автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности фрезерования композиционных древесных материалов мелкозернистым твёрдосплавным инструментом

003465530

На правах рукописи

Кузнецов Алексей Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕЛКОЗЕРНИСТЫМ ТВЁРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

Специальность: 05.03.01 «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 Е.1АР 2009

Иркутск - 2009

003465530

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Братского государственного университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Янюшкин Александр Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Замащиков Юрий Иванович

кандидат технических наук, доцент, Беломестных Александр Сергеевич

Ведущая организация:

Сибирский федеральный университет (г. Красноярск)

Защита состоится «16» апреля 2009 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.073.02 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомится в научно-технической библиотеке Иркутского государственного технического университета

т./факс 8(3953)325360, е-та1е: predalex@yandex.ru Автореферат разослан «15» марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, профессор

В. М.Сапов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В настоящее время отмечается существенный рост потребительского спроса на изделия, для изготовления которых широко применяются слоистые пластики, стеклотекстолит, ДСтП, ЦСП и др. В состав этих композиционных материалов входят связующие элементы, которые в процессе обработки, выступают в роли абразива. Это является причиной повышенного износа инструментального материала. Поэтому для достижения высокого качества изготовленных из композиционных материалов деталей и обеспечения высокой эффективности процесса обработки, необходимо использовать инструменты, обладающие высокой износостойкостью. Для повышения износостойкости режущего инструмента наиболее перспективными являются упрочняющие технологии, такие как: лазерное упрочнение, электроискровое легирование, ионно-плазменное упрочнение, алмазное выглаживание, обкатка роликами или шариками и др. Использование указанных методов обуславливает применение специального дорогостоящего оборудования и значительных энергетических затрат. А результаты упрочнения не всегда дают ожидаемые результаты. Наряду с вышеперечисленными методами особого внимания требуют способы повышения износостойкости инструмента, основанные на применении износостойких инструментальных материалов. Однако применение подобных материалов также сопряжено с рядом трудностей их применения вследствие недостаточной изученности свойств новых материалов, физико-механические характеристики которых не всегда соответствуют условиям производства. Например, при высокой износостойкости хрупкий материал, особенно при малых углах заострения режущего инструмента, может стать причиной появления дефектов в виде макро- и микротрещин и сколов, образующихся в процессе затачивания и обуславливающих преждевременный износ инструмента.

Поэтому вполне своевременным является изыскание путей, направленных на улучшение эксплуатационных свойств режущих инструментов для механической обработки труднообрабатываемых композиционных материалов, а использование высокоэффективных режущих инструментов в процессах деревообработки - актуальная задача. Работа выполнена при поддержке гранта в рамках проекта 2.1.2/5996 АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы».

Цель работы. Повышение эксплуатационных характеристик дереворежущих инструментов и качества обработанных ими изделий путём применения рациональных режимов резания и использования усовершенствованной технологии затачивания фрезерного инструмента, используемого для обработки композиционных древесных материалов.

Для реализации поставленной цели целесообразно решить следующие задачи:

1. Разработать методику расчета напряжений режущей части инструмента в области режущей кромки для различных схем затачивания.

2. Разработать методику расчетов предельного состояния прочности режущей кромки.

3. Установить предельные нагрузки, при которых разрушается твердый сплав вблизи режущей кромки.

4. Разработать рациональные режимы резания и угловые параметры режущего элемента, обеспечивающие заданные стойкость инструмента и шероховатость обработанной поверхности.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе методов классической теории упругости и методов математического планирования экспериментов.

Экспериментальные исследования производились в лабораториях кафедры «Технология машиностроения» ГОУ ВПО БрГУ по плану многофакторного эксперимента второго порядка и включали исследования стойкости фрезерного инструмента и качества обработанной поверхности в зависимости от режимов резания и геометрии режущей части инструмента, а также силы резания в зависимости от метода затачивания режущих элементов.

Вычисления проводились в среде EXCEL и MathCAD, а программирование в среде Visual Basic.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Разработана методика определения напряжений режущей части инструмента и методика определения критических напряжений вблизи главной режущей кромки при различных схемах затачивания фрезерного инструмента, оснащенного твердосплавным мелкозернистым сплавом, позволяющая определить величину разрушения режущей кромки инструмента;

• Впервые получены математические модели зависимости стойкости мелкозернистого твердосплавного инструмента и шероховатости обработанной поверхности от режимов резания и угла заострения режущих элементов при обработке композиционных древесных материалов;

• Установлены рациональные режимы и условия подготовки режущего инструмента к работе, обеспечивающие высокое качество режущего инструмента и производительность обработки композиционных древесных материалов.

Практическая ценность полученных результатов заключается:

• в разработанных рекомендациях по выбору рациональных режимов и условий затачивания инструментов, оснащенных мелкозернистым твердосплавным инструментальным материалом с малым содержанием связки (кобальта).

• разработке улучшенных сборных конструкций фрез, предназначенных для обработки композиционных древесных материалов имеющих мировой приоритет (Патент РФ № 2257289, № 2325272).

• разработанной оригинальной программе для автоматизированного расчета рациональных режимов резания и выбора геометрических значений инструмента в зависимости от требуемых параметров процесса обработки (стойкости, шероховатости, производительности) .

Достоверность Сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе, и не противоречат известным положениям; базируются на строго доказанных выводах фундаментальных и прикладных наук; согласуются с производственным опытом создания и совершенствования инструмента.

На защиту выносятся:

• методика расчета критических напряжений при затачивании твердосплавного инструмента различными методами;

• результаты экспериментальных исследований стойкости фрезерного твёрдосплав-ного инструмента при резании труднообрабатываемых композиционных материалов (ДСтП);

• результаты экспериментальных исследований качества обработанной поверхности в зависимости от режимов резания и геометрии режущего инструмента;

• программа расчета рациональных режимов резания и геометрии режущего инструмента для заданных значений стойкости инструмента, качества обработанной поверхности и производительности процесса фрезерования.

Апробация работы. Результаты работы апробированы и внедрены на ЗАО "Братский деревообрабатывающий завод", ООО "Сибирская лесная компания", ОАО "СибНИИстройдормаш" им. А.Б. Суховского и Центральном конструкторском бюро "Геофизика", а также представлены на выставках с международным участием "Инновация: экономика, социальная сфера, наука, образование" (Иркутск, 2004 г.), "Сибле-сопользование. Деревообработка" (Иркутск, 2004 г.), "Инновации для экономики и социальная сфера" (Иркутск, 2005 г.), "Сиблесопользование. Деревообработка" (Иркутск, 2005 г.), "Инновации для экономики и социальная сфера" (Иркутск, 2006 г.), "Лес. Деревообработка. Мебель" (Томск, 2006 г.), "Сиблесопользование. Деревообработка" (Иркутск, 2006 г.), "Лес. Деревообработка. Мебель" (Томск, 2007 г.) и "Сиблесопользование. Деревообработка" (Иркутск, 2007 г.).

Работа доложена и одобрена на научно-методическом семинаре кафедры «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «БрГУ» и научном семинаре факультета технологий и компьютеризации машиностроения ИГТУ.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 23 печатные работы, в том числе 5 патентов и одно свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего в себя 180 наименований, 2 приложений, актов производственных испытаний и внедрения. Основной текст содержит -186 е., 62 рисунков, 82 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность темы и представлена общая характеристика диссертации. Сформулированы цель, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе диссертационной работы представлен аналитический обзор литературы и производственного опыта по вопросам стойкости инструмента и качества обработанной поверхности при обработке труднообрабатываемых композиционных древесных материалов (ДСтП, ЦСП и т.д.)

Изучению процессов обработки композиционных материалов и установлению путей повышения качества выпускаемой продукции и производительности дереворежущего инструмента большое внимание уделяли учёные-деревообработчики: Абразу-мов В.В., Амалицкий В.В., Боровиков Е.М., Булгаев А.М., Воскресенский С.А., Грубэ А.Э., Демьяновский К.И., Зотов Г.А., Ивановский Е.Г., Кряжев H.A., Моисеев A.B., Памфилов Е.А., Пижурин A.A., Санев В.И., Киров В.А., Квачадзе Т.Д. и другие, а также машиностроители: Т.Н. Лоладзе, М.Б. Гордон, И.А. Ординарцев, В.Ф. Бобров, В.А. Гречишников, В.И. Грановский, В.Г. Грановский, В.Н. Андреев, В.М. Андреев, В.М. Башков, Л.Г. Дибнер, И.П. Захаренко, Ю.Я. Савченко, Г.М. Ипполитов, В.И. Баранчиков, А.Г. Суслов и др. В результате многочисленных исследований установлено, что одним из перспективных путей решений проблемы повышения стойкости инструмен-

та, является применение новых износостойких инструментальных материалов.

Таким образом, на основании оценочных характеристик процесса резания древесных материалов и износа режущего- инструмента, а также методов повышения износостойкости последнего можно сделать следующие выводы:

• современные конструкции фрез, используемых для труднообрабатываемых композиционных материалов, имеют ряд существенных недостатков, таких как низкая износостойкость инструмента и высокая трудность его изготовления, ограниченное применение твердосплавных инструментов при фрезеровании сложнопрофильных поверхностей;

• тенденции к повышению требований к качеству продукции и повышению эффективности процессов резания обуславливают и повышение качества дереворежущего инструмента;

• недостаточно высокая износостойкость фрез используемых для обработки твердых и абразивноподобных композиционных материалов, обуславливает снижение технико-экономических показателей вследствие сопряжения срока службы инструмента, увеличения частоты его переточки и низкого качества поверхности обработки продукции;

• деревообрабатывающий фрезерный инструмент для обработки неметаллических материалов ЦСП, текстолита, ДСтП, твердолиственных пород древесины работает в условиях статических и динамических нагрузок, повышенных температур, что вызывает повышенный износ режущих элементов инструмента;

• эффективными путями повышения износостойкости твердосплавных инструментов являются рациональный выбор их конструкций, износостойких материалов для изготовления режущих элементов и выбор оптимальных режимов обработки;

• Разработка рациональных условий затачивания и перетачивания твердосплавных деревообрабатывающих инструментов является актуальной и своевременной задачей.

Вторая глава посвящена методам проведения исследований. Даётся описание условий проведения экспериментов, приборов, оборудования, оснастки и материалов для проведения исследований. Представлена методика планирования экспериментов в исследовании стойкости мелкозернистого инструментального материала марки ВКЗМ и шероховатости обработанной поверхности в зависимости от параметров фрезерования.

Для проведения экспериментов по исследованию стойкости режущего инструмента спроектирован и собран экспериментальный стенд на базе универсально-заточного станка модели ЗД642Е. (Рис. 1.).

Рис. 1. Экспериментальный стенд для исследования процесса деревообработки:

1

Рис. 2. Приспособление для крепления обрабатываемого материала

1 - станок ЗД642Е; 2 - отсасывающий агрегат ЗИЛ-900; 3 - приспособление для крепления, обрабатываемого материала; 4 - обрабатываемый материал; 5 - фреза; 6 - система вытяжной вентиляции.

Приспособление для крепления обрабатываемого материала на станке, показано на рис. 2. Оно состоит из двух швеллеров (2), между которыми крепится обрабатываемая заготовка (1). Швеллера закрепляются между двумя уголками (3). В уголках (3) имеются пазы для крепления всего приспособления на столе станка.

Для удаления пыли и стружки из зоны резания использовался индивидуальный отсасывающий агрегат на базе стандартного циклона модели ЗИЛ-900, с незначительной модернизацией. Модернизация заключается в том, что вместо электродвигателя и вентилятора агрегат подключен к системе вытяжной вентиляции 6 (Рис. 1).

Исследования проводились с использованием экспериментальной специально спроектированной и отбалансированной фрезы, представленной на рис.3.

Анализ влияния переменных факторов на стойкостные и качественные показатели процесса фрезерования даёт основание в выборе четырёх основных факторов (частота вращения шпинделя, подача, глубина резания и угол заострения) для изучения процесса фрезерования ДСтП деревообрабатывающим инструментом, оснащённым твёрдым сплавом. Согласно рекомендациям М.С. Ви-нарского, использован композиционный план математического планирования экспериментальных исследований.

Значения частот вращения шпинделя, подачи, глубины резания и угла заострения приняты из реальных производственных условий:

Число оборотов шпинделя П[= 2000 об/мин, п2 = 4000 об/мин и п3 = 6000

об/ мин;

Продольная подача 81= 2 м/мин, 82 = 4 м/мин и Бз = 6 м/мин; Глубина резания ^ = 1 мм, ь = 2мм и = 3 мм. Угол заострения р, - 50 р2 = 55 р3 = 60

При проведении экспериментальных исследований и при определении величины критерия технологической стойкости инструмента, за оценочный параметр каче-

ВиЗА

Рис.3. Фреза для проведения экспериментальных исследований: А — режущая вставка; Б — балансировочная вставка; 1 - режущий элемент; 2 - клин; 3 - болт крепежный

ства обработки древесностружечных плит нами приняты: состояние кромки (наличие или отсутствие мшистости и ворсистости) и качество фрезерованной поверхности (шероховатость и наличие или отсутствие прижогов).

Было установлено, что при величине износа превышающей режущего инструмента 0,3 мм фрезерованная поверхность и кромка плиты не отвечали требованиям обработки: появлялись вырывы, прижоги на фрезерованной поверхности, а на кромке плиты образовывалась ворсистость и мшистость (Рис. 4). Исходя из этого, величина фаски износа по задней поверхности h3 = 0,3 мм принята в качестве критерия технологической стойкости инструмента при проведении экспериментальных исследований.

В качестве исследуемого инструментального материала, на основе проведенных экспериментальных исследований стойкости различных твёрдосплавных инструментальных материалов при обработке ДСтП марки П - 1, где в качестве исследуемых инструментальных материалов использовались твёрдые сплавы марок Т5К10, Т15К6, Т30К4, ВК15, ВК8, и ВКЗМ, выбран твердый сплав марки ВКЗМ, т.к. его стойкость в 4 -5 раз выше стойкости остальных исследуемых материалов (Рис. 5.).

Рис. 4. Общий вид кромки ДСтП после фрезерования

Т, мин

2000

1500 1000 J 500 0

2092

228 HL

-зее-

„3_82_

407

467

Т5К10 Т15К6 Т30К4

ВК15

ВК8

ВКЗМ

Рис. 5. Период стойкости инструмента, оснащенного твердыми сплавами при обработке ДСтП

В данной главе описана методика расчёта напряжённо-деформированного состояния инструментального материала в окрестностях вершины плоского клина режущего инструмента.

Для этого, решена обобщенная задача, расчётная схема которой представлена на рисунке 6. Имеется бесконечно протяжённый плоский клин с вершиной в точке О и углом заострения /?. На вершине клина действует сосредоточенная сила Р. Нагрузка Р погонная, равномерно распределена по ширине клина. Данная схема характеризует распределение сил, действующих на режущий элемент при затачивании и перетачивании поверхностей инструмента.

Рис. 6. Расчётная схема клина режущей части инструмента

д

Рис. 7. Схема распределения нагрузки

ь

где И - сосредоточенная равнодействующая сила;

Ь - ширина режущего элемента. На переднюю поверхность режущего элемента действует также распределённая нагрузка <7, изменяющаяся по линейному закону (от до 42).

Считается, что все технологические усилия направлены перпендикулярно к передней поверхности режущего элемента вдоль оси ОХ.

Рассматриваемая задача в зависимости от условий затачивания распадается на несколько независимых задач, некоторые из которых удобно решать в декартовой системе координат ХОУ, а другие в полярных (р,0).

Для её решения, воспользовавшись принципом суперпозиции. Рассмотрим действие некоторых видов нагрузок на напряжённое состояние острия режущего элемента.

Первая задача представлена на схеме рисунка 7. В этом случае можно предположить, что напряжение не зависит от р, а является функцией угла б. В этом случае, функция напряжений должна содержать множитель р2 , т.е. иметь вид:

<р(р,в)= Р1 /Ск-

рещение данного уравнения имеет вид:

(sin В Л cos В . „„ sin В „„

<т =-а-\ —-+1 \+а--—-sin20 = a--— • cos20+

r 4 \2-к ) 1 2-к 4 2-к

COS/? -

+<7—

Рис. 8. Схема распределения нагрузки

О)

Г sin/? ,

2-к к

COS /? sin/? COS Р

q-

2-к 2 к к где к = р ■ cos р - sin /?.

Во второй задаче действующая нагрузка на режущий элемент, изменяющаяся по линейному закону показана на рисунке 8. Данную задачу целесообразно решается в декартовых координатах XOY.

Решение задачи имеет вид (2):

стг =2-Л, ■ р-са%0л-2- А1 -р-ъгпв-б- А, рсоБЗв + бД, р-БтЗО;

=6-Д р-соьв + б А} ■ пв + 6-А3 ■ р-сояв + б- Д, зт30; ггв =2-Д ■ р-Бт0-2-А2 - р-соБб + б- Л3 ■ р 5т30-6-Д, - р-соБЗв.

4 =

где:

6-.Р-(1-3-5т/?-зц13/?-соз/3-со53/2): 5

Л 6-Р-(-3-со5^тЗ/7+5т.у/?-созЗ/?): 2~ В

В

2-Р-(3-со$/?-5тЗ/?-5т/7-со53/?)-_

£ = 24 • (3 - 5 ■ япэт 3;3 - 3 ■ соэ/? • соя 3/?).

Для практики важное значение имеет решение задачи, представляющей сосредоточенную нагрузку на острие клина (Рис. 9).

Пусть р = 2а . Разложим силу Р на две составляющие: Р1 - направленную вдоль оси симметрии режущего элемента и Р2 — действующую перпендикулярно оси симметрии. Тогда:

Р. = Р-БШ — ; Р, =Р-СОБ —■ ' 2 1 2 Воспользуемся полярной системой координат (р, 9).

Рассматриваемую задачу решаем обратным методом. Согласно рекомендациям

Теребушко О.И., примем функцию напряжения в виде:

<р = р-в-(А-ьтв + со$в)

Эта функция тождественно удовлетворяет бигармоническому уравнению (4):

Рис. 9. Расчетная схема для решения задачи

д2 1 а 1 а2 др2 р др + р1' дв2

дг(р

др1 р др р2 'дв2

д2<р 1 дер 1 • +---— + -

= 0.

Уравнения напряжения, вычисленные по формулам примут вид (5): 1 дер 1 д2<р

и

Частное решенне имеет вид:

гтг =— (A-cos8-Bsm&); Р

<гв=

Уравнения (6) удовлетворяют граничным условиям: При в = ±а

а0 =т0= 0.

Для определения постоянных интегрирования А и В воспользуемся условиями равновесия части клина, ограниченного цилиндрической поверхностью, радиуса р.

Из уравнений напряжения (4) видно, что в сечении будут действовать только

радиальные составляющие напряжения а'. Проецируя силы, действующие на элемент клина ограниченного радиусом р, на направления сил Р1 и Р2, получим:

е

Pt + Jcr, • cos 0-р-50 = 0; Р2 + jay ■ sin в-рдв = 0;

Откуда:

А = -

2|| + ^sin р

2¡f-Isi„^

Учитывая, что р = 2а и принимая во внимание разложение силы Р, окончательно получим:

2 Р ( sin a-cos в cosa-sind

р Д + sin/? P-sinfi

= 0;

(7)

Анализ системы (7) показывает, что максимальные растягивающие напряжения опасные для хрупких материалов возникают на передней поверхности режущего элемента при 8 = - а. В этом случае при соблюдении условия прочности материала режущего элемента аг < <?е величину сколов на режущей кромке в процессе затачивания можно определить по уравнению:

/*^шах / г* о ^ 2 *

(/?2-31П2/?)-<Тв

На основе разработанной методики в этой главе рассмотрен пример конкретного расчёта. Показано решение задачи определения напряженно-деформированного состояния вблизи режущей кромки, на вершину которой действует сосредоточенная нагрузка, а передняя и задняя поверхности затачиваемого инструмента находятся без нагрузки. Требовалось исследовать зависимость напряжения

от силы резания, угла заострения, и определить максимальную величину сколов на режущей кромке затачиваемого инструмента.

В расчётах использован режущий инструмент, оснащённый твердым сплавом марки ВКЗМ. Угол заострения р изменялся от 50° до 60° (предельные значения угла заострения при обработке труднообрабатываемых композиционных материалов). Силы резания при исследованиях изменяются от 30 до 200 Н, экспериментально определены в зависимости от метода затачивания (30 Н установлена при использовании комбинированного электроалмазного шлифования, а 200 Н при затачивании

твердосплавного инструмента алмазным шлифованием без СОЖ). Для решения данной задачи использовалась расчетная схема (Рис. 9).

Решение задачи начинается с определения критического сечения, т.е. с определения сечения, в котором действуют максимальные радиальные напряжения. Для этого необходимо определить величину напряжения в граничных сечениях (при 0 = -а,8 = Ои0 = + а). Значения усилия Р, угла заострения р и расстояния до режущей кромки р не влияют на результат и принимаются Р = 1,/? = 90ир=1.

Строим эпюру радиальных напряжений (Рис 10.). Из эпюры радиальных напряжений видно, что максимальное растягивающее напряжение распределяется по передней поверхности затачиваемого инструмента ОЛ и является опасным сечением. В этом случае критический угол 0 = - а и равен половине угла заострения режущего элемента.

Следующим шагом в исследовании напряжений при затачивании твердосплавного инструмента марки ВКЗМ, является определение влияния угла заострения р затачиваемого инструмента на радиальные напряжения в клине при различных силах резания.

В расчетах принят угол заострения р = 50 ... 60°, расстояние до режущей кромки р = 5 мкм.

Рис. 10. Эпюра радиальных напряжений затачиваемого инструмента

ст, ГПа

1.4

1.0

0.6

0.2

' Р4

Р'з а

-----

50 52 54 56

58

— о„

Рис. 10. График зависимости радиальных напряжений от угла заострения р

Силы резания экспериментально определены для различных методов затачивания:

?! = 30' Н - комбинированный элекгро-алмазный метод;

Р2 = 55 Н — метод электрохимического

затачивания;

Р3 = 80 Н -Р4 = 200 Н

алмазное затачивание с одновременной правкой круга; - алмазное затачивание без СОЖ.

На рис. 10,11 0102,03 и <т4 значения радиальных напряжений при силах Рь Р2, Из и Р4 соответственно. Горизонтальной линией обозначается предел прочности

тт

твёрдого сплава марки ВКЗМ сг =1 1-109-•

М1

Исследование влияния угла заострения затачиваемого инструмента на радиальные напряжения вблизи режущей кромки показали, что при формировании инструмента с углом заострения р = 50 ... 60° и величиной сколов на режущей кромке в пределах = 5 мкм, допустимы для инструмента обрабатывающего труднообрабатываемые композиционные материалы. При использовании метода алмазного затачивания без СОЖ радиальные напряжения превышают критические напряжения для ВКЗМ и приводят к разрушению твердосплавного материала.

На Рис. 11. показан график напряжений на передней поверхности инструмента в зависимости от величины расстоянии до главной режущей кромки. Пересечение графиков, построенных в зависимости от методов затачивания с критическим значением разрушения (ав) твердого сплава марки ВКЗМ (горизонтальная линия) свидетельствует, что при алмазном затачивание без СОЖ следует ожидать разрушение режущей кромки величиной более 8...10 мкм.

Следовательно, метод алмазного затачивания без СОЖ не может быть использован для подготовки к работе инструмента марки ВКЗМ с углом заострения р = 50 ...60°.

При рекомендованном нами комбинированном электроалмазном затачивании разрушение режущей кромки менее 2 мкм.

В третьей главе излагаются результаты экспериментальных исследований стойкости мелкозернистого инструментального материала марки ВКЗМ при обработке труднообрабатываемого композиционного материала ДСтП марки П - 1, в зависимости от параметров фрезерования частоты вращения, подачи, глубины резания и угла заострения режущей кромки.

В результате реализации матрицы планирования, получена зависимость (8) стойкости инструмента от параметров фрезерования:

Т(я, Я, I, /?) = 3247,429+0,115665- л+176,44 5'-278>128?-97,3501-/?+ + 0,002906-«-.У+ 0,015938-л-/-0,0039-я-/3+11,4375-5-/-2,725 .У-/?- (8)

-1,75-/7-8,175-10~6 - л2 -11,2375-+23,3-Г2 +1,552-/Зг.

Обработка экспериментальных данных позволила получить зависимости влияния режимов резания и геометрии режущего элемента на стойкость инструмента (Рис. 12). '

- <*3>- а4-

Рис. 11. График напряжений в зависимости от расстояния до кромки клина

Т, мин ~

1900

1300

поо

Т, мин 1900

1300

10 20 30 40 SO V, м/с ♦ S = 4 м/мин * S = 6 м/мин • S = 8 м/мин

t = 2мм, р = 55°

V = 33 м/сек, ß = 55

Т, мин 1900 -1700 -1500 -1300 -1100 -

Т, мин 1900 1700 1500 1300 1100

0,5 1 1,5 2 2,5 3 • ß,° - 50 ° ■ ß,° = 55 ° » р,° = 60 °

V = 33 м/сек, S = 6 м/мин

t, мм

48

50 52 • V = 17 м/с

54 56 V = 33 м/с

58 60 V =50 м/с

S = 6 м/мин, t = 2мм

Рис. 12. Графики зависимости технологической стойкости дереворежущего инструмента, оснащённого твёрдым сплавом марки ВКЗМ от режимов фрезерования и угла заострения режущей кромки при обработке ДСтП марки П-1

Исследование влияния переменных факторов на технологическую стойкость фрезерного дереворежущего инструмента показали, что наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания. Максимальная стойкость инструмента наблюдалась при следующих значениях переменных факторов: при числе оборотов п = 2000 об/мин, продольная подача S = 4 м/мин, глубина резания t = 1 мм, угол заострения режущего элемента ß = 60°. Период стойкости фрезерного дереворежущего инструмента оснащённого твёрдым сплавом марки ВКЗМ при обработке ДСтП марки П-1 составил Т = 2437 мин. Минимальное значение стойкости наблюдалось при значениях переменных факторов: частота вращения шпинделя п = 6000 об/мин, продольная подача S = 8 м/мин, глубина резания t = 3 мм, угол заострения режущего элемента ß = 50°. Период стойкости в этом случае составил Т = 905 мин.

В четвёртой главе представлены результаты экспериментальных исследований шероховатости обработанной поверхности фрезерным инструментом, оснащённым инструментальным материалом марки ВКЗМ при обработке труднообрабатываемого композиционного материала ДСтП марки П - 1, в зависимости от параметров фрезерования (скорости резания, подачи, глубины резания, угла заострения режущей кромки).

В результате реализации матрицы планирования, получена зависимость (9) стойкости инструмента от параметров фрезерования:

Лшах(и, S, t,ß) = -32,913-0,01299- л + 8,3842-S419,7777-i + 4,3185/? + + 0,000219-/j-5 + 0,000125-«-i-l,3-w^ + l,625-5-i-0,3125-5-^- ^

- 0,55 ■ t • ß+ 6,125 • 10"7 ■ п2 + 0,675 ■ S2 +1,2 • t2 + 0,008- ß1.

Обработка экспериментальных данных позволила получить следующие зависимости. Зависимость влияния режимов фрезерования и угла заострения режущей кромки на шероховатость обработанной поверхности представлена на рисунке 13.

10 20 ♦ 8 = 8 м/мин

30 40 50 V. м/с = 6 м/мин * Б = 4 м/мин

7 8, м/мин М = 3 мм

I = 2мм, р = 55°

V = 33 м/сек, р = 55°

Птах, мкм 70 60 50 40 30

0,5

1

1,5 2 2,5 ► = 50 ° ■ р,° = 55 ° » р,° = 60 °

V = 33 м/сек, Б = 6 м/мин

54 56 1 V = 33 м/с

60 50 м/с

8 = 6 м/мин, I = 2мм

Рис. 13. Графики зависимости шероховатости обработанной поверхности от режимов фрезерования и угла заострения режущей кромки при обработке ДСтП

марки П-1

Исследование зависимостей переменных факторов на шероховатость обработанной поверхности показали, что наибольшее влияние на качество оказывает скорость резания. Лучшее качество обработанной поверхности наблюдалось при следующих значениях переменных факторов: скорость резания при п = 6000 об/мин, продольная подача Б = 4 м/мин, глубина резания I = 1 мм, угол заострения режущего элемента Р = 50°. При данных режимах резания шероховатость обработанной поверхности составила Кп, П)ах = 31 мкм. Максимальное значение шероховатости наблюдались при: скорости резания (п = 2000 об/мин), продольной подачи 8 = 8 м/мин, глубине резания ( = 3 мм и угле заострения режущего элемента р = 60°. Шероховатость в этом случае составила 104 мкм.

В пятой главе описана разработанная программа, предназначенная для расчёта рациональных параметров процесса резания (скорость резания, подача, глубина резания и угол заострения режущей кромки), обеспечивающих заданное значение периода стойкости, шероховатости обработанной поверхности и производительности процесса фрезерования. Общий вид программы представлен на рис. 14.

Для расчета режимов резания и геометрии режущего элемента необходимо задать требуемое значение для периода стойкости, шероховатости обработанной поверхности, производительности процесса фрезерования и нажать кнопку

«РАСЧЕТ». Программа рассчитает рациональные значения скорости резания, глубины резания, подачу и угол заострения для заданных значений. При необходимости можно задать интервалы варьирования выходных данных.

Также сравнительные экспериментальные исследования показали, что разработанный на кафедре «Технология машиностроения» метод комбинированного электроалмазного затачивания с одновременной, непрерывной правкой круга, на который получен ряд патентов с участием автора, позволяет получить качественный дереворежущий инструмент. Исследования показали, что величина сколов на режущей кромке при использовании данного метода составляет менее 2...5 мкм (Рис. 15 а.). Данная величина соизмерима с размером зерен карбидов твердосплавного материала. Для сравнения, при затачивании деревообрабатывающего инструмента с малыми углами заострения алмазными кругами на органической и керамической связках величина сколов режущей кромки в практических условиях доходит до 25...30 мкм (Рис. 15 б.)

рис. 14. Диалоговое окно программы для расчета режимов резания и геометрии режущего элемента

а) б)

Рис. 15. Состояние режущей кромки твердосплавного инструмента после затачивания различными методами

Вышесказанное позволяет сделать вывод, что метод комбинированного электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной правкой круга позволяет получить более качественный инструмент в сравнении с инструментом, полученным традиционными методами алмазного затачивания, который повышает стойкость режущего инструмента и качество обработанной поверхности. Следует отметить, что формирование качественного инструмента при помощи комбинированного электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной правкой круга, возможно при соблюдении рекомендованных режимов затачивания (Табл. 1).

Таблица 1

Рекомендуемые режимы затачивания твердых сплавов комбинированным методом электроалмазного шлифования с одновременной непрерывной правкой

поверхности круга

Режим ^пр» А/см2 1тр> А/см2 V, м/с 8' м/мин мм/дв.ход

ВК8 0,2...0,3 20 35 1,5...2,0 0,03-0,04

ВКЗМ 0,15...0,25 15 35 1.5 0,02...0,03

В диссертации также представлено обоснование по рекомендациям и выбору алмазных кругов, зернистости, связок и условий затачивания.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Широко применяемый инструмент для обработки труднообрабатываемых композиционных материалов не соответствует требованиям, предъявляемым современной промышленностью, а существующие методы повышения эксплутационных свойств инструмента малоэффективны.

2. Разработана методика расчёта напряженно-деформированного в области режущей кромки, применительно к формообразованию режущего инструмента для различных схем затачивания.

3.На основании теоретических расчетов критических напряжений вблизи режущей кромки, при подготовке к работе твёрдосплавного фрезерного инструмента для обработки труднообрабатываемых композиционных материалов с различными схемами нагрузки установлено, что комбинированный электроалмазный метод обработки обладает преимуществами в сравнении с другими технологиями подготовки инструмента к работе (Патенты РФ: № 2239525, № 42193, № 2268118).

4. В результате экспериментальных исследований периода стойкости фрезерного дереворежущего инструмента, оснащённого твердосплавным материалом марки ВКЗМ при обработке древесностружечной плиты марки П - 1 построены зависимости периода стойкости от переменных факторов. Получена математическая модель вида Т (п, 8, I, Р). Показано, что при фрезеровании ДСтП инструментальным материалом марки ВКЗМ максимальный период стойкости наблюдается при следующих условиях: скорость резания при п = 2000 об/мин; продольная подача Б = 4 м/мин; глубина резания I = 1 мм; угол заострения режущего элемента р = 60° и составляет Т = 2437 мин.

5.На основании результатов исследования качества обработанной поверхности получена математическая модель описания шероховатости поверхности обработки от наиболее значимых параметров режимов резания. Установлено, что при фрезеровании ДСтП наилучшее качество обработанной поверхности наблюдается на скорости резания соответствующей п = 6000 об/мин; продольной подаче Б = 4 м/мин; глубине резания 1=1 мм; углу заострения режущего элемента Р = 50°. Шероховатость составляет

Кттах=31 МКМ.

6.На основе полученных моделей спроектирована программа для автоматического расчета значений режимов резания (скорости резания, скорости продольной подачи, глубины резания) и геометрии режущего инструмента, обеспечивающих заданное значение стойкости режущего инструмента, шероховатости обработанной поверхности и производительности процесса фрезерования.

7.Разработаны рекомендации по выбору рациональных режимов затачивания мелкозернистого твердосплавного инструмента с малым углом заострения режущей кромки комбинированным электроалмазным методом шлифования с одновременной непрерывной правкой поверхности круга( Свидетельство № 2004612489). Представлены рекомендации по выбору алмазного инструмента для затачивания твердосплавного инструмента предлагаемым методом.

8.Результаты исследования и разработанная программа по выбору рациональных параметров режимов резания и инструмента представляют как научный, так и практический интерес для производителей и проектировщиков дереворежущего инструмента, а также для эксплуатационников деревообрабатывающих предприятий.

9.Акты производственных испытаний фрез, оснащенных мелкозернистым твердым сплавом ВКЗМ, свидетельствуют о повышении стойкости в 1,8...4,2 раза в сравнении с ВК15, ВК8, а также существенном улучшении качества обработанной поверхности, снижении расходов на подготовку инструмента, предназначенного для обработки композиционных древесных материалов на 25...30 %. Подтвержден экономический эффект в сумме 64 тыс. рублей на одной технологической операции.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Кузнецов A.M. Износостойкость твердосплавного инструмента при обработке ДСТП /Янюшкин A.C. Кузнецов A.M./- Научный журнал. Технология машиностроения. М.: Издательский центр «Технология машиностроения», 2008. - № 11. -с. 29 -31.

Публикации в других изданиях

2. Кузнецов A.M. Рационализация процессов фрезерования труднообрабатываемых композиционных материалов твердосплавным инструментом /Кузнецов A.M., Янюшкин A.C., Лобанов Д.В. и др./ Механики - XXI веку. VII Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2008.-с. 196-200.

3. Кузнецов A.M. Определение рациональных режимов обработки и геометрии инструмента при фрезеровании композиционных материалов /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M., Мажитов С.Х./ Механики - XXI веку. VII Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2008. - с. 203 - 205.

4. Кузнецов A.M. Исследование износостойкости дереворежущего инструмента, оснащённого твердым сплавом марки ВКЗМ при обработке ДСТП /Янюшкин A.C., Кузнецов A.M., Ковалевский С.В./ Труды Братского государственного университета: серия Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири- Том 2. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2008.-с. 174-179.

5. Кузнецов A.M. Пути совершенствования комбинированного электроалмазного шлифования /Галуцкий H.A., Кузнецов A.M., Северухина Н.С./ Наука. Технологии. Инновации // Материалы научной конференции молодых учёных в 7-ми частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. Часть 3 - с. 11 - 13.

6. Кузнецов A.M. Повышение производительности и улучшение качества выпускаемой продукции путем совершенствования фрезерного инструмента для деревообработки /Лобанов Д.В., Кузнецов A.M.,. Лосев Е.Д./ Будущее Братска: Тезисы докладов молодежной

научно-практической конференции. - Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», 2003. - с. 53 - 54.

7. Кузнецов A.M. Совершенствование конструкций фрезерного деревообрабатывающего инструмента /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов. Выпуск 2. - Брянск, 2003. - с. 102 -105.

8. Кузнецов A.M. Перспективные инструментальные материалы для деревообрабатывающего инструмента /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов. Выпуск 2. - Брянск, 2003. — с. 105-107.

9. Кузнецов A.M. Особенности традиционных методов затачивания твердосплавного инструмента и пути их совершенствования /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Естественные и инженерные науки - развитию регионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: БрГТУ, 2004. - с. 108-109.

10. Кузнецов A.M. Конструктивные решения при создании сложнопрофильного инструмента /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Механики - XXI веку. III межрегиональная с международным участием научно-техническая конференция: Сборник докладов,- Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», 2004. - с. 123 - 127.

11. Кузнецов А.М. Недостатки традиционных методов затачивания твердосплавного инструмента и пути их совершенствования /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Труды Братского государственного технического университета. - Том 2. - Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», 2004. - с. 95 - 98.

12. Кузнецов A.M. Исследование качественных показателей поверхностей твердосплавного дереворежущего инструмента, заточенного различными методами электроалмазной обработки /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Естественные и инженерные науки - развитию регионов: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. - с. 41.

13. Кузнецов A.M. Качественные показатели поверхностей и состояние режущей кромки твердосплавного дереворежущего инструмента, заточенного различными методами затачивания /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ Труды Братского государственного технического университета. - Том 2. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. - с. 153 - 156.

14. Кузнецов A.M. Методы определения радиуса при вершине лезвия дереворежущего инструмента /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M., Сталидзан М.В./ Естественные и инженерные науки - развитию регионов: Материалы Межрегиональной научно-технической конференции. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. - с. 149-150.

15. Кузнецов A.M. Анализ методов определения радиуса округления режущей кром-ки./Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M., Сталидзан М.В./ - Труды Братского государственного университета: серия Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири- Том 2. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2006. - с. 256 - 260.

16. Кузнецов A.M. Исследование обработанной поверхности и износостойкости твердосплавного дереворежущего инструмента при обработке ДСТП /Янюшкин A.C., Кузнецов A.M., Лобанов Д.В./ Труды Братского государственного университета. Юбилейный выпуск к 50 - летаю высшего образования в г. Братске. - Братск: ГОУ ВПО "БрГУ", 2007. -с. 46-52.

17. Кузнецов A.M. Повышение качества режущих инструментов при использовании шлифовальных кругов на металлической связке /Янюшкин A.C., Лосев Е.Д., Кузнецов A.M., Якимов С.А./ Труды Братского государственного университета. Юбилейный выпуск к 50 - летаю высшего образования в г. Братске. - Братск: ГОУ ВПО "БрГУ, 2007. - с.94-100.

Свидетельства и патенты РФ

18. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Определение оптимальной конструкции инструмента (Optim tool v.1.0) /Янюшкин A.C., Сопин К.В., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ № 2004612489 заяв. 14.09. 2004 зарег. И. 11.2004.

19. Патент RU 2239525 / МПК CI В23 Н5/00, В24 В53/00. Устройство для комбинированной электроалмазной обработки с непрерывной правкой круга /Янюшкин A.C., Ереско С.П., Сурьев A.A., Лобанов Д.В., Кузнецов А.М./ № 2003105413 заяв. 25.02.2004 опубл. 10.11.2004.

20. Патент РФ 42193 на полезную модель. Устройство для электроабразивной обработки с одновременной правкой круга /Янюшкин A.C., Ереско С.П., Сурьев A.A., Ереско B.C., Кузнецов А.М./ Рег.№2004122212, заяв. 21.07.2004.- опубл. 27.11.2004,- Бюл. №33.

21. Патент РФ 2257289. Сборная фреза для деревообработки /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M./ № 2004109804/02, заяв. 30.03.2004.- опубл.27.07.2005.-Бюл. № 21.

22. Патент РФ 2268118. Способ электроабразивной обработки токопроводя-щим кругом с его одновременной правкой /Янюшкин A.C., Ереско С.П., Сурьев A.A., Ереско B.C., Кузнецов A.M./ № 2004118239/02, заяв. 15.06.2004.- опубл. 20.01.2006.-Бюл. №02.

23. Патент РФ 2325272. Сборная фреза для деревообработки /Янюшкин A.C., Лобанов Д.В., Сурьев A.A., Кузнецов А.М., Сталидзан М.В./ №2325272 заявл. 04.07.2006. - опубл. 27.05.2008. - Бюл. № 15.

Кузнецов Алексей Михайлович

Повышение эффективности фрезерования композиционных древесных материалов мелкозернистым твердосплавным инструментом

Подписано к печати 12.03.2009 г. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Тираж 100 экз. Заказ 53

Отпечатано в издательстве

Братского государственного университета 665709, Братск, ул. Макаренко, 40.

Введение.

1. Анализ состояния проблемы. Цель и задачи исследования

1.1. Конструкции инструмента и инструментальные материалы, применяемые для обработки труднообрабатываемых композиционных материалов

1.2. Требования, предъявляемые к фрезерному инструменту для обработки труднообрабатываемых материалов.-.

1.3. Причины изнашивания фрезерного твердосплавного инструмента

1.4. Процесс износа твердосплавного инструмента при фрезеровании кромок ДСтП.

1.5. Методы повышения износостойкости инструментальных материалов

1.6. Возможности совершенствования конструкции дереворежущего инструмента.

Выводы по первой главе.

2. Методики проведения исследований.

2.1. Приборы, оборудование, оснастка, материалы для проведения исследований

2.2. Методы определения износа режущего инструмента.

2.3. Факторы, влияющие на процесс фрезерования.

3.3.1. Выбор постоянных факторов.

3.3.2. Выбор переменных факторов.

2.4. Определение необходимого количества измерений.

2.5. Определение шероховатости поверхности при фрезеровании ДСтП.

2.6. Определение критерия затупления.

2.7. Выбор метода математического планирования и построение матрицы планирования.

2.8 Расчёт напряженного состояния материала резца вблизи режущей кромки при затачивании.

2.8.1 Математическая постановка задачи о напряженно-деформированном состоянии материала режущего элемента вблизи режущей кромки.

2.8.1.1. Основные допущения.

2.8.1.2. Формализация задачи, выбор координатной системы.

2.8.1.3. Уравнение равновесия и краевые условия в декартовой системе координат.

2.8.1.4. Уравнение равновесия и краевые условия в полярной системе координат.

2.8.2. Решение классической задачи о нагруженном состоянии материала резца в окрестностях острой режущей кромки.

2.8.2.1. Сосредоточенная нагрузка на острие клина.

2.8.2.2. Действие на режущий элемент распределенной нагрузки постоянной интенсивности.

2.8.2.3. Действующая нагрузка на режущий элемент, изменяющаяся по линейному закону.

2.8.3. Результаты расчёта напряжённо-деформированного состояния режущей кромки при заточке инструмента.

Выводы по второй главе.

3. Исследование стойкости инструментального материала.

3.1 Влияние режимов резания и геометрии режущего элемента на стойкость дереворежущего инструмента, оснащенного твёрдым сплавом марки ВКЗМ.

3.1.1. Результаты исследования зоны оптимума.

3.1.2. Результаты исследований по плану второго порядка.

3.1.3. Расчёт коэффициентов регрессии и построение квадратичной модели.

3.1.4. Проверка адекватности полученной модели.

3.2. Влияние переменных факторов на стойкость дереворежущего инструмента, оснащённого твердым сплавом марки ВКЗМ при обработке ДСтП.

3.2.1. Анализ стойкости дереворежущего инструмента в зависимости от скорости резания.

3.2.2. Анализ стойкости дереворежущего инструмента в зависимости от продольной подачи.

3.2.3. Анализ стойкости дереворежущего инструмента в зависимости от глубины резания.

3.2.4. Анализ стойкости дереворежущего инструмента в зависимости от угла заострения режущего элемента.

Выводы по третьей главе.

4. Исследования шероховатости обработанной поверхности.

4.1. Влияние режимов резания и геометрии режущего инструмента на качество обработанной поверхности ДСтП марки П-1.

4.1.1. Результаты исследования зоны оптимума.

4.1.2. Результаты исследований по плану второго порядка.

4.1.3. Расчёт коэффициентов регрессии и построение квадратичной модели.

4.1.4. Проверка адекватности полученной модели.

4.2. Влияние переменных факторов на шероховатость обработанной поверхности.

4.2.1. Влияние скорости резания на шероховатость обработанной поверхности.

4.2.2. Влияние продольной подачи на шероховатость обработанной поверхности.

4.2.3. Влияния глубины резания на шероховатость обработанной поверхности.

4.2.4. Влияние угла заострения режущего элемента на шероховатость обработанной поверхности.

Выводы по четвёртой главе.

5. Разработка программы и рационализация процесса фрезерования труднообрабатываемых композиционных материалов твёрдо-сплавным инструментом. Рекомендации.

5.1. Программа для расчёта рациональных значений режимов резания и угла заострения режущего элемента.

5.1.1. Общий вид и назначение программы.

5.1.2. Настройка программы.

5.1.3. Ввод данных и результаты расчета программы.

5.2. Алгоритм расчета режимов резания и угла заострения режущего элемента.

5.3 Рекомендации по затачиванию мелкозернистого твердосплавного инструмента для обработки композиционных материалов.

Выводы по пятой главе.

На сегодняшний день отмечается существенный рост потребительского спроса на изделия для изготовления, которых широко применяются слоистые пластики, стеклотекстолит, ДСтИ, ЦСП, твердолиственные породы древесины и др. Эти материалы отличаются трудной обрабатываемостью, поэтому для достижения требуемого качества изготовленных из них деталей и высокой производительности процесса обработки, необходимо использовать инструменты, обладающие высокой стойкостью. Однако износостойкость современного деревообрабатывающего инструментов не всегда соответствует требованиям производства. Учитывая большое разнообразие конструкций инструментов на любом предприятии, наиболее рациональным является обеспечение их экономически целесообразной износостойкости и качества изготавливаемых изделий.

Решению вопросов качества обработанной поверхности и производительности процесса резания посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных авторов в различных направлениях. Изучению процессов обработки композиционных материалов и нахождению путей повышения качества выпускаемой продукции и производительности дереворежущего инструмента большое внимание уделено как учёными деревообработчикамп: Аб-разумов В.В., Амалицкий В.В., Боровиков Е.М., БулгаевА.М., Воскресенский С.А., Грубэ А.Э., Демьяновский К.И., Зотов Г.А., Ивановский Е.Г., Кряжев Н.А., Моисеев А.В., Памфилов Е.А., Пижурин А.А., Санев В.И., Киров В.А., Квачадзе Т.Д. и другие, так и машиностроителями: Т.Н. Лоладзе, М.Б. Гордон, И.А. Ординарцев, В.Ф. Бобров, В.А. Гречишников, В.И. Грановский, В.Г. Грановский, В.Н. Андреев, В.М. Андреев, В.М. Башков, Л.Г. Дибпер, И.П. Захаренко, Ю.Я. Савченко, Г.М. Ипполитов, В.И. Баранчиков, А.Г. Суслов и др. Однако и по сей день эта проблема не решена в полной мере и не теряет своей актуальности.

Одним из путей решения недостаточной износостойкости инструмента при обработке труднообрабатываемых композиционных материалов (слоистые пластики, стеклотекстолит, ДСтП, ЦСП), является применение новых инструментальных материалов, таких как безвольфрамовые твердые сплавы, металлокерамика и сверхтвердые материалы (КНБ, Алмаз) [1,6, 165]. Однако, использование таких инструментальных материалов затруднительно из-за их физико-механических свойств и малых углов заострения, необходимых для получения высокого качества обработанной поверхности.

Другим эффективным путем повышения износостойкости инструментов является упрочнение традиционных инструментальных материалов путём нанесения износостойких покрытий, а также лазерное упрочнение, электроискровое легирование, ионно-плазменное упрочпение, обкатка роликами или шариками [12, 62, 65, 83,90].

Также решение проблемы износостойкости возможно за счёР рационального выбора режимов резания, угловых параметров и начальной микрогеометрии инструмента, которые ведут к снижению контактных нагрузок на поверхность лезвия [60, 164, 176].

Вышесказанное позволяет сделать вывод, что существующий инструмент при обработке композиционных материалов обладает недостаточной износостойкостью, что сказывается на производительности и качестве выпускаемой продукции. Поэтому задача улучшения эксплуатационных свойств инструмента для резания труднообрабатываемых композиционных материалов является весьма актуальной.

Диссертационная работа направлена на повышение эксплуатационных характеристик фрезерных деревообрабатывающих инструментов и качества обрабатываемых ими изделий за счёт совершенствования фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов и рациональных режимов обработки.

Теоретические исследования выполнены на основе меюдов классической теории упругости и методов математического планирования экспериментов.

Экспериментальные исследования производились в лабораториях кафедры «Технология машиностроения» ГОУ ВПО БрГУ по схеме многофакторного эксперимента второго порядка и включали в себя исследование стойкости фрезерного инструмента и качества обработанной поверхности в зависимости от режимов резания и геометрии режущей части, а также силы резания в зависимости о г метода затачивания режущих элементов.

Вычисления проводились в среде EXCEL и MathCAD, а программирование в среде Visual Basic.

Научная новизна работы:

• разработана методика определения напряжений режущей части инструмента и методика определения критических напряжений вблизи главной режущей кромки при различных схемах затачивания фрезерного инструмента, оснащенного твердосплавным мелкозернистым сплавом, позволяющая определить величину разрушения режущей кромки инструмента;

• впервые получены математические модели зависимости стойкости мелкозернистого твердосплавного инструмента и шероховатости обработанной поверхности от режимов резания и угла заострения режущих элементов при обработке композиционных древесных материалов;

• установлены рациональные режимы и условия подготовки режущего инструмента к работе, обеспечивающие высокое качество режущего инструмента и производительность обработки композиционных древесных материалов.

На защиту выносятся: I

• методика расчета критических напряжений при затачивании твердосплавного инструмента различными методами;

• результаты экспериментальных исследований стойкоехи фрезерного твердосплавного инструмента при резании труднообрабатываемых композиционных материалов (ДСтП);

• результаты экспериментальных исследований качества обработанной поверхности в зависимости от режимов резания и геометрии режущего инструмента;

• программа расчета рациональных режимов резания и геометрии режущего инструмента для заданных значений стойкости инструмента, качества обработанной поверхности и производительности процесса фрезерования.

Результаты работы апробированы и внедрены на ЗАО "БДЗ", ООО "Сибирская лесная компания", ОАО "СибНИИстройдормаш" им. А.Б. Су-ховского и Центральном конструкторском бюро "Геофизика", а также представлены на выставках с международным участием, "Инновация: экономика, социальная сфера, наука, образование". (Иркутск, 2004 г.), "Сиб-лесопользование. Деревообработка". (Иркутск, 2004 г.), "Инновации для экономики и социальная сфера". (Иркутск, 2005 г.), "Сиблесопользование. Деревообработка". (Иркутск, 2005 г.), "Инновации для экономики и социальная сфера". (Иркутск, 2006 г.), "Лес. Деревообработка. Мебель". (Томск, 2006 г.), "Сиблесопользование. Деревообработка". (Иркутск, 2006 г.), "Лес. Деревообработка. Мебель". (Томск, 2007 г.) и "Сиблесопользование. Деревообработка". (Иркутск, 2007 г.).

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего в себя 180 наименований, 2 приложений, актов производственных испытаний и внедрения. Основной текст содержит - 186 е., 62 рисунка, 82 таблиц.

В работе выполнен анализ разработок, касающихся повышения эксплуа тационных характеристик дереворежущего инструмента. Выявлены пути по вышения износостойкости фрезерного дереворежущего инструмента для об работки труднообрабатываемых материалов (ДСтП, ЦСП и др.). Основной упор в работе сделан на повышение износостойкости фрезерного деревообра батывающего инструмента и качество обработанной поверхности за счёт ра ционализации режимов обработки и геометрии режущих элементов.Проведён анализ факторов, влияющих на стойкость инструмента и каче ство обработанной поверхности. Анализ влияния переменных факторов на стойкостные и качественные показатели процесса фрезерования дал основа ние в выборе четырёх основных факторов для изучения процесса фрезерова ния ДСтП деревообрабатывающим инструментом, оснащённым твёрдым сплавом - скорость резания, скорость продольной подачи, глубина резания и угол заострения режущих элементов.Наличие априорной информации о существенности кривизны поверхно сти отклика, позволяет проводить эксперимент с реализацией математическо го метода планирования второго порядка. Согласно рекомендациям [22] было принято использование композиционного плана математического планирова ния экспериментальных исследований, который обладает достоинствами по сравнению с другими планами по получению достаточно точных теоретиче ских зависимостей существенно приближенных к экспериментальным значе ниям исследуемых величин.Экспериментальные исследования метрологически обеспечены и прово дились на экспериментальной базе ГОУ ВПО «БрГУ». Для проведения экспе риментальных исследований спроектированы и изготовлены специальный стенд, инструмент и оснастка, позволяющие проводить стойкостные испыта ния в лабораторных условиях. Экспериментальные установки опробованы и прошли испытание, успешно используются в научном и учебном процессе.Результаты экспериментальных исследований анализировались и сопоставля лись с известными исследованиями других авторов и позволили сформулиро вать следующие выводы:

1. Широко применяемый инструмент для обработки труднообраба тываемых композиционных материалов не соответствует требованиям, предъявляемым современной промышленностью, а существующие методы повышения эксплутационных свойств инструмента малоэффективны.2. Разработана методика расчёта напряженно-деформированного в области режущей кромки, применительно к формообразованию режущего инструмента для различных схем затачивания.3. На основании теоретических расчетов критических напряжений вблизи режущей кромки, при подготовке к работе твердосплавного фрезер ного инструмента для обработки труднообрабатываемых композиционных материалов с различными схемами нагрузки установлено, что комбиниро ванный электроалмазный метод обработки обладает преимуществами в срав нении с другими технологиями подготовки инструмента к работе (Патенты РФ: № 2239525, № 42193, № 2268118).4. В результате экспериментальных исследований периода стойко сти фрезерного дереворежущего инструмента, оснащённого твердосплавным материалом марки ВКЗМ при обработке древссрюстружечной плиты марки П • 1 построены зависимости периода стойкости от переменных факторов. По лучена математическая модель вида Т (п, S, t, (3). Показано, что при фрезеро вании ДСтП инструментальным материалом марки ВКЗМ максимальный пе риод стойкости наблюдается при следующих условиях: скорость резаршя при п = 2000 об/мин; продольная подача S = 4 м/мин; глубина резания t = 1 мм;

5. На основании результатов исследования качества обработанной поверхности получена математическая модель описания шероховатости по верхности обработки от наиболее значимых параметров режимов резания.Установлено, что при фрезеровании ДСтП наилучшее качество обработанной поверхности наблюдается на скорости резания соответствующей п = 6000

6. На основе полученных моделей спроектирована программа для автоматического расчета значений режимов резания (скорости резания, ско рости продольной подачи, глубины резания) и геометрии режущего инстру мента, обеспечивающих заданное значение стойкости режущего инструмен та, шероховатости обработанной поверхности и производительности процес са фрезерования.7. Разработаны рекомендации по выбору рациональных режимов затачивания мелкозернистого твердосплавного инструмента с малым углом заострения режущей кромки комбинированным электр о алмазным методом шлифования с одновременной непрерывной правкой поверхности круга (Свидетельство № 2004612489). Представлены рекомендации по выбору ал мазного инструмента для затачивания твердосплавного инструмента предла гаемым методом.8. Результаты исследования и разработанная программа по выбору рациональных параметров режимов резания и инструмента представляют как научный, так и практический интерес для производителей и проектировщи ков дереворежущего инструмента, а также для эксплуатационников дерево обрабатывающих предприятий.9. Акты производственных испытаний фрез, оснащенных мелкозер нистым твердым сплавом ВКЗМ, свидетельствуют о повышении стойкости в

1,8...4,2 раза в сравнении с ВК15, ВК8, а также существенном улучшении качества обработанной поверхности, снижении расходов на подготовку ин струмента, предназначенного для обработки композиционных древесных ма териалов на 25...30 %. Подтвержден экономический эффект в сумме 64 тыс.рублей на одной технологической операции.

1. Абразумов В.В. Материалы фрезерных инструментов для обработки цементостружечных плит: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1993. —248 с.

2. Абрамов Ю.А., Сажин Ю.Б. Применение информационно-поисковой системы САПР для изготовления специального режущего инструмента. // Известия вузов. - М . : Машиностроение. №8, 1985, с. 111-114.

3. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. // Под редакцией Соломенцева Ю.М., Митрофанова В.Г. - М.: Машиностроение, 1986. -256 с.

4. Амалицкий В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты. - М.: ИРПО: Издательский центр «Академия», 2002. - 400с.

5. Амалицкий В.В., Станки и инструменты лесопильного деревообрабатывающего производства. - М. Лесная промышленность, 1985. - 288с.

6. Амалицкий В.В., Абразумов В.В., Квачадзе Т.Д. Исследование режущих свойств керамики при фрезеровании ЦСП. // Сборник научных трудов: Процессы резания, оборудоватше и автоматизация в деревообработке. - М.: МЛТИ, выпуск 236, 1991, с. 5-10.

7. Амалицкий В.В., Любченко В.И. Станки и инструменты деревообрабатывающих предприятий. М.: Лесная промышленность, 1977. —400с.

8. Андреев В.Н. Совершенствование режущего инструмента. — М.: Машиностроение, 1993. -240 с.

9. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. — М.: Машиностроение, 1986. — 360 с.

10. Башков В.М. Методы оценки контроля надёжности режущего инструмента: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1982.

11. Башков В.М., Карцев П.Г. Испытание режущего инструмента на стойкость. - М . : Машиностроение, 1985. — 136 с.

12. Бекташов Д.А. Повышение надёжности и работоспособности мине- ралокерамического режущего инструмента путём совершенствования износостойких покрытий: Автореферат дисс. канд. техн. наук. - Иваново, 2002.

13. Бердник В.В., Мамай А.В. Электроабразивное шлифование. - К.: Техника, 1981. - 64 с.

14. Бершадский А.Л. Резание древесины. - М. - Л.: Гослесбумиздат, 1985.328 с.

15. Бершадский А.Л., Цветкова Ы.И. Резание древесины. Минск, Высшая школа, 1975.304 с.

16. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. — М.: Машиностроение, 1975.-344 с.

17. Боровиков Е.М., Поздеев А.С., Потяркип Л.П. Высокопроизводительный дереворежущий инструмент. Лесная промышленность, 1973. - с. 88.

18. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чигинадзе А.В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. - М . : Машиностроение, 1982.

19. Буглай Б.М. Исследование и нормализация чистоты поверхности древесины. Автореферат дисс. докт. техн. наук, МЛТИ, 1957.

20. Булгаев A.M. Совершенствование конструктивно-технологических методов повышения износостойкости инструментов для обработки неметаллических материалов: Автореферат дисс. канд. техн. паук. - М., 2002.

21. Вандерер К.М., Зотов Г.А. Специальный дереворежущий инструмент. - М.: Лесная промышленность, 1983. —208 с.

22. Винарский М.С. Планирование экспериментов в тех110логических исследованиях / М.С. Винарский, М.В. Лурье. - Киев: «техн1ка», 1975. - 168 с.

23. Веселов А.И. Повышение эффективности проектирования сборных фрез для обработки поверхностей сложного профиля на основе математического моделирования: Дисс. канд. техн. наук. - М., 2000. — 243 с.

24. Волков И.М. Совершенствование многоножевых дереворежущих фрез и режимов их эксплуатации: Дисс. канд. техн. наук. - М., 1984. - 157 с.

25. Воскресенский А. Резание древесины. - М. - Л.: Гослесбумиздат, 1955.200 с.

26. Гапонкин В.А. и др. Обработка резанием, Металлорежущий инструмент и станки: - М.: Машиностроение, 1990. — 448 с.

27. Голоденко Б.А., Смоленцев В.П. Организация целенаправленного формирования новых методов комбинированной обработки // Вестник машиностроения. 1994. №4. 2 5 - 2 8 .

28. Гордон М.Б. Роль физико-химических процессов при резании материалов // Теория трения, смазки и обрабатываемость металлов. Чув. Ун-т. -Чебоксары, 1981.-С. 3 - П.

29. Гордон М.Б., Федяров В.И., Янюшкин А.С. и др. Непрерывная электрохимическая правка алмазных кругов на металлической связке // Технология автомобилестроения. - 1976.- №4 (39). - 27-29.

30. Горохов А.А. Методика проектирования и изготовления сборных дисковых фрез на основе математического моделирования: Дисс. канд. гехн. наук. -Курск, 2000. - 198 с.

31. Горстко А.Б. Познакомьтесь с математическим моделированием. — М.: Знание, 1991.-160 с.

32. ГОСТ 6449. 5 - 82. Изделие из древесины и древесных материалов: Неуказанные предельные отклонения и допуски.

33. ГОСТ 7016 - 82. Древесина. Параметры шероховатости поверхности.

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

35. Гречишников В.А. Повышение эффективности проектирования и эксплуатация инструмента для механообработки на основе системного моделирования: Дисс. докт. техн. наук. - М.

36. Гречишников В.А., Кирсанов Г.Н., Катаев А.В. и др. Автоматизированное проектирование металлорежуш;его инструмента. — М.: Мосстанкии, 1994.-109 с.

37. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. Издание второе переработанное и дополненное, М., 1958. - . 472 с.

38. Грубе А.Э., Санаев В.И. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков , машин и автоматических линий. - Лесная промышленность, 1973.384 с.

39. Гурвич А.О. Столярные работы. Изд. 5-е, перераб. И доп. М., Высшая школа, 1984. - 805 с.

40. Данилина Н.И., Дубровская Н.С., Кваша О.П. и др. Численные методы. - М.: Высшая школа, 1976. - 368 с.

41. Демьяновский К.И. Износостойкость инструмента для фрезерования древесины.-М.: Лесная промышленность, 1968. 128 с.

42. Демьяновский К.И., Дунаев В.Д. Заточка дереворежущего инструмента. Издание 2-е исправленное и дон. - М.: Лесная промышленное гь, 1975. -178 с.

43. Дибнер Л.Г. Справочник молодого заточника металлорежущего инструмента. - М . : Высшая школа, 1984. - 180 с.

44. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. - М.: Наука, 1980. -228 с.

45. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. - М.: Финансы статистика, 1996.—368 с.

46. Жедь В.П. Режущий инструмент, оснащённый СТМ и керамикой. - М.: Машиностроение, 1987. - 124 с.

47. Захаренко И.П., Савченко Ю.Я. Алмазно-электролитическая обработка инструмента. К., «Наука думка», 1978. - 224 с.

48. Захаренко И.П., Савченко Ю.Я. Исследования различных способов алмазно-электролитического совместного шлифования твердого сплава и стали // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - 1973 -№ 3 . - С . 5-7.

49. Захаренко И.П., Шмелев А.А. Алмазная заточка твердосплавного инструмента. - Киев.: Наукова думка, 1978. - 218 с.

50. Зотов Г.А., Киров В.А. Технологические методы повышения стойкости дереворежущего инструмента: обзор, информ. - М.: ВНИПИЭИ лсспром, 1986.-36 с.

51. Зотов Г.А., Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента. - М . : Экология, 1991. -295 с.

52. Зубчанпнов В.Г. Основы теории упругости и пластичности: - М.: Высш. шк., 1990.-368 с.

53. Ивановский Е.Г. Резание древесины. - М.: Лесная промышленность, 1975. 200 с.

54. Ивановский Е.Г., Василевская П.В., Лаутнер Э.М. Новые исследования резания древесины. - М.: Лесная промышленность, 1972. 128 с.

55. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. - М.: Машиностроение, 1969. - 334 с.

56. Калинчев В.А., Буланов И.М. Прогрессивные материалы в машиностроении. - М . : Высшая школа, 1988. 71 с.

57. Канне М.М. Основы научных исследований в технологии машиностроении. -Минск.: Высшая школа, 1987. -231 с.

58. Квачадзе Т.Д. Оптимизация процесса фрезерования цемеитостру- жечных плит: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1991. - 192 с.

59. Киров В.А. Рациональная начальная микрогеомегрия лезвий дереворежущих фрез и её технологическое обеспечение: Дисс. канд. техн. наук. - М., 1984. - 198 с.

60. Клубков А.П. Исследование влияния основных технологических факторов на силовые и качественные характеристики при фрезеровании древесины. Дисс. канд. техн. наук, Минск, БТИ им. С М . Кирова, 1969.

61. Клубков А.П., Клубков А.А,, Гиль В.И. Влргяние нослеиояльных остаточных напряжений на приработочный износ твердосплавных ножей при фрезеровании ДВП средней плотности. // Деревообрабатывающая промышленность, 2002, №1, с. 18 - 19.

62. Комаров Г.А. Исследование поперечного фрезерования древесины, дисс. канд. техн. наук, 1964.

63. Композиционные материалы: Справочник. Под общ. Редакцией В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопльского. - М.: Машиностроение. 1990. - 512 с ; ил.

64. Коняшкин В.И. Фрезерование древесностружечных плит и древесины с применением ножей с поверхностным покрытием из нитрида титана: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1989. -212 с.

65. Коршунов А.Н. Зависимость удельной работы резания от угла встречи и средней толщины стружки. Научно-техническая информация. ЦИИТИ, 1961, сб. №9

66. Коршунов Ю.М. Математическрш основы кибернетики. 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 496 с.

67. Кранощеков П.С., Петров А.А. Пртгаципы построения моделей. - М.: МГУ, 1983.-264 с.

68. Кряжев Н.А. Исследование качества обработки древесины при цилиндрическом фрезеровании: Дисс. канд. техн. наук. — М., 1954. - 161 с.

69. Кряжев Н.А. Фрезерование древесины. — М.: Лесная промышленность, 1979.-200 с.

70. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А., Дунин-Барковский И.В. Предотвращение дефектов при шлифовании. - М.: Машиностроение, 1975.- 144 с.

71. Куликовский К.Л. Купер В.Я. Методы и средства измерений. — М.: Энергоатомиздат, 1986. - 448 с.

72. Лашманов В.И. Повышение износостойкости инструмента. // Мебельщик, 2002, №4, с 28 - 29.

73. Лобанов Д.В. Совершенствование технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента: Автореферат дисс. канд. техн. наук. -Красноярск, 2005.

74. Лобанов Н.В. Повышение эффективности эксплуатации сборного режущего инструмента путём обеспечения его прочной надёжности на Стадии проектафования: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1999. - 193 с.

75. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. - М.: Машиностроения, 1982. — 230 с.

76. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов: Учебное пособие для вузов. — М.: Леей. Пром-ть, 1986. — 296 с.

77. Лукина С В . Повышение эффективности проектирования сборного режущего инструмента на базе установленных взаимозаменяемых конструк-торскотехнологических и экономических решений: Дисс. докт. техн. паук. — М., 1999.-448 с.

78. Майснер Д.А. Повышение износостойкости твердосплавного инструмента методом конденсации вещества с ионной бомбардировкой: Автореферат кандидата технических наук. - Красноярск, 2003.

79. Макензи В.М. Основные закономерности процесса резания древесины / Перевод с англ. США, 1960. 87 с,

80. Марков A.M., Сатников А.А., Татаркин Е.Ю. Разрабогка математических моделей для оценки результатов поискового конструирования технологических систем. // Известие вузов. Машиностроения. №4, 2001, с. 3 7 - 4 3 .

81. Маслов Е.Н., Постников Н.В. Основные направления в развитии теории резания абразивным, алмазным и эльборовым инструментом. - М.: Машиностроение, 1975. — 48 с.

82. Методы магематического моделирования и вычислительной диагностики: Сборник. // Под редакцией Тихонова А.Н., Самарского А.А. - М.: Издательство Московского унр1верситета, 1990. —290 с.

83. Моисеев А.В. Износостойкость дереворежущего инструмента. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 112 с.

84. Морозов В.Г. Дереворежущий инструмент: Справочник. М.: Лесная промышленность, 1988. -344 с.

85. Памфилов Е.А., Грядунов С, Сиваков В.В. Повышение износостойкости дереворежущего инструмента методом комплексного упрочнения. // Вестник Машиностроения. №3, 2000, с. 45 - 46.

86. Памфилов Е.А., Пыриков П.Г. Повышение износостойкости ножей дереворежущих инструментов. // Деревообрабатывающая промышленность, №3, 1996, с. 23-24.

87. Панов А.А., Аникин В.В., Бойм М.Г. и др. и др. Под общ. Ред. А.А. Панова. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. - М.: Машиностроение. 1988. — 736 с.

88. Патент RU 2066600 / МПК С1 В23С5/22. Устройство для крепления режущей пластины или кассеты, её содержание, в сборном режущем инстру-менге / Аслибекян Ф., Прокофьев В.К., Баринов В.Н., Филин М.М. - № 95102961/08, заяв. 1995.03.13-опубл. 1996.09.20.

89. Патент RU / МПК С1 В23С5/06. Многозубый режущий инструмент / Малыгин В.И., Лобанов Н.В., Крсмлёва Л.В., Староверов В.А. - № 93032114/08, заяв. 1993.06.18-опубл. 1996.07.10.

90. Патент RU 2126741 / МПК С1 B27G13/02. Фреза Черкасова-5 / Черкасов П.И. - № 94008274/13, заяв. 1994.03.10 - опубл. 1999.02.27.

91. Патент RU 2080249 / МПК С1 В27ВЗЗ/08. Сборная дисковая фреза / Гусаков О.В., Спецаков С, Колосков С М . - № 94043958/13, заяв. 1994.12.14 -опубл. 1997.05.27.

92. Патент RU 2053873 / МПК С1 B27G13/08. Фреза / Акнанбетов С Б . - №93045370/15, заяв. 1993.09.21 -опубл. 1996.02.10.

93. Патент RU 20418006 / МПК С1 B27G13/02. фреза / Иванов А.В. - №93000750/15, заяв. 1993.01.06-опубл. 1995.08.20.

94. Патент RU 2140346/ МПК С1 B22D19/06. Способ восстановления рабочих поверхностей ножей сложного профиля сборных фасонных фрез для обточки колесных пар / Разудалов Ю.И., Светлов П.И. - № 98119051/02, заяв. 1998.10.19-опубл. 1999.10.27.

95. Патент RU 2132767 / МПК С1 B27G13/02. Сборная дереворежущая фреза / Вурсол А.В., Назаров В.Е., Серегин Н.Г. - № 98101529/13, заяв. 1998.01.30-опубл. 1999.07.10.

96. Патент RU 2128103 / МПК CI В23С5/22. Сборная фреза / Бурочкин Ю.П., Зайцев К., Илларионов СИ., Андреев А.В. - № 97120272/02, заяв. 1997.12.08-опубл. 1999.03.27.

97. Патент RU 2092307 / МПК С1 B27G13/02. Сборная фреза / Серегин Н.Г.-№ 94033856/13, заяв. 1994.09.15-опубл. 1997.10.10.

98. Патент RU 2228261 / МПК С2 B27G13/12. Сборная фреза для деревообработки / Янюшкпн А.С, Лобанов Д.В. - № 2002117387/02, заяв. 2002.06.28 - опубл. 2004.05.10.

99. Патент РФ 42193 на полезную модель. Устройство для электроабразивной обработки с одновременной правкой круга / Янюшкин А.С, Ереско СП., Сурьев А.А., Ереско B.C., Кузнецов A.M. №2004122212, заяв. 21.07.2004. - опубл. 27.11.2004. - Бюл. №33.

100. Патент РФ 2257289. Сборная фреза для деревообработки / Янюшкин А.С, Лобанов Д.В., Кузнецов A.M. № 2004109804/02, заяв. 30.03.2004.-опубл.27.07.2005.- Бюл. № 21.

101. Патент РФ 2268118. Способ электроабразпвной обработки токо- проводящим кругом с его одновременной правкой / Янюшкин А.С, Ереско СП., Сурьев А.А., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M. № 2004118239/02, заяв. 15.06.2004,- опубл. 20.01.2006.- Бюл. № 02.

102. Пижурин А.А. Соврелюнные методы исследований технологических процессов в деревообработке. - М.: Лесная промышленность, 1972. 248 с. НО. Пижурин А.А. Оптимизация технологических процессов деревообработки. - М . : Лесная промышленность, 1972. 312 с.

103. Пижурин А.А., Розенблит М.С Исследование процессов деревообработки. — М.: Лесная промышленность, 1984. — 232 с.

104. Подураев В.Н. Технология физико-химических методов обработки. - М.: Машиностроение, 1985. - 264 с.

105. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. - М . : Машргаостросние, 1969. 148 с.

106. Полтавцев В.В. Обоснование режимов шлифования труднообрабатываемых материалов при электроэрозионном воздействии на рабочую поверхность круга: Автореферат канд. техн. наук. — Донецк, 2001.

107. Попов В.Ю. Повышение качества изделии из инструментальных сталей при электроалмазном шлифовании: Дисс. канд. техн. наук. — Красноярск., 2002. - 159 с.

108. Попов А., Малевский Н.П., Терещенко Л.М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. - М.: Машиностроение, 1977. - 263 с.

109. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания материалов: Справочник Под общей редакцией В.И. Баранникова. — М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.

110. Пыриков П.Г. Повышение износостойкости фрезерного инструмента для обработки древесины: Дисс. канд. техн. наук. — Брянск, 1997. - 210 с.

111. Разуваев СП. Прогнозирование стойкости дереворежущего фрезерного инструмента: Дисс. канд. техн. наук. - М . , 1987. - 161 с.

112. Сакович В.А. Исследование операций. - Минск: Высшая школа, 1986.-256 с.

113. Санаев В.И. Обработка древесины круглыми пилами. - М.: Лесная промышленность, 1980. -232 с.

115. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Определение оптимальной конструкции инс1румента / Янюшкин А.С., Сопин К.В., Лобанов Д.В., Кузнецов A.M. № 2004612489 заяв. 14.09. 2004 - зарег. 11. 11.2004.

116. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. - М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

117. Справочник инструментальщика. Под общей редакцией И.А. Орди- нарцева. — Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1987. - 848 с : ил.

118. Справочник конструктора машиностроителя: В 3-х т. - 5-е издание, переработанное и дополненное - М.: Машиностроение, 1980. - 728 с.

119. Справочник мебельщика (Станки и инструменты. Организация, производство и контроль качества. Техника безопасности.). Под редакцией В.П. Бухтиярова и др. М.: Лесная промышленность, 1976. - 336 с.

120. Справочник молодого фрезеровщика. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Высшая школа, 1978. - 240 с.

121. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Под редакцией Дж. Любина. - М.: Машиностроение 1988 - 584 с.

122. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под редакцией А.Г. Коспловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е издание, переработанное и дополненное. - М . : Машиностроение, 1986. 496 с.

123. Станочное приспособление: Справочник. В 2-х т. / Ред. Совет: Б.Н. Вардашкин и др. - М . : Машиностроение, 1983. - 432 с.

124. Статников Р.Б., Матусов И.Б. Многокритериальное проектирование машин. - М . : Знание, 1989.-48 е.-

125. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. - М.: Машиностроение, 2000. - 230 с.

126. Суслов А.Г., Горленко А.О., Сухарев С О . Электромеханическая обработка деталей машин: Справочник // Инженерный журнал. - 1998. - №1 (10).-с. 15-18.

127. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. - М.: Машипостроение5, 2002. - 648 с.

128. Сухарев А.Г. Курс методов оптимизации. — М.: Наука, 1986. - 325 с.

129. Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. Станочник широкого профиля: Учеб. для ПТУ. - М.: Высшая школа., 1989. - 484 с.

130. Таратынов О.В., Земсков Г.Г., Тарамыкин Ю.П. и др. Проектирование и расчёт металлорежущего инструмента на ЭВМ. // Под редакцией Таратынов О.В., Тарамыкин Ю.П. - М . : Высшая школа, 1991. -423 с.

131. Тахман С И . Повышение эффективности лезвийной обработки пластичных материалов па основе моделирования термомеханических закономерностей изнашивания твердосплавного инструмента: Автореферат канд. техн. наук. - Иваново, 2002.

132. Теребушко О.И. Основы теории упругости и пластичности. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 320 с.

133. Тихонов А.Н., Кальнер В.Г., Гласко В.Б. Математическое моделирование технологических процессов и метод обратных задач в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1990. - 264 с.

134. Трусова Л.П., Трусов В.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 112 с.

135. Турчак Л.И., Плотников П.В. Основы численных методов: учебное пособие. - 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: ФИЗМАТ ЛИГ, 2003.-304 с.

136. Хает Г.Л., Гах В.М„ Громаков К.Г. и др. Сборник твердосплавного инструмента. - М . : Машиностроение, 1989. -256 с.

137. Швырев Ф.А., Зотов Г.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента - 3-е издание, переработанное и дополненное - М.: Лесная промышленность, 1979. - 240 с.

138. Щербаков А.С. и др. Технология композиционных древесных материалов. - М.: Экология, 1992. - 190 с.

139. Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесов П.В. Проектирование и производство режущего инструмента. - М.: Машиностроение, 1987. — 296 с.

140. Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации. // Перевод с немецкого — М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

141. Янюшкин А.С. Результаты сравнрггельных испытаний инструмента, заточенного в различных условиях // Труды Братского индустриального института. - Братск: БрИИ, 1999.-Т.2.-С. 113-115.

142. Янюшкин А.С. Технология комбинированного электроалмазного затачивания твердосплавных инструментов. — М.: Машиностроение — 1, 2003. - 242 с.

143. Янюшкин А.С, Лобанов Д.В. Пути повышения стойкости и работоспособности дереворежущего инструмента. // Труды Братского государственного технического университета. Т.2. - Братск: БрГТУ, 2001. - 111-114.

144. Янюшкин А.С, Лосева Н.Р., Федоров Б.В. Применение электроалмазной технологии для обработки труднообрабатываемых материалов композиционных и твердосплавных инс грументов // Информационный листок № 90 - 14 Иркутского ЦНТИ, 1990. - 4 с.

145. Янюшкпн А.С., Федоров Б.В., Технология электроалмазной обработки высокопрочных материалов на примере затачивания режущих инструментов // Труды Братского индустриального инстрггута. - Братск: БрИИ, 1998.

147. Ahmad M.M., Derrikot R.T., Draper W.A. An application of fmit method to prediction of cutting tool perfomans // Int. J. Mach. Tool Manufact. -1989.-V. 2 9 / № 3 . - p . 197-206.

148. Aronson R. Современные материалы в машиностроении: их особенности и область применения // Manufacturing Engineering. - 2002. - v. 127 / № 3. - p . 123,124,126,128,132,134,136.

150. Boyles Ch. Некоторые способы обработки композиционных материалов, применяемых в авиакосмической промышленности // Cutting Tool Engineering. - 2002. - V. 54 / №3. - p. 46,48,50.

151. Calzarini R., D'Enrico G.E., Rabezzana F. L'uso di insenti ceramici // Tecnol. mecc. Sist. prod. - 1997.-№ 5 . - p . 286-293.

153. Mason W. Специальные фрезы фирмы Sandvik Coromant // Manufacturing Engineering. - 2002. - v. 128 / № 2 - p. 85, 86, 88.

154. Novak D. Однокристальные алмазные инструменты // Cutting Tool Engineering. - 2002. - v. 54 / № 6. - p. 38, 41.

155. Redington P. Применение КНБ в авиакосмической промышленности // Tooling & Production. - 2001. - v. 67 / № 6. - p. 53, 54.

156. Redington P. Применение шлифовальных кругов фирмы Norton из КНБ на керамической связке: экономика определяет технологию // Tooling & Production. - 2001. - V. 66 / № 12. - p. 64 - 65.

157. Salmon S. Общие сведения об основных абразивных материалах (окись алюминия, карбид кремния, алмаз и КНБ), кругах и материалах, шли-186 . фуемых ими. // Cutting Tool Engineering. - 2001. - v. 53 / №3. - p. 38, 40, 41, 43. (Abrasive Lessons).

158. Schneider G. Краткий курс инструментального дела для специалистов. Ч. 12 // Tooling & Production. - 2001. - v. 67 / № 9, p. 22 - 24, 26, 27.

159. Shintani К., Veki N., Fujimura Y. Optimum cutting tool geometry when interrupted cutting carburized steen by CBN tool // Int. J. Mach. Tool Manufact. -1989. - V. 29 / № 3. - p. 415 - 423.

160. Statnicov R.B. Multicriteria Design. Optimization and Identification. Dordrecht. Boston, London: Kluwer Acad. Publisers. - 1999. -203 p.

161. Statnicov R.B., Matisov J.B. Multicriteria Optimization and Identification, N.Y.: СЬфтап and Hall, 1995, 236 p.

163. Werthein R. Trends in the development of turning tools // Canadian machinery and metalworking. - 1998. - № 1. - p. 30 - 31.