автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Обеспечение постоянства шероховатости фасонных поверхностей деталей при точении

На правах рукописи

ШАТАЛОВ Дмитрий Дмитриевич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОСТОЯНСТВА ШЕРОХОВАТОСТИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ТОЧЕНИИ

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕН 2010

Тула 2010

004616997

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель:

доктор технических науу, профес о{. Шадсклй Геннадий Викторович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Васин Леонид Александрович,

кандидат технических наук Булычхв Владимир Александрович.

Ведущая организация:

ФГУП «Государственное научкм-производственное предярьят е

«Сплав», г. Тула.

Защита состоится 28 декабря 2010 г. в 14°° часов на заседай- я диссертационного совета Д 212.271.01 при ГОУ ВПО «Тульский госудсфо венный университет» (300012, г. Тула, просп. Ленина, 92,?М')1)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300012 г. Тула, просп. Ленина, 92).

Автореферат разослан 22 ноября 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных машинах и механизмах широко используются детали с фасонными поверхностями, обеспечивающие им высокие технические и эксплуатационные характеристики. От совершенства технологии изготовления таких деталей во многом зависят качество, себестоимость и конкурентоспособность продукции машиностроения.

Для обработки фасонных поверхностей деталей используются станки с ЧПУ, электрохимические и электроэрозионные станки, копировальные и др. Независимо от применяемого оборудования и способа формообразования перед технологами стоят задачи достижения заданной точности обработки, обеспечения стабильности и качества поверхности, а также минимизации доводочных и вспомогательных операций. Решение этих задач особенно актуально, когда в процессе обработки меняются траектория движения инструмента, условия и параметры резания и кинематико-геометрические параметры, влияющие на качество (шероховатость) обработанной поверхности.

В настоящее время токарная обработка фасонных поверхностей деталей ведется в основном на двухкоординатных станках с программным управлением. Компоновки токарных станков консервативны и не меняются многие годы. Эти станки при высокой точности формообразования не обеспечивают стабильность кинематико-геометрических параметров резания, а, следовательно, и постоянство шероховатости по всей поверхности обработки.

Таким образом, обеспечение равномерной шероховатости вдоль криволинейной образующей предполагает создание новых компоновок токарных станков с расширением числа управляемых координат и стабилизацией кинематико-геометрических параметров резания, что является актуальной задачей.

Цель работы заключается в обеспечении постоянства шероховатости вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей на основе стабилизации кинематического главного угла в плане путем введения в технологическую систему дополнительной круговой координаты.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1. Провести исследование методов обработки деталей с фасонными поверхностями на токарных станках, обеспечивающих постоянство шероховатости путем стабилизации кинематических параметров резца в процессе обработки.

2. Разработать модель кинематики формообразующих движений при точении фасонных поверхностей деталей с дополнительной круговой координатой, обеспечивающей стабилизацию в процессе обработки кинематического главного угла в плане резца, учитывающую ограничения, накладываемые на положение ее центра технологической системой.

3. Исследовать влияние параметров обрабатываемой детали, рабочего пространства и динамических характеристик технологической системы на область допустимых положений оси дополнительной круговой координаты.

4. Разработать методику синтеза схем формообразования и способ точения фасонных поверхностей деталей с дополнительной круговой координатой, обеспечивающих постоянство шероховатости вдоль криволинейной образующей и учитывающих ограничения, накладываемые технологической системой.

5. Провести экспериментальные исследования влияния кинематических параметров процесса обработки на шероховатость фасонных поверхностей деталей при точении.

Методы и средства исследования. При выполнении работы использовались теоретические исследования вопросов формообразования фасонных поверхностей деталей. Вычислительные эксперименты осуществлялись с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования кинематических систем на основе стандартных пакетов программ. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на реальном технологическом оборудовании и специальных установках. Достоверность результатов подтверждается их совпадением с выдвинутыми теоретическими положениями и известными достижениями в технологии машиностроения.

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично соискателем

1. Классификация точек возможного расположения оси дополнительной круговой координаты при обработке фасонных поверхностей деталей на токарных станках.

2. Математическая модель кинематики формообразующих движений при точении фасонных поверхностей деталей с дополнительной круговой координатой, обеспечивающей стабилизацию в процессе обработки кинематического главного угла в плане резца и учитывающую ограничения, накладываемые на положение ее центра технологической системой.

3. Результаты исследования влияния ограничений технологической системы на область допустимых положений оси дополнительной круговой координаты.

4. Методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей на токарных станках с дополнительной круговой координатой, учитывающая ограничения, накладываемые технологической системой.

5. Результаты экспериментальных исследований влияния кинематического главного угла в плане резца на шероховатость фасонных поверхностей деталей при точении.

Научная новизна заключается в установлении закономерностей, связывающих радиус кривизны образующей, относительное положение ее мгновенного центра и центра поворота резца с параметрами формообразующих движений при точении, обеспечивающих постоянство шероховатости по-

верхности вдоль криволинейной образующей, учитывающих пространственные и динамические ограничения, накладываемые на них технологической системой и раскрываемых на основе математического описания кинематики переносного движения центра дополнительной круговой координаты и относительного синхронного поворота резца со стабилизацией его кинематического главного угла в плане в процессе обработки, положенные в основу методики синтеза схем токарной обработки.

Практическое значение результатов работы

В диссертации разработан способ обработки фасонных поверхностей деталей на токарных станках со стабилизацией кинематического главного угла в плане резца, обеспечивающий постоянство шероховатости вдоль криволинейной образующей (положительное решение по пат. заявке №2009149424).

Предложенная методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей на токарных станках с дополнительной круговой координатой, заключающаяся в определении рационального положения ее центра, учитывающая геометрию обрабатываемых деталей, пространственные и динамические ограничения технологической системы, позволяет оптимизировать компоновочные решения при выборе места размещения поворотного устройства.

Результаты работы приняты к внедрению в ОАО «ТНИТИ» (г. Тула).

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на международной конференции «АПИР-10» (г. Тула, 2005); на международной конференции «АПИР-12» (г. Тула,2007); на 1-й Магистерской научно-технической конференции (г. Тула, 2006); на 2-й Магистерской научно-технической конференции (г. Тула, 2007); на 1-й Молодежной научно-практической конференции студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2007); на 2-й Молодежной научно-практической конференции студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2008); на 4-й Молодежной научно-практической конференции Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г.Тула, 2010); на Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула, 2008); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 2007-2010 гг.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 2 — в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов ВАК.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержит 93 страницы машинописного текста, 3 таблицы, 62 рисунка, список литературы из 119 наименований и 2 приложений на 25 страницах. Общий объем диссертации 131 страница.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе приведен анализ факторов, определяющих эксплуатационные свойства поверхностного слоя деталей машин. Выделены показатели качества детали, наиболее часто нормирующиеся при токарной обработке: шероховатость, размерная точность и точность формы продольного сечения обработанной поверхности.

На основании проведенного анализа зависимостей, определяющих значение шероховатости поверхности, сделан вывод, что высота микронеровностей зависит от кинематических параметров режущего инструмента, которые изменяются при точении фасонных поверхностей деталей. Это ведет к увеличенной интенсивности износа деталей при их эксплуатации.

Рядом ученых — Сусловым А.Г., Сулимой А.М., Евстигнеевым М.И., Хрущевым М.М., Дьяченко П.Е., Крагельским И.В., Комбаловым B.C. и др. установлено, что стабильность шероховатости в значительной мере влияет на эксплуатационные характеристики деталей машин, в частности, пар трения, имеющих сопрягаемые поверхности трения сложной формы.

Проведен анализ существующих способов обработки фасонных поверхностей деталей и приведена их классификация по числу управляемых координат, виду движения резца. Обработка таких деталей на токарных станках с системой ЧПУ и использованием двухкоординатной интерполяции приводит к неравномерности шероховатости вдоль криволинейной образующей. В случае точения полусферы, когда резец поворачивают вокруг оси, проходящей через ее центр, недостатком является невозможность обработки деталей, имеющих поверхности, отличные от сферических. Кроме того, при изменении радиуса обрабатываемой поверхности каждый раз требуется переналадка технологической системы. При использовании данного способа не учитываются погрешности, обусловленные износом инструмента. Если резец вращать вокруг центра радиусного участка при его вершине, возможна обработка заготовок различного диаметра и конфигурации, однако в случае нестабильных параметров поверхностного слоя детали в круговом позиционировании инструмента будут появляться погрешности. Кроме того, если комплексная деталь имеет как выпуклые, так и вогнутые поверхности, на их переходе будут возникать погрешности, обусловленные общей инерционностью системы.

Анализ известных способов обработки показал, что в них центр поворота задан жестко по отношению к элементам технологической системы. Однако, вопрос о рациональном выборе его расположения до сих пор не решен.

На основании проведенного анализа определена цель диссертационной работы и сформулированы задачи научных исследований.

Вторая глава посвящена разработке математической модели кинематики формообразования при использовании дополнительной круговой координаты для обеспечения постоянства шероховатости фасонных поверхностей

деталей, а также исследованию возможных вариантов расположения центра поворота резца.

Существует множество точек, в которых может располагаться центр поворота резца (таблица 1, рисунок 1). По принадлежности к профилю детали можно выделить точки расположения центра поворота, принадлежащие профилю детали (А1), не принадлежащие профилю детали (А2) или лежащие на образующей профиля детали (АЗ).

Рисунок 1 - Возможные варианты расположения центра поворота резца

По взаимному расположению вершины резца, центра поворота и оси шпинделя можно выделить точки, лежащие по одну сторону от оси шпинделя (В1), по разные стороны (В2), а также точки, находящиеся непосредственно на оси шпинделя (ВЗ). Отметим, что в процессе движения центра поворота он может менять свою принадлежность по признаку В. По взаимному расположению центра поворота и центра кривизны можно выделить точки, лежащие по одну сторону от центра кривизны (С1), по разные стороны (С2), непосредственно в центре кривизны, а также точки, находящиеся на векторе радиуса кривизны (СЗ).

В технологической системе существуют определенные ограничения, которые оказывают влияние на размещение центра поворота резца при реализации конкретных конструкторских решений. Следовательно, необходима разработка модели, описывающей положение и движение этого центра, позволяющей определить конкретные допустимые параметры его движения с учетом влияния ограничений технологической системы.

(А202С4

Таблица 1 — Возможные точки расположения центра поворота резца

А Принадлежность профилю детали А1 Принадлежит А2 Не принадлежит АЗ Лежит на образующей —

В Расположение режущего инструмента и его центра поворота относительно оси шпинделя (оси симметрии детали) В1 По одну сторону В2 По разные стороны ВЗ Точка центра поворота лежит на оси шпинделя —

С Расположение точки центра поворота и центра кривизны поверхности относительно оси центров станка,, (оси симметрии детали) С1 По одну сторону С2 По разные стороны СЗ Точка центра поворота лежит в центре кривизны поверхности С4 Точка лежит на векторе радиуса кривизны поверхности

Для стабилизации кинематического главного угла в плане предложена следующая кинематика движения центра поворота: поступательное движение центра поворота резца по траектории, образуемой перпендикулярами равной длины, опущенными из центра поворота на касательную к обрабатываемой поверхности в точке нахождения вершины резца, и одновременный поворот резца на угол, зависящий от угла наклона касательной к обрабатываемой поверхности. Ее иллюстрация приведена на рисунке 2, где изображены система координат детали XaOaZa, система координат, связанная с центром поворота XyOyZy. Оси этой системы 0UZ4 и 0ЦХЦ параллельны соответственно касательной и нормали, проведенных к образующей обрабатываемой поверхности в точке ее касания с вершиной резца М(гд,хд). Это обеспечивает постоянство кинематического главного угла в плане (ф = const). Тогда Z^ и Хкц являются координатами вершины резца в системе координат XaOnZa. Они определяют положение центра поворота резца относительно криволинейной образующей. В дальнейшем будем их называть координатами центра поворота. Точка Оц — положение центра поворота, кривая ММ" — требуемый профиль детали, кривая СС' — траектория движения центра поворота, 5 — угол поворота системы координат Л"ц0UZU (угол поворота резца). Он равен углу наклона касательной к образующей профиля детали.

Текущие координаты центра поворота гЦу хц в системе координат детали определим исходя из текущих координат детали гд, хд, утла наклона касательной к образующей профиля детали 5, а также координат центра поворота Zm, Хт:

5 = агс1ап(£&д / <ЬЯ),

■ 2цОд) = гд - Хт Б т(5) + со8(о), (1)

*Ц0Д) = хд(гя) +Хт со8(5)+гкц зт(5), где сЬся/сЬа — производная координаты хд профиля детали по координате

в произвольный момент обработки

В отличие от традиционного способа точения фасонных поверхностей с использованием двухкоординатной интерполяции, в котором скорости движения задаются для центра резцедержки и равны скоростям движения вершины резца, в случае введения дополнительной круговой координаты необходимые скорости задаются для центра поворота. Причем приводы подач станка обеспечивают движение центра поворота. Движение вершины резца является следствием сложного поступательно-вращательного движения системы координат, связанной с центром поворота. В этом случае скорости движения центра резцедержки не равны скоростям движения вершины резца.

Выделены следующие пространственные и динамические параметры технологической системы, влияющие на выбор координат центра поворота резца. Ограничения линейных перемещений центра поворота

2ц(0^цдоп> (2)

*ц(0^*Цдоп- (3)

Ограничения скоростей движения центра поворота

КШ(Г) = 7Ц<2ЦД0П, (4)

^цДО-^ц-^цдоп- (5)

Ограничения результирующей скорости движения центра поворота

Рцг = А' -V ^ КИГДОП- (6>

Ограничения ускорений центра поворота

(7)

ацх(0 = *ц—*цдоп- (8)

Ограничения угловой скорости резца

ш(0 = 5<5доп. (9)

Отметим, что для участков профиля, описываемых дугой окружности, при постоянной контурной подаче резец поворачивается с постоянной угловой скоростью

= (10) к

где Уг - контурная подача, мм/с.

Зависимости, описывающие траекторные и динамические ограничения технологической системы позволяют получить конкретные конструкторские решения для реализации способа точения деталей с обеспечением постоянства шероховатости фасонных поверхностей.

Проведенные исследования показали, что закон движения центра поворота резца в большинстве случаев (кроме расположения на оси шпинделя станка) инвариантен к выбору точки его расположения.

В третьей главе проведено исследование влияния ограничений технологической системы на область допустимых положений центра поворота резца при точении фасонных поверхностей деталей.

В большинстве случаев, фасонные поверхности, обрабатываемые на токарных станках, представляют собой совокупность участков, описываемых дугами окружностей и прямыми, поэтому моделирование движения центра поворота резца в первую очередь проводилось именно для этих участков. Для участков профиля, описываемых дугами окружностей, исследовалось влияние всех ограничений технологической системы (2)-(9). Для прямолинейных участков профиля необходимым и достаточным оказалось исследование влияния ограничений технологической системы на линейные перемещения центра поворота, так как в этом случае он двигается параллельно вершине резца со скоростью и ускорением, равными скорости и ускорению вершины резца, и система координат, связанная с центром поворота не вращается.

Исследование показало, что для участков профиля, описываемых дугами окружностей, центр кривизны траектории движения центра поворота совпадает с центром дуги, а радиус кривизны

якрц=^(я±хтУ+г11, (П)

здесь и далее «+» для выпуклого участка профиля,«-» — для вогнутого.

Из этого следует, что центр поворота также перемещается по окружности, а резец поворачивается с постоянной угловой скоростью. Результирующая скорость движения центра поворота также постоянна:

Это говорит о том, что при точении деталей на станках с ЧПУ возможен адекватный переход от круговой интерполяции, реализуемой в двухкоорди-натной системе, к винтовой интерполяции, в которой роль осевой координаты винтовой линии возложена на координату поворота резца.

Установлена зависимость максимальных перемещений центра поворота резца гцтах, хцтах от радиуса кривизны К участка профиля. Для постоянных значений 2Щ = -300 мм, = 200 мм эта зависимость иллюстрируется графиком, приведенном на рисунке 3. Траектории движения центра поворота резца при формообразовании вогнутого участка профиля с различными значениями радиусов кривизны /2=100, 300,450, 800 мм представлены на рисунке 4, из которого, в частности, видно, что для участка профиля с радиусом кривизны /2=100 мм центр поворота перемещается в продольном направлении только в отрицательной области системы координат детали. Причем в начале движения центр поворота перемещается в сторону уменьшения координаты 2, а затем в сторону увеличения. Траектория движения центра поворота находятся как в отрицательной, так и в положительной области системы координат детали в продольном направлении. При увеличении радиуса кривизны участка профиля кривая траектории движения центра поворота растягивается и поворачивается против часовой стрелки. Участок траектории, на котором текущая координата центра поворота в продольном направлении больше координаты начальной точки движения, постепенно увеличивается. При значении радиуса кривизны участка профиля К >200 мм центр поворота перемещается только в сторону увеличения координаты 2. Отрицательное значение максимальной координаты центра поворота в продольном направлении больше ее положительного значения до величины радиуса кривизны участка профиля Я = 450 мм. При дальнейшем увеличении радиуса максимальные перемещения центра поворота определяются его максимальной координатой в положительной области системы координат детали. Доказано, что зависимость максимальных перемещений центра поворота в поперечном направлении от радиуса кривизны участка профиля аналогична таковой в продольном.

На основании анализа влияния радиуса кривизны участка профиля на максимальные перемещения центра поворота сделан вывод, что при выборе его положения необходимо руководствоваться максимальными значениями перемещений центра поворота для минимального и максимального радиусов кривизны участка профиля. Отметим также, что в положительной области системы координат детали выбор положения центра поворота ограничен оснасткой и конструктивными особенностями станка.

(12)

Рисунок 3 - Зависимость максимальных перемещений центра поворота в продольном (а) и поперечном (б) направлениях от радиуса кривизны участка профиля Л при постоянном значении = -300 мм, А'щ = 200 мм

с различными радиусами кривизны

Для нахождения области допустимых значений координат центра поворота в системе координат детали использована численная процедура, основанная на равномерном приращении угла наклона а радиус-вектора гт центра поворота, причем ае[0...360°]. Результатом данной процедуры является вычисление максимально допустимого значения радиус-вектора /*цп на каждом значении угла наклона а и проекций , являющихся максимально допустимыми координатами положения центра поворота 2КЦ, Хт. Эта процедура используется для нахождения области допустимых значений координат

центра поворота при действии и других ограничений технологической системы.

Скоростные ограничения технологической системы определяются максимально допустимыми скоростями перемещения суппортов станка. Ранее было показано, что центр поворота двигается со скоростями отличными от скоростей движения вершины резца. Так как скорости центра поворота в продольном и поперечном направлениях всегда меньше или равны его результирующей скорости, то исследование влияния ограничений по допустимым скоростям движения центра поворота проводилось для нее. Анализ зависимости (12) показывает, что эта скорость возрастает при увеличении контурной подачи и стремится к ее значению при увеличении радиуса кривизны участка профиля. Очевидно, что для определения области допустимых значений координат центра поворота следует использовать максимальную контурную подачу и минимальный радиус кривизны участка профиля. На рисунке 5 показана область допустимых значений координат центра поворота для участка профиля с радиусом кривизны /?=30 мм, максимальной контурной подаче К ~ ^гтах =2 м/мин, максимально допустимой результирующей скорости движения центра поворота Ущ-яоп = 6 м/мин.

Рисунок 5 — Область допустимых значений координат центра поворота в системе координат детали для выпуклого (а) и вогнутого (б) участков профиля

Из рисунка 5 следует, что фигуры, ограничивающие область допустимых значений координат центра поворота для выпуклого и вогнутого участков профиля, пересекаются. Центр фигуры, полученной при их пересечении, находится в начале системы координат детали. Этому случаю соответствует перемещение центра поворота по образующей профиля детали (рисунок 5, поз. 1), скорости его движения в продольном и поперечном направлении равны соответствующим скоростям движения вершины резца. При 2КЦ=0 мм, Хщ = -Я для выпуклого участка профиля и ZIa,=z0 мм, Хкп = Я для вогнуто-

а)

б)

го (рисунок 5, поз. 2), координаты центра поворота совпадают с центром кривизны участка профиля, при этом он неподвижен, а резец только поворачивается.

Влияние ограничений технологической системы по ускорениям приводов подач оценивалось по максимальному значению результирующего вектора ускорения центра поворота:

jQ^+fax^Y (13)

R

Анализ формулы (13) показывает, что для определения области допустимых значений координат центра поворота следует использовать максимальное значение контурной подачи и минимальное значение радиуса кривизны участка профиля.

В результате исследования влияния ограничений технологической системы, связанных с максимально допустимой угловой скоростью поворотного устройства показано, что она определяет максимальное значение контурной подачи для обработки участков профиля с заданным радиусом кривизны:

^гшах ^ ютах^тах • (14)

В результате исследования влияния ограничений технологической системы на выбор положения центра поворота предложена методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей при токарной обработке с дополнительной круговой координатой.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния изменения кинематического главного угла в плане на равномерность шероховатости поверхности вдоль криволинейной образующей, а также предложен способ точения с обеспечением постоянства шероховатости фасонных поверхностей деталей.

Эксперименты проводились при следующих условиях: станок токарный с ЧПУ мод. Т6М;

заготовка — пруток сталь 45; размеры: диаметр 51 мм, длина 200 мм; режим обработки: скорость резания 75 м/мин; подача 0,11 мм/об; величина снимаемого припуска 1 мм;

параметры инструментов: главный угол в плане: 93°, 45°; твердосплавная пластина ISCAR SVJCR/L 1010Е11; радиус при вершине резца 0,5 мм;

средства измерения: профилограф-профилометр HOMMEL TESTER Т1000 basic.

Испытания проводились по следующей методике. Для исключения влияния неравномерности припуска заготовка предварительно обрабатывалась до диаметра 51 мм и обтачивалась с торцов до полусферы радиусом 25,5 мм. Окончательная обработка полусферы до диаметра 50 мм производилась с использованием круговой интерполяции. Первая заготовка обтачивалась резцом с углом в плане 93°. Вторая заготовка обтачивалась в 2 этапа. На первом этапе — при изменении диаметра от 0 мм до 36 мм — использовался резец с углом в плане 93°; оставшаяся часть обрабатывалась резцом с углом в плане

45°. Точка смены резца подбиралась таким образом, чтобы кинематический главный угол в плане в начале второго участка был равен таковому в начале первого.

Параметры шероховатости, полученные в результате измерений, представлены на рисунке 6: кривая А соответствует изменению шероховатости вдоль образующей профиля для случая обтачивания без смены инструмента, кривая Б — со сменой. Результаты подтверждают улучшение равномерности шероховатости на 20%.

/?Э, МКМ Для спучаяБ—тснка сиена резца

4 3

2

0 5 10 15 20 25 2, мм Рисунок 6 - Результаты измерений шероховатости поверхности вдоль криволинейной образующей детали от продольной координаты

Методика синтеза схем токарной обработки с дополнительной круговой координатой, а также математическая модель кинематики формообразования стали основой для разработки способа точения фасонных поверхностей деталей (рисунок 7) («Способ обработки фасонных поверхностей точением», положительное решение по пат. заявке №2009149424).

2 9 3 7 8 4 7

Г ..........\

I - станина; 2 - передняя бабка со шпинделем; 3 - патрон; 4 - продольный суппорт;

5 - поперечный суппорт; 6 - резцедержка; 7 - заготовка; 8 - резец;

9-11 - двигатели; 12 - СЧПУ

Для проверки предлагаемого способа обрабатывалась заготовка с цилиндрической и сферической поверхностями. Цилиндрическая поверхность длиной 50 мм и диаметром 50 мм была сопряжена со сферической поверхностью длиной 50 мм и диаметром 100 мм. Обработка заготовок осуществлялась на модернизированном токарном станке с ЧПУ мод. 16К20Т1.

Материал заготовок — сталь ЗОГ.

К ✓

\

А

Инструмент: резец со сменной пластиной, имеющей трехгранную форму с углом при вершине 60°. Материал пластины — сплав Т30К4.

Геометрические параметры резца: главный угол в плане 75°; вспомогательный угол в плане 45°; задний угол 8°; передний угол 15°; форма передней поверхности — плоская с фаской; радиус вершины резца 1 мм.

Режимы резания: скорость резания 200 м/мин; подача 0,05 мм/об.

Величина снимаемого припуска — 0,4 мм.

Обрабатывались 2 партии заготовок по 10 штук в каждой: первая партия — способом без поворота резца; вторая партия — предложенным способом.

Полученные детали имели одинаковую шероховатость на цилиндрической поверхности в первой и второй партиях ]1а=1,5...1,6 мкм. На сферической поверхности шероховатость изменялась вдоль криволинейной образующей в первой партии от Яа=1,5 мкм до Ка~2,2 мкм, во второй — от Иа=1,4 мкм до Яа=1,6 мкм.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили выдвинутые теоретические положения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Основным результатом проведенных исследований является решение важной научной задачи: обеспечение постоянства шероховатости вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей путем стабилизации кинематического главного угла в плане при введении в технологическую систему дополнительной круговой координаты.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. Установлено, что наиболее перспективным способом получения равномерной шероховатости фасонных поверхностей деталей при точении является стабилизация кинематического главного угла в плане путем введения дополнительного поворота резца.

2. Предложена классификация возможных вариантов расположения центра поворота резца при обработке фасонных поверхностей деталей на токарных станках, положенная в основу методики синтеза схем обработки.

3. Выведены закономерности, связывающие радиус кривизны образующей, относительное положение ее мгновенного центра и центра поворота резца, положенные в основу разработанной модели кинематики переносного движения центра дополнительной круговой координаты и относительного синхронного поворота резца со стабилизацией его кинематического главного угла в плане в процессе обработки, учитывающей влияние пространственных и динамических ограничений технологической системы, накладываемых на выбор расположения центра поворота резца.

4. Показано, что при точении деталей с криволинейной образующей радиус кривизны определяет вид доминирующих ограничений, накладываемых технологической системой на положение центра поворота резца; в частности,

при малых радиусах (менее 10 мм) это динамические ограничения, например скорости перемещения суппортов станка, при больших радиусах (более 100 мм) - максимально допустимые перемещения суппортов станка.

5. Установлено, что рациональный выбор положения центра дополнительной круговой координаты позволяет обеспечить адекватный переход от круговой интерполяции, реализуемой в двухкоординатной системе, к винтовой интерполяции, в которой роль осевой координаты винтовой линии возложена на координату поворота резца.

6. Разработана методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей со стабилизацией шероховатости вдоль криволинейной образующей на токарных станках, заключающаяся в определении рационального положения центра дополнительной круговой координаты, исходными данными для которой являются геометрия обрабатываемых деталей, пространственные и динамические ограничения технологической системы. В результате ее применения достигается оптимальное компоновочное решение при выборе места размещения поворотного устройства.

7. Разработан способ точения фасонных поверхностей деталей, позволяющий обеспечить постоянство шероховатости вдоль криволинейной образующей — «Способ обработки фасонных поверхностей точением» (положительное решение по пат. заявке №2009149424).

8. В результате проведенных экспериментальных исследований подтверждено влияние кинематического главного угла в плане на неравномерность шероховатости поверхностей вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей. Установлено, что введение дополнительной круговой координаты при рациональном выборе положения ее центра позволяет снизить разброс шероховатости, например на поверхности типа полусферы, на 15...30 % в зависимости от условий обработки.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1. Панин В.В., Шадский Г.В., Шаталов Д.Д. Выбор положения дополнительной системы координат при обработке сложнопрофильных деталей // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. 4.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С.262-267.

2. Тимошин. М.И., Шаталов Д.Д. Некоторые аспекты по модернизации технологического оборудования // 4-я Молодежная научно-практическая конференция Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: тезисы докладов. 4.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С.217-219.

3. Шадский Г.В., Сальников B.C., Шаталов Д.Д. Влияние ограничений технологической системы на центр поворота при точении сложно-профильных деталей // Известия ТулГУ. Серия бизнес-процессы и бизнес-системы. Вып. 6. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С.20-25.

4. Шаталов Д.Д. Анализ влияния профиля обрабатываемой поверхности на кинематику резания // 1-я Молодежная научно-практическая конференция

студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: тезисы докладов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С.111-112.

5. Шаталов Д.Д. Компьютерная система имитационного моделирования компоновочных схем металлорежущих станков // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета: Сборник статей. - Тула: Изд-во ТулГУ. 2006. С.314-317.

6. Шаталов Д.Д. Расширение технологических возможностей металлорежущих станков на основе анализа и синтеза их компоновок с применением методов имитационного моделирования // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: материалы Международной научно-технической конференции. 1617 октября 2007 года / под ред. В.В. Прейса, A.C. Горелова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С.98-99.

Изд. ЛИИ ЛР „Че020300от 12.02.97. Подписано в печать ¿0^0

Формат бумаги 60x84 .Бумага офсетная. Усл. печл.У, -2 Ум.-изд.л. Тираж/0^? экз. Заказ О&Э Тульский государственный университет 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, пр. Ленина, 95

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ВОПРОСОВ, СВЯЗАННЫХ С КИНЕМАТИКО-ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ТОЧЕНИЯ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН.

1.1 Анализ факторов, определяющих эксплуатационные свойства поверхностного слоя деталей машин.

1.2 Анализ способов обработки фасонных поверхностей деталей на токарных станках.

1.3 Выводы по главе 1.

1А Цель и задачи исследований.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ДВИЖЕНИЙ ПРИ ТОЧЕНИИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ.

2.1 Возможные варианты расположения центра поворота резца.

2.2 Математическое описание кинематики формообразующих движений при использовании круговой координаты.

2.2.1 Используемые системы координат.

2.2.2 Координаты центра поворота резца в случае его расположения в свободных точках.

2.2.3 Координаты центра поворота резца в случае его расположения на оси шпинделя станка.

2.2.4 Закон движения центра поворота резца в случае его расположения в свободной точке.

2.3 Выводы по главе 2.

3 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОГРАНИЧЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ВЫБОР ПОЛОЖЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ КРУГОВОЙ КООРДИНАТЫ.

3.1 Моделирование движения центра поворота резца.

3.1.1 Моделирование движения центра поворота на участках профиля, описываемых дугами окружностей.

3.1.2 Моделирование движения центра поворота резца на прямолинейных участках профиля.

3.2 Исследование возможного расположения центра поворота резца.

3.2.1 Радиус кривизны и центр кривизны траектории движения центра поворота резца.

3.2.2 Исследование ограничений технологической системы, связанных с линейными перемещениями центра поворота резца.

3.2.3 Исследование скоростных ограничений технологической системы.

3.2.4 Исследование динамических ограничений технологической системы.

3.2.5 Угловые ограничения технологической системы.

3.3 Исследование ограничений технологической системы при точении фасонных поверхностей деталей с введением дополнительной круговой координаты.

3.4 Методика определения области допустимых значений координат положения центра поворота на основании совокупности ограничений технологической системы.

3.5 Синтез схем точения фасонных поверхностей деталей.

3.5.1 Способ обработки с расположением центра поворота в свободной точке

3.5.2 Компоновочная схема станка в случае расположения центра поворота резца на оси центров станка.

3.6 Выводы по главе 3.

4 АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК.

4.1 Методика проведения исследований.

4.2 Апробация разработанного способа.

4.3 Выводы по главе 4.

Обработка деталей с приданием им заданной формы и свойств является важнейшим аспектом машиностроительного производства.

На всех этапах развития науки, техники и технологии перед металлообработкой стояли задачи рационального использования энергии, материалов, рабочего времени, обеспечение качества и конкурентноспособности продукции. Большую актуальность приобрели вопросы наилучшего (в том или ином смысле) управления различными процессами физики, техники, экономики, материаловедения и др. Развитие с середины 20 века информационных технологий привело к новому витку развития автоматизации производственных процессов, развитию CAD/CAM (Computer-Aided DesignMachining) систем и созданию на их основе высокопроизводительного, обладающего широкими технологическими возможностями оборудования [1, 2, 3, 12].

В области технологии машиностроения получили развитие высокоэффективные технологии, максимально использующие возможности технологической системы, систем программного управления и приводов [15, 71, 76, 78].

Известно [11, 74], что решаемые в технологии машиностроения задачи условно можно разделить на две группы:

- задачи, направленные на максимально полное использование потенциальных возможностей сложившегося, уже существующего конкретного производства;

- задачи, направленные на разработку новой технологии изготовления деталей, решаемые без учета ограничений, накладываемых возможностями и традициями изготовления деталей и изделий в машиностроения

Данная работа направлена на решение задач, относящихся преимущественно ко второй группе.

Технический прогресс во всех отраслях в значительной мере определяется уровнем развития технологии изготовления машин [45]. Особое значение имеет развитие и совершенствование механической обработки: ее требуют до

80% всех изготовляемых деталей, на нее приходится около 40% общей трудо4 емкости изготовления машин. Современный уровень развития техники характеризуется существенным усложнением форм используемых рабочих поверхностей деталей и одновременным повышением требований к точности их обработки и качеству поверхности.

Расширение диапазона использования деталей с рабочими фасонными поверхностями дает возможность в значительной мере повысить качество изделий. Во многих случаях только усложнение формы и повышение точности размеров рабочей поверхности детали позволяет получить новые свойства, расширить функциональные возможности, увеличить надежность, ресурс, к.п.д. и j улучшить другие эксплуатационные характеристики машин в целом. Можно считать, что устойчивая тенденция к усложнению геометрической формы деталей, повышению требований к их точности, наблюдаемая в течение длительного периода времени, будет и дальше сохраняться [73]. По оценкам экспертов [42], около 10% деталей машиностроения имеют поверхности сложной формы, и их доля постоянно увеличивается по мере совершенствования автоматизированных систем конструирования и изготовления класса CAD/CAM [60].

Для обработки фасонных поверхностей деталей используются станки с ЧПУ, электрохимические и электроэрозионные станки, копировальные и др. Независимо от применяемого оборудования и способа формообразования перед технологами стоят задачи достижения заданной точности обработки, обеспечения стабильности и заданного качества поверхности, а также минимизации доводочных и вспомогательных операций. Решение этих задач особенно актуально когда в процессе обработки фасонных поверхностей меняются траектория движения инструмента, условия и параметры резания и кинематико-геометрические параметры, влияющие на качество обработанной поверхности [107].

Рабочая поверхность детали генерируется путем срезания с заготовки припуска. Основными факторами в этом процессе являются геометрический и кинематический. Они определяются геометрией поверхности детали и инструмента, характером и параметрами их относительного движения.

Изучение и анализ опубликованных результатов исследований в области разработки методов и средств формообразующей обработки деталей [4, 7, 46] позволили установить, что во всех исследованиях предполагаются допущения, относящиеся как ко всей технологической системе, так и отдельно к каждой из ее составных частей: к детали, инструменту, металлорежущему станку, приспособлениям, оснастке и пр. В результате изучения и систематизации частных допущений Радзевичем С.П. [75] сформулировано обобщенное допущение, в соответствии с которым:

Допущение 1. В процессе формообразующей обработки детали технологическая система оказывает на заготовку только то воздействие, которое предусмотрено собственно процессолг формообразования; при этом окружающая технологическая среда пассивна и не оказывает на деталь влияния, не предусмотренного собственно процессом формообразования.

Это допущение является одним из принятых в теории формообразования поверхностей при механической обработке деталей и используется в данной работе.

В настоящее время токарная обработка фасонных поверхностей деталей, таких как, шаровые запорные краны, шарнирные соединения, детали для изделий ВПК и т.п. ведется, в основном, на двухкоординатных станках с программным управлением.

Компоновки токарных станков консервативны и не меняются многие годы [98]. Эти станки при высокой точности формообразования не обеспечивают постоянство шероховатости обработанной поверхности. В разное время эта проблема решалась путем использования на станках различных приспособлений [6, 9, 19, 34, 37, 47, 56, 59, 61, 63, 82, 91, 96, 102-104] и специальных технологических приемов [22, 41, 48, 67, 81].

Создание новых компоновок станков с расширением числа управляемых координат является одним из путей совершенствования металлорежущего оборудования [4, 10, 23-25, 27, 45, 49, 51, 62, 99, 105] в том числе и для токарной обработки с обеспечением равномерной шероховатости вдоль криволинейной 6 образующей фасонных поверхностей деталей стабилизацией кинематических параметров режущего инструмента, что является актуальной научной задачей.

Объектом исследований является точение фасонных поверхностей деталей с обеспечением постоянства шероховатости вдоль криволинейной образующей на основании управления кинематико-геометрическими параметрами формообразования.

Предметом исследований является определение положения центра и схемы поворота резца, обеспечивающие стабилизацию его кинематического главного угла в плане при изменении положении центра и величины радиуса кривизны образующей обрабатываемой фасонной поверхности при точении.

Цель работы заключается в обеспечении постоянства шероховатости вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей на основе стабилизации кинематического главного угла в плане путем введения в технологическую систему дополнительной управляемой круговой координаты.

Методы исследования. При выполнении работы использовались теоретические исследования вопросов формообразования фасонных поверхностей деталей. Вычислительные эксперименты осуществлялись с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования кинематических систем на основе стандартных пакетов программ. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на реальном технологическом оборудовании и специальных установках. Достоверность результатов подтверждается их совпадением с выдвинутыми теоретическими положениями и известными достижениями в технологии машиностроения.

Научная новизна заключается в установлении закономерностей, связывающих радиус кривизны образующей, относительное положение ее мгновенного центра и центра поворота резца с параметрами формообразующих движений при точении, обеспечивающих постоянство шероховатости поверхности вдоль криволинейной образующей, учитывающих пространственные и динамические ограничения, накладываемые на них технологической системой и рас7 крываемых на основе математического описания кинематики переносного движения центра дополнительной управляемой круговой координаты и относительного синхронного поворота резца со стабилизацией его кинематического главного угла в плане в процессе обработки, положенные в основу методики синтеза схем токарной обработки.

Реализация работы. В диссертации разработан способ обработки фасонных поверхностей деталей на токарных станках со стабилизацией кинематического главного угла в плане резца, обеспечивающий постоянство шероховатости вдоль криволинейной образующей (положительное решение по пат. заявке №2009149424).

Предложенная методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей на токарных станках с дополнительной круговой координатой, заключающаяся в определении рационального положения ее центра, учитывающая геометрию обрабатываемых деталей, пространственные и динамические ограничения технологической системы, позволяет оптимизировать компоновочные решения при выборе места размещения поворотного устройства.

Результаты работы приняты к внедрению в ОАО «ТНИТИ» (г. Тула).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международной конференции «АПИР-10» (г. Тула, 2005); на международной конференции «АПИР-12» (г. Тула,2007); на 1-й Магистерской научно-технической конференции (г. Тула, 2006); на 2-й Магистерской научно-технической конференции (г.Тула, 2007); на 1-й Молодежной научно-практической конференции студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2007); на 2-й Молодежной научно-практической конференции студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2008); на 4-й Молодежной научно-практической конференции Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2010); на Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула, 2008); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 2007-2010 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 2 — в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Содержит 93 страницы машинописного текста, 3 таблицы, 62 рисунка, список литературы из 119 наименования и 2 приложений на 25 страницах. Общий объем диссертации 131 страница.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Основным результатом проведенных исследований является решение важной научной задачи: обеспечение постоянства шероховатости вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей на основании стабилизации кинематического главного угла в плане путем введения в технологическую систему дополнительной управляемой круговой координаты.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. Установлено, что наиболее перспективным способом получения равномерной шероховатости фасонных поверхностей деталей при точении является стабилизация кинематического главного угла в плане путем введения дополнительного поворота резца.

2. Предложена классификация возможных вариантов расположения центра поворота резца при обработке фасонных поверхностей деталей на токарных станках, положенная в основу методики синтеза схем обработки.

3. Выведены закономерности, связывающие радиус кривизны образующей, относительное положение ее мгновенного центра и центра поворота резца, положенные в основу разработанной модели кинематики переносного движения центра дополнительной управляемой круговой координаты и относительного синхронного поворота резца со стабилизацией его кинематического главного угла в плане в процессе обработки, учитывающей влияние пространственных и динамических ограничений технологической системы, накладываемых на выбор расположения центра поворота резца.

4. Показано, что при точении деталей с криволинейной образующей радиус кривизны определяет вид доминирующих ограничений, накладываемых технологической системой на положение центра поворота резца; в частности, при малых радиусах (менее 10 мм) это динамические ограничения, например скорости перемещения суппортов станка, при больших радиусах (более 100 мм) - максимально допустимые перемещения суппортов станка.

5. Установлено, что рациональный выбор положения центра дополнительной круговой координаты позволяет обеспечить адекватный переход от круговой интерполяции, реализуемой в двухкоординатной системе, к винтовой интерполяции, в которой роль осевой координаты винтовой линии возложена на координату поворота резца.

6. Разработана методика синтеза схем формообразования фасонных поверхностей деталей со стабилизацией шероховатости вдоль криволинейной образующей на токарных станках, заключающаяся в определении рационального положения центра дополнительной управляемой круговой координаты, исходными данными для которой являются геометрия обрабатываемых деталей, пространственные и динамические ограничения технологической системы, в результате ее применения достигается оптимальное компоновочное решение при выборе места размещения поворотного устройства.

7. Разработан способ точения фасонных поверхностей деталей, позволяющий обеспечить постоянство шероховатости вдоль криволинейной образующей — «Способ обработки фасонных поверхностей точением» (положительное решение по пат. заявке №2009149424).

8. В результате проведенных экспериментальных исследований подтверждено влияние кинематических параметров процесса обработки на неравномерность шероховатости поверхностей вдоль криволинейной образующей при точении фасонных поверхностей деталей. Установлено, что введение дополнительной управляемой круговой координаты при рациональном выборе положения ее центра позволяет снизить разброс шероховатости, например на поверхности типа полусферы, на 15.30 % в зависимости от условий обработки.

1. Е. Paul DeGarmo. Materials and Processes in Manufacturing / E. Paul DeGarmo,

2. J. T. Black, Ronald A. Kohser. — Wiley; 9 edition (December 6, 2002), 1168 p.

3. Smid, Peter (2008), CNC Programming Handbook (3 ed.), New York, NY, USA: Industrial Press.

4. Thomas, T.R., "Trends in surface roughness", International Journal of Machine Tools and Manufacture, 38, Issues 5-6, pp 405-411 (1998).

5. Аверьянов О.И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. / Аверьянов О.И. —М.: Машиностроение, 1987. — 232 е.: ил.

6. Амосов A.A. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие. / Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. — М.:Высш. шк., 1994 — 544 е.: ил.

7. Андреев Ю.В. Устройство для обработки сферических поверхностей: а. с. 917920 СССР : М.Кл.3 В23В5/40 / Андреев Ю.В., Баринов A.M., Моисеев Ю.А., Князев Е.И., Степанов М.А. №2870706/25-8; заявл. 11.01.80; опубл. 07.04.82, Бюл. № 13. — 3 е.: ил.

8. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. / Артоболевский И.И. — В 5-ти т. — М.: Машиностроение, 1947-1952.

9. Аршинов В.А. Резание металлов и режущий инструмент: Учебник для машиностроительных техникумов. — изд. 3-е, перераб. и допол. / Аршинов В.А., Алексеев Г.А. — М.: Машиностроение, 1976. — 440 е.: ил.

10. Арье Ф.М. Устройство для токарной обработки: а. с. 466067 СССР : М.Кл. В23В1/00 / Арье Ф.М. №1766192/25-8; заявл. 30.03.72; опубл. 05.04.75, Бюл. № 13. — 3 е.: ил.

11. Базаров Б.М. Модульная технология в машиностроении. / Базаров Б.М. — М.: Машиностроение, 2001. — 368 с.

12. Белов B.C. Основные направления развития технологии обработки и металлорежущего оборудования / Белов B.C., Этин А.О., Басина Н.С. // Станки и инструмент. — 1980. №9. — С. 3-4.

13. Белова Д.А. Применение ЭВМ для анализа и синтеза автоматических систем управления / Д.А. Белова, P.E. Кузин. — М. : Энергия, 1979. — 264 с.

14. Бермант А.Ф. Отображения. Криволинейные координаты. Преобразования. / Бермант А.Ф. — М.: Физматгиз, 1958. — 250 с.

15. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. / Бобров В.Ф. — М.: Машиностроение, 1975. — 344 е.: ил.

16. Богуславский Б.JI. Автоматы и комплексная автоматизация. — М.: Машиностроение, 1964. — 535 с.

17. БолнокинВ.Е. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. Алгоритмы и программы: Справочник / В.Е. Болнокин, П.И. Чинаев. — М.: Радио и связь, 1991. — 256 с.

18. Борисов Е.И. Методы программирования для многооперационных станков с программным управлением. / Борисов Е.И. — М.: Машиностроение, 1980. — 64 с.

19. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. / Бронштейн И.Н., Семенняев К.А. М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1981. 704 е.: ил.

20. Бронштейн Ю.П. Механизмы для воспроизведения сложных профилей. / Бронштейн Ю.П. —М.: Машиностроение, 1978. — 232 с.

21. Бубенников A.B. Начертательная геометрия. — 2 изд., перераб. и доп. / Бубенников A.B., Громов М.Я. — М.: Высшая школа, 1973. — 416 с.

22. В.А. Лещенко. Станки с числовым программным управлением (специализированные) / под ред. В.А. Лещенко. — М.: Машиностроение, 1979. — 592 с.

23. Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков: (Основы ком-понетики). / Врагов Ю.Д. — М. : Машиностроение, 1978. — 208 е., ил.95

24. Врагов Ю.Д. Компоновки обрабатывающих центров. — В кн.: Интенсификация процессов механической обработки путем применения станков с программным управлением и обрабатывающих центров. Вып. 2. / Врагов Ю.Д. — Киев: УкрНИИНТИ, 1972. — с. 3-10.

25. Врагов Ю.Д. Структурный анализ компоновок металлорежущих станков. / Врагов Ю.Д. // Станки и инструмент. — 1972. №8. — С. 3-5.

26. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике / М.Я. Выгодский. —М.: «Наука», 1966. — 424 е.: ил.

27. Гёбель X. Компоновка агрегатных станков и автоматических линий. / Гё-бельХ.—М.: Машгиз, 1959. — 189с.

28. Грановский Г.И. Кинематика резания. / Грановский Г.И. — М.: Машгиз, 1954. —126с.

29. Грановский Г.И. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. / Грановский Г.И., Грановский В.Г. — М.: Высшая школа, 1985. — 304 е.: ил.

30. Грановский Г.И. Фасонные резцы. / Грановский Г.И., Панченко К.П. — М.: Машиностроение, 1975. — 309 е.: ил.

31. Громов М.Я. Начертательная геометрия. / Громов М.Я. — Ч. 2. — М.: ВЗПИ, 1954. —280 с.

32. Громов М.Я. Пространственные кривые линии в ортогональных проекциях. / Громов М.Я. — М.: ВЗПИ, 1956. — 140 с.

33. ГузеевВ.И. режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: Справочник. / ГузеевВ.И., БатуевВ.А., СурковИ.В.; под ред. ГузееваВ.И. — М.: Машиностроение, 2005. — 368 с.

34. Гуревич З.Б. Устройство для обработки сферических поверхностей: а. с. 8Ш85712А1 СССР : М.Кл. В23В5/40 / Гуревич З.Б. №1258683/25-8; заявл. 11.06.68; опубл. 21.06.73, Бюл. № 27. — 2 е.: ил.

35. Дальский A.M. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х. т. — Т. 1 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. Машиностроение-1, 2001. — 912 с.

36. Дальский A.M. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х. т. — Т. 2 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. Машиностроение-1, 2001. — 905 с.

37. Дерябин А.Л., Промежуточный язык процессор-постпроцессор. / Дерябин А.Л., Вульфсон И.А., Ковнацкий Л.М. — М.: ЭНИМС, 1976. — 49 с.

38. Дикушин В.И. Программное управление станками. / отв. ред. В.И. Дикушин— М.: Наука, 1975. — 160 с.

39. Добровольский В.В. Теория механизмов для образования плоских кривых. / Добровольский В.В. М.: АН ССССР, 1953. — 148 с.

40. Дружинский И А. Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. — 3 изд. / Дружинский И.А. — Ленинград: Машгиз, 1956. — 600 с.

41. Дружинский И.А. Сложные поверхности: Математическое описание и технологическое обеспечение: Справочник. / Дружинский И.А. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. — 263 е.: ил.

42. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ: Справочник. / Дьяконов В.П. — М:Наука Гл. ред. физ.-мат. лит. 1987. — 240 с.

43. Евгенев Г.Б. Основы программирования обработки на станках с ЧПУ. / Евгенев Г.Б. — М.: Машиностроение, 1983. — 324 с.

44. Епифанов В.В. Исследование структуры токарных станков с ЧПУ с применением функционально-стоимостного анализа / Епифанов В.В., Ефимов В.В. // СТИН. — 2004. — №8. — С. 13—17.

45. Ермаков Ю.М. Комплексные способы эффективной обработки резанием: Библиотека технолога. / Ермаков Ю. М. — М.: Машиностроение, 2005. — 272 е.: ил.

46. Исаев A.B., Применение режущих пластин с прямолинейной кромкой для обработки криволинейных участков профиля / Исаев A.B., Гречишников В.А. // СТИН. — 2010. —№1. — С. 8—10.

47. Калиновская Л.А., Пути повышения эффективности станков с ЧПУ. / Калиновская Л.А., Сафраган Р.Э. — К.: УкрНИИНТИ, 1977. — 96 с.

48. Каминская В.В., Об автоматизированных расчетах оптимальных размеров деталей и узлов станков. / Каминская В.В., Гильман A.M., Егоров Ю.Б. // Станки и инструмент. — 1975. №3. — С. 2-5.

49. Клепиков С.И. Автоматизация проектирования компоновок металлорежущих станков / Клепиков С.И., Ивахненко А.Г., Картелев Д.В. // СТИН. — 2002. — №7. — С. 3—4. •

50. Коганов И.А. Точность обработки на металлорежущих станках: Учеб. пособие / Коганов И.А., Киселев В.Н., Ямников A.C. — Тул. гос. ун-т. Тула, 1996. —132 е.: ил.

51. Колесников К.С. Технологические основы обеспечения качества машин / К.С. Колесников, Г.Ф. Баландин, A.M. Дальский и др.; Под общ. ред. К.С. Колесникова. — М.: Машиностроение, 1990. — 256 с.

52. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: учеб. Для машиностро-ит. спец. вузов. — 2-е изд., испр. / Колесов И. М. — М.: Высш. Шк., 1999. — 591 е.: ил.

53. Константинов М.Т. Автоматизированное проектирование траектории движения инструмента при обработке «колодцев» на сложных поверхностях /98

54. Константинов М.Т., Гинятуллин Г.Г. // Оборудование с ЧПУ. — 1982. — Вып. 2. — С. 8-9.

55. Котляр Б.И. Способ обработки сферических поверхностей и устройство для его осуществления: а. с. 588063 СССР : М.Кл.2В23В25/40 / Котляр Б.И., Иванов-Перлин И.С. №2148844/25-8; заявл. 24.06.75; опубл. 15.01.78, Бюл. № 2. — 3 е.: ил.

56. Котов И.И. Начертательная геометрия (на принципах программного обучения). / Котов И.И. — М.: Высшая школа, 1970. — 382 с.

57. Лесли В. Использование станков с программным управлением: Справочное пособие / Под ред. В. Лесли. — М.: Машиностроение, 1976. — 422 с.

58. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). / Ли К. — СПб.: Питер, 2004. — 560 е.: ил.

59. Медведев М.Д. Устройство для токарной обработки наружных сферических поверхностей: а. с. SU1094671A1 СССР: МПКВ23В5/40 / Медведев М.Д., На-тапов Л.М. №3562575/25-08; заявл. 11.03.83; опубл. 30.05.84, Бюл. № 20. — 3 е.: ил.

60. Металин A.A. Многооперационные станки. / Металин A.A., Дашевский Т.Б., Княжицкий Н.И. —М.: Машиностроение, 1974. — 320 с.

61. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущих станках. / Невельсон М.С. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. — 184 е.: ил.

62. ОптицГ. Современная техника производства. / ОптицГ. — М.: Машиностроение, 1975. — 270с.

63. Перцов Г.Н., Построение изображений с помощью ЭВМ при конструировании деталей типа тел вращения / Перцов Г.Н., Тертычный И.А. // Стандарты и качество. — 1978. №8. — С. 11-14.

64. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. / Подураев В.Н. — М.: Машиностроение, 1977. — 304 е.: ил.

65. Проников A.C. Расчет и конструирование металлорежущих станков. / Проников A.C. — М.: Высшая школа, 1967. — 431 с.

66. Проников A.C. Точность и надежность станков с числовым программным управлением / под ред. A.C. Проникова. — М.: Машистоение, 1982. — 256 с.

67. ПушВ.Э. Конструирование металлорежущих станков. / ПушВ.Э. — М.: Машиностроение, 1977. — 390 е.: ил.

68. Радзевич С.П. О возможности решения задачи синтеза наивыгоднейшего процесса формообразования заданной поверхности детали / Радзевич С.П // СТИН. — 2010. — №1. — С. 3—4.

69. Радзевич С.П. Формообразование поверхностей деталей: (Основы теории / С.П. Радзевич .— Киев : Растан, 2001 .— 591с. : ил.

70. Радзевич С.П. Формообразование сложных поверхностей на станках с ЧПУ. / Радзевич С.П. —К.: Выща шк., 1991. — 192 е.: ил.100

71. Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем. / Ратмиров В.А. — М.: Машиностроение, 1987. — 272 е.: ил.

72. Решетов Д.Н. Детали и механизмы металлорежущих станков / Под ред. Д.Н. Решетова. — Т. 1. — М.: Машиностроение, 1972. — 663 с.

73. Решетов Д.Н., Точность металлорежущих станков. / Решетов Д.Н., Портман В.Т.— М.: Машиностроение, 1986. — 336 е.: ил.

74. Родин П.Р. Обработка фасонных поверхностей на станках с ЧПУ. / Родин П.Р., Линкин Г.А., Татаренко В.Н. — К.: Техника, 1976. — 298 с.

75. Рубашкин И.Б. Оптимизация обработки при прямом числовом управлении станками. / Рубашкин И.Б. — Ленинград: Машиностроение, 1980. — 280 с.

76. Рыжков Э.В. Оптимизация технологических процессов механической обработки. / Рыжков Э.В., Аверченков В.И. — Киев: Наукова думка, 1989. — 222 с.

77. Савелов A.A. Плоские кривые. / СавеловА.А. — М.: Физматгиз, 1960. — 294 с.

78. СафраганР.Э. Автоматизированная подготовка программ для станков с ЧПУ: (Справочник) / Р.Э. Сафраган, Г.Б. Евгенев, А.Л. Дерябин и др.; Под общ. ред. Р.Э. Сафрагана. — Киев: Техника, 1986. — 191 с.

79. Смелянский В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностного пластического деформирования. / Смелянский В.М. — М.: Машмир, 1992. — 60 с.

80. Советов Б.Я. Моделирование систем: Учеб. для вузов / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. — 3-е изд., перераб. и доп.— М. : Высш. Шк., 2001. — 343 с.

81. Соколов Т.Н. Автоматическое копирование на металлорежущих станках. / Соколов Т.Н. Дружинский И.А. — М.-Л.: Машгиз, 1949. — 212 с.

82. Соколов Т.Н. Автоматическое управление процессами копирования на металлорежущих станках. / Соколов Т.Н. Дружинский И.А. — M.-JL: Машгиз, 1954. —328 с.

83. Сосонкина B.JI. Программное управление станками / Под ред. B.JI. Сосонкина.—М.: Машиностроение, 1981. — 398 с.

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

85. Сулима A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. / Сулима A.M., ШуловВ.А. ЯгодкинЮ.Д. — М.: Машиностроение, 1988. —240 с.

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

87. Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения. / Суслов А.Г., Дальский A.M. — М.: Машиностроение, 2002. — 684 е.: ил.

88. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / Суслов А.Г., Федоров В.П., Горленко O.A. Под общей ред. А.Г. Суслова. — М.: Машиностроение, 2006. -— 448 е.: ил.

89. Федотенок A.A. Кинематическая структура металлорежущих станков. / Фе-дотенок A.A. — М.: Машиностроение, 1970. — 403 с.

90. Фролов К.В. Методы совершенствования машин и современные проблемы машиноведения. / Фролов K.B. — М.: Машиностроение, 1984. — 224 с.

91. Фукс А.И. Синтез параметров универсальных металлорежущих станков. — В кн.: Исследования, расчеты и конструирование тяжелых металлорежущих станков. / Фукс А.И. — М.: НИИМАШ, 1970. — С. 25-26.

92. Хайкевич ЮА. Влияние угла разворота резца на дробление стружки / Хайкевич Ю.А. // СТИН. — 2008. — №11. — С. 20—23.

93. Хомяков B.C. Автоматизированное проектирование компоновок металлообрабатывающих станков / Хомяков B.C., Давыдов И.И. // Станки и инструмент. — 1990. — №5. — С. 4—7.

94. Цубаренко A.C. Методы программирования обработки на токарных станках с ЧПУ / Цубаренко A.C. — М.: Машиностроение, 1977. — 64 с.

95. Чернина Б.Г. Ошибки металлорежущих станков, влияющие на геометрическую точность изделия. — В кн.: Исследования, расчеты и конструирование тяжелых металлорежущих станков. / Чернина Б.Г. — М.: НИИМАШ, 1970. — С. 219-225.

96. Шаталов Д.Д. Влияние ограничений технологической системы на центр поворота при точении сложнопрофильных деталей. / Шадский Г.В., Сальников B.C., Шаталов Д.Д. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6. 4.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 231-237.

97. Шаталов Д.Д. Выбор положения дополнительной системы координат при обработке сложнопрофильных деталей / Панин В.В., Шадский Г.В., Шаталов Д.Д. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 4. 4.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 262-267.

98. Шаталов Д.Д. Имитационное моделирование компоновочных схем металлорежущих станков с применением компьютерных средств. / Шаталов Д.Д. // 1-я магистерская, научно-техническая конференция: Тезисы докладов. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 117.

99. Шаталов Д.Д. Компьютерная система имитационного моделирования компоновочных схем металлорежущих станков. / Шаталов Д.Д. // Лучшие научные работы студентов и аспирантов технологического факультета: Сборник статей.

100. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 314-317.

101. Шаталов Д.Д. Пат. заявка 2009149424 Российская федерация,о

102. Якобсон М.О. Технология станкостроения / Якобсон М.О. — М.: Машиностроение, 1966. — 298 с.