуков, А. А. Повышение работоспособности инструмента ионной имплантацией в условиях элементного стружкообразования при обработке труднообрабатываемых сплавов Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / А. А. Ласуков. Тюмень, 2006 - 16 с.

49. Хаустова, О. Ю. Повышение работоспособности твердосплавного инструмента и качества обработанных поверхностей при сухом резании различных конструкционных материалов Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / О. Ю. Хаустова. Москва, 2004 - 27 с.

50. Водолагин, А. Л. Определение предела выносливости материала высоконагруженных деталей газотурбинных двигателей после обработки лезвийными инструментами Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / А. Л Водолагин. — Рыбинск, 2002 — 23 с.

51. Крылов, И. В. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей ГТД на основе применения инструментов с покрытием Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / И.В.Крылов. -Рыбинск, 2006. 19 с.

52. Солоненко, В. Г. Повышение качества режущих инструментов поверхностным пластическим деформированием Текст. В. Г. Солоненко, В. И. Дваденко, И. В. Дваденко // Упрочняющие технологии и покрытия. -2005.-№3.-С. 11-17.

53. Вульф, А. М. Резание металлов Текст. //Л.: Машиностроение, 1973. -496 с.

54. Балаков, В. П. Износостойкие покрытия режущего инструмента: состояние и тенденции развития Текст. В. П. Балаков, В. М. Башков // Вестник машиностроения. 1999. - № 1. - С. 35 - 37.

55. Токарный инструмент. Авиационная промышленность. Двигателестроение Текст. Справочник. Каталог продукции Ьсаг (специальное издание). 2008. - 56 с.

56. Основной каталог Текст. Справочник. Каталог продукции ЗапсЫк Согопшй. 2006. - 988 с.

57. Табаков, В. П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента Текст. // М.: Машиностроение, 2008. - 311 с.

58. Полетика, М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента Текст. // М.: Машиностроение, 1969. - 148 с.

59. Нодельман, М. О. К вопросу о структуре среднего коэффициента при резании пластичных металлов Текст. // Вестник машиностроения. 1996. -№ 1.-С. 27-32.

60. Железнов, Г. С. Основополагающие параметры процесса резания материалов металлов Текст. Г. С. Железнов, В. В. Сергеев // Вестник машиностроения. 2007. - № 11. - С. 40 - 42.

61. Железнов, Г. С. Определение сил, действующих на заднюю поверхность режущего инструмента Текст. // СТИН. — 1999. № 12. - С. 25 -26.

62. Усова, В. Л. О влиянии атомного строения вещества на коэффициент трения Текст. В. Л. Усова, В. Ф. Моисеев // Вестник машиностроения. 2001. - № 6. - С. 23 - 24.

63. Моисеев, В. Ф. О влиянии атомной массы на функциональные и технологические свойства вещества Текст. В. Ф. Моисеев, Д. Д. Маматкулов, А. В. Зимин [и др.] // Материаловедение. 1998. - № 8. - С. 41 - 45.

64. Усова, В. Л. Выбор инструментального материала с учетом атомного строения трущейся пары при резании металлов Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / А. В. Усова. М.: МГТУ «Станкин», 1998. - 133 с.

65. Михрютина, А. В. Обоснование выбора химического стостава износостойких покрытий режущего инструмента на основе учета энергетических параметров контактных взаимодействий Текст.: Дисс. . канд. техн. наук /А. В. Михрютина. Рыбинск, 2003. - 167 с.

66. Михрютина, А. В. Обоснование выбора химического стостава износостойких покрытий режущего инструмента на основе учета энергетических параметров контактных взаимодействий Текст.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / А. В. Михрютина. Рыбинск, 2003. - 20 с.

67. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. Справочник Текст. / Я. Л. Гуревич, М. В. Горохов, В. И. Захаров [и др.]. М.: Машиностроение, 1976. — 176 с.

68. Шустер, Л. Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел Текст. Л. Ш. Шустер. Уфа: Гилем, 1999. — 199 с.

69. Шустер, Л. Ш. Покрытия и смазка в высокотемпературных подвижных сопряжениях и металлообработке Текст. Л. Ш. Шустер, Н. К. Криони, В. Ю. Шолом, М. Ш. Мигранов. -М.: Машиностроение, 2008. 318 с.

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

71. Шустер, Л. Ш. Износостойкость режущих инструментов с различными покрытиями Текст. / Л. Ш. Шустер, М. Ш. Мигранов, С. М. Минигалеев [и др.]. Уфа.: Вестник УГАТУ. - 2005. № 3. - С. 11 - 14.

72. Брюхов, В. В. Повышение стойкости инструмента методом ионной имплантации Текст. / В. В. Брюхов. Томск: Изд-во НТЛ, 2003. - 120 с.

73. Дерябин, В. А. Промышленно развитые способы нанесения покрытий Текст. / В. А. Дерябин, К. В. Казак, М. В. Евсеева // Справочник. Инженерный журнал. 2009. - № 1.-С. 16-21.

74. Табаков, В. П. Исследование теплового и напряженного состояния твердосплавного инструмента с трехэлементными покрытиями Текст. / В. П. Табаков, М. Ю. Смирнов, А. В. Циркин [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. 2008. - № 11. - С. 3 - 9.

75. Черменовский, О. Н. Анализ процесса резания на основании теории пластичности Текст. / О. Н. Черменовский, Е. Д. Борисов // Вестник машиностроения. — 2009. № 2. - С. 62 - 67.

76. Кожина, Т. Д. Разработка расчетного метода определения режимов резания, обеспечивающих получение требуемых параметров шероховатости при точении сталей и сплавов Текст.: Дисс. . канд. техн. наук / Т. Д. Кожина -Горький, 1980.-225 с.

77. Литвак, В. Я. Экономическая эффективность главный инструмент при принятии решений Текст. / В. Я. Литвак, М. Е. Горелик // Двигатель. - 2007. - № 1. - С. 4 - 5.

78. Горелик, М. Е. Методика расчета экономической эффективности внедрения нового инструмента Текст. // Двигатель. — 2007. — № 3. — С. 36 — 39.

79. Монтгомери, Д. К. Планирование экспериментов и анализ данных Текст. / Д. К. Монтгомери. пер. с англ. // Л.: Судостроение. - 1980. - 380 с.

80. Спиридонов, А. А. Планирование экспериментов при исследовании технологических процессов Текст. / А. А. Спиридонов // М.: Машиностроение. 1981. - 184 с.

81. Инструменты и факты Текст. Инструмент на основе керамики и сверхтвердых материалов // М: Искар РФ Восток. — 2009. № 2. - С. 61 - 64.

82. Справочник технолога Текст. / Панов, А. А., Аникин В. В. [и др.]. М.: Машиностроение, 2004. - 784 с.

83. Справочник технолога-машиностроителя Текст. / Дальский А. М., Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. [и др.]. 5-е изд. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2003. - Т.1. - 458 с.

84. Кичигин, А. Н. Повышение эффективности точения крупногабаритных деталей из бронз широкими резцами Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / А. Н. Кичигин. Орел, 2008 - 18 с.

85. Козлов, А. М. Прогнозирование частоты колебаний силы резания при точении Текст. / А. М. Козлов, А. Н. Кичигин // Справочник. Инженерный журнал. 2008. - № 4. - С. 15 - 22.

86. Маталин, А. А. Технология механической обработки Текст. / А. А. Маталин Л.: Машиностроение, 1977. - 420 с.

87. Подураев, В. Н. Автоматическое регулируемые и комбинированные процессы резания Текст. / В. Н. Подураев М.: Машиностроение, 1977. - 304 с.

88. Жирков, А. А. Стружкообразование при прерывистом резании Текст. / А. А. Жирков, А. В. Катунин // Известия ОрелГТУ. Серия «Машиностроение. Приборостроение». 2006. - № 3. - С. 15-18.

89. Коневцов, Л. А. Повышение работоспособности режугцего инструмента из вольфрамсодержащих твердых сплавов электроискровым легированием металлами и боридами Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Л. А. Коневцов. Комсомольск-на-Амуре, 2009 - 23 с.

90. Бейлин, В. Л. Сплавы для термопар: Справочное издание Текст. / В. Л. Бейлин, И. Л. Рогельберг. М.: Металлургия. - 1983. - 360 с.

91. ГОСТ Р 50431-92 Номинальные статистические характеристики преобразования Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1992. 130 е.: ил.

92. Линевег, Ф. Измерение температур в технике Текст. : справочник / Ф. Линевег, 1980. 544 с.96 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» Текст. под общ. ред. Е. Н. Каблова. М.: Идел-Пресс. - 2007. - 439 с.

93. Инженерия поверхности деталей Текст. под общ. ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение. — 2008. — 320 с.

94. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №3452.

95. Табаков, В; П. Трещиностойкость двухэлементных нитридных ионно-плазменных покрытий Текст. / В.П. Табаков, М.Ю. Смирнов, A.B. Циркин, A.B. Чихранов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. - № 12.-С. 15—20.

96. Тимофеев, М. В. Определение технологических условий шлифования деталей ГТД с учетом структурных и фазовых изменений в их поверхностном поле Текст.: Дисс. . канд. техн. наук /М. В Тимофеев. -Рыбинск, 2007. -211 с.

97. Биргер, И., А. Остаточные напряжения Текст. / И. А. Биргер. М.: Машгиз, 1963.- 378 с.

98. Мухин, В. С. К методике определения остаточных напряжений в , деформированном поверхностном слое Текст. / В. С. Мухин, В. Г. Савагеев, А.

99. Н. Мочалов // Вопросы оптимизации процессов резания! металлов. — 1973. Вып. 44. - С. 154 - 160.

100. Хрущов, М. М. Методы испытания на микротвердость. Приборы Текст. / М. М. Хрущов. М.: Паука, 1965. - 263 с.

101. Блох, Л. С. Практическая номография Текст. / Л. С. Блох. М.: «Высшая школа», 1971. — 328 с.

102. Резников, А. Н. Теплофизика резания Текст. / А. Н. Резников. — М.: Машиностроение, 1969. 288 с.

103. Силин, С. С. Исследование влияния режимов резания на качество поверхностного слоя при точении и шлифовании Текст. / С. С. Силин,

104. B. Ф. Безъязычный // Новые методы определения обрабатываемости материалов резанием и шлифованием. Ярославль, 1975. - С. 34-47.

105. Текст. / F. Gunnberg, M. Escursell, M. Jacobson // Journal of Materials Processing Technology. 2006. - № 174. - C. 82 - 90.

106. Kang, M. Ch. Cutting performance using high reliable device of Ti-Si-N coated cutting tool for high-speed interrupted machining Текст. / M. Ch. Kang, J. S. Kim, К. H. Kim // Surface & Coatings Technology. 2005. - № 200.1. C. 1939-1944.

107. Яковлев, M. Г. Исследование динамики процесса резания при обработке жаропрочных сплавов Электронный ресурс. / http://technomag.edu.ru/doc/130526.html

108. Мигранов, М. Ш. Интенсификация процесса металлообработки на основе использования эффекта самоорганизации при трении Текст. / М. Ш. Мигранов, Л. Ш. Шустер. — М.: Машиностроение, 2005. 202 с.

109. Машиностроение. Энциклопедия Текст.: Под общ. ред. К. В. Фролова. -М.: Машиностроение. 2000. - 784 с.

110. Термическая обработка в машиностроении Текст.: справочник; под общ. ред. Ю. М. Лахтина, А. Г. Рахштадта. М.: Мшиностроение. 1980. — 783 с.

111. Безъязычный, В. Ф. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей Текст. / В. Ф. Безъязычный, В. Н. Крылов, В. А. Полетаев и др.; Под ред. В. Ф. Безъязычного и В. Н. Крылова. М.: Машиностроение. 2005. - Ч. 1. - 560 с.

112. Воронцов, А. Л. Разработка новой теории резания 6. Определение основных параметров процесса резания Текст. / А. Л. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. 2008. - № 6. — С. 64-70.

113. Мигранов, M. Ш. Износостойкость и трибологические свойства покрытий для режущего инструмента Текст. / М. Ш. Мигранов, А. Ш. Махмутова // Вестник машиностроения. 2007. — № 11. - С. 43-46.

114. Fox-Rabinovich, G. S. Impact of ion modification of HSS surfaces on the wear resistance of cutting tools with surface engineered coatings Текст. / G. S. Fox-Rabinovich, N. A. Bushe, A. I. Kovalev and ath. // Wear 2001. - № 249. -Ph. 1051 - 1058.

115. Воскресенский, Б. В. Справочник экономиста машиностроительного предприятия Текст. / Б. В. Воскресенксий, А. С. Паламарчук. М.: Машиностроение. 1977. - 302 с.

116. Булыкин, А. П. Расчет эффективности перспективной технологии на предприятиях Текст. / А. П. Булыкин. М.: Экономика. 1972. - 150 с.

117. Расчеты экономической эффективности новой техники Текст.: справочник / под общ. ред. К.М. Великанова. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние. — 1990. - 448 с.

118. Табаков, В. П. Применение импульсной лазерной обработки для повышения работоспособности быстрорежущего инструмента с многослойными покрытиями Текст. / В. П. Табаков, А. В. Рандин // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. -№ 11. - С. 18—20.

119. Цыганов, Д. Л. Исследование стойкости режущего инструмента, оснащенного твердосплавными пластинами с алмазоподобными пленками Текст. / Д. Л. Цыганов, М. И. Сазонов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. -№ 4. - С. 37-40.

120. Панфилов, Ю. В. Наноструктурированные износостойкие многокомпонентные тонкопленочные покрытия Текст. / Ю. В. Панфилов, А. И. Беликов, И. В. Гладышев [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. -2005. -№ 4. С. 30-34.

121. Wen, Q. An adaptive FEA method to predict surface quality in hard machining Текст. / Q. Wen, Y. B. Guo, A. todd Beth // Journal of materials processing technology. 2006. - № 173. - Ph. 21-28.

122. Ходасевич, Г. Б. Планирование эксперимента Электронный ресурс. / Г. Б. Ходасевич // СПб.: СПбГУТ. http://opds.sut.ru/electronic manuals/pe/f043 .htm

123. Тимофеев, М. В. Влияние износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания Текст. / А. В. Кордюков, М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. №. 8 -С. 10-15.

124. Безъязычный, В. Ф. Экспресс-метод тарирования термопар Текст. / В. Ф. Безъязычный, М. В. Тимофеев, Р. Н. Фоменко // Справочник. Инженерный журнал. 2010. № 7. - С. 38-42.

125. Фоменко, Р. Н. Исследование влияния износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания при точении Текст. / Р. Н. Фоменко // Вестник УГАТУ. Уфа: УГАТУ, - 2009. - № 4. - С. 51-55.

126. Фоменко, Р. Н. Изучение влияния износостойких покрытий инструмента на различные параметры процесса резания Текст. / Р. Н. Фоменко // XXXV Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция Москва: МАТИ, 2009 - Т.2. - С. 85-87.