автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности изготовления деталей на многоцелевых станках путем выполнения на них резьбонакатных операций

На правах рукописи

Хостикоев Михаил Заурбекович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НА МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКАХ ПУТЕМ ВЫПОЛНЕНИЯ НА НИХ РЕЗЬБОНАКАТНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Специальность: 05.02.08 - «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

-6 СЕН 2012

Москва-2012

005047060

005047060

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина» и ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин».

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор, лауреат Ленинской премии Тимирязев Владимир Анатольевич, профессор кафедры «Технология машиностроения» ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин»

доктор технических наук, профессор Вороненко Владимир Павлович, профессор кафедры «Технология машиностроения» ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин»

доктор технических наук, профессор Максимов Юрий Викторович, заведующий кафедрой «Автоматизированные станочные системы и инструменты» ФГБОУ ВПО МГТУ «МАМИ»

доктор технических наук, профессор Островский Михаил Сергеевич, профессор кафедры

«Технология машиностроения и ремонта горных машин» ФГБОУ ВПО «МГГУ»

ГНЦ РФ ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»

Защита состоится 25 сентября 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.200.01 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина» по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д. 65, корп. I, ауд. 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина».

Отзыв на автореферат просьба направлять в двух экземплярах по

вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета Д 212.200.01.

Автореферат разослан « » а-б'^еТа^ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент С_3/ ' Т.А. Чернова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Одним из актуальных направлений в современной металлообработке является создание и применение нового вида станочного оборудования - многоцелевых обрабатывающих центров и технологических комплексов с полифункциональными возможностями, которые обеспечивают реализацию высоких технологий для ресурсо- и энергосбережения. Такое оборудование характеризуется увеличением состава выполняемых на станке технологических функций, увеличением технических средств инструментального оснащения и энергоемкости механообработки. При этом происходит интеграция различных процессов, реализуемых на одном станке как функционально связанных переходов, выполняемых в рамках одной комплексной технологической операции. Создание таких сложных полифункциональных комплексов представляет собой процесс комплексирования, которое предусматривает необходимость решения ряда научных задач. В результате комплексирования представляется возможным создание многофункциональных технологических комплексов, осуществляющих автономную работу по изготовлению деталей, и, в данном случае, по изготовлению деталей тел вращения, в гибком автоматизированном производстве. Такие многофункциональные комплексы призваны обеспечить: компактность технологических переделов, получаемую за счет меньшего числа станков и производственных площадей, используемых при решении одной и той же технологической задачи; сокращение производственного цикла изготовления детали за счет замены технологического маршрута прохождения заготовкой нескольких станков, одним многоцелевым станком.

Значительным резервом дальнейшего повышения эффективности изготовления деталей тел вращения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ является выполнение на них резьбонакатных операций с использованием в наладках высокоэффективных программно и адаптивно управляемых резьбонакатных головок с расширенными технологическими возможностями.

Получение резьбы накатыванием, вместо традиционных многопроходных циклов резьбонарезания, обеспечивает не только уменьшение штучного времени, но также и повышение параметров качества резьбы. Накатывание является высокопроизводительным способом обработки, который обеспечивает достижение высокой геометрической точности резьбы, увеличение прочности резьбовых соединений, улучшение физико-механических свойств материала изделия, что, в ряде случаев, позволяет исключить необходимость выполнения последующих термообработки и шлифования.

Таким образом, тема диссертации является актуальной, в ней рассматриваются технологические задачи разработки, исследования и применения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ программно и адаптивно управляемых резьбонакатных головок, обеспечивающих расширение технологических возможностей этих станков и значительное повышение эффективности изготовления деталей тел вращения.

Работа выполнялась в «РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина» и в МГТУ «СТАНКИН» в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» № 02.532.12.9002.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности изготовления деталей тел вращения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ на основе расширения технологических возможностей станков путем интеграции в их инструментальные наладки программно-управляемых резьбонакатных головок с расширенными технологическими возможностями и резьбонакатных головок с адаптивным управлением.

Методы исследования. Результаты представленной диссертационной работы получены на основе теоретических и экспериментальных исследований. Поставленные в работе задачи решались с использованием фундаментальных положений технологии машиностроения, теории размерных цепей, теории баз, теории резания и упруго-пластического деформирования конструкционных

материалов, с использованием системного анализа, методов математического моделирования, теории матриц, дифференциального и интегрального исчислений.

Научной новизной работы является решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное научное и народнохозяйственное значение — раскрытие технологических связей процесса тангенциального резьбонакатывания, позволивших разработать новые технологии, программируемые, адаптивно управляемые циклы накатывания резьб, в том числе неограниченной длины, и конструкции накатных головок, применение которых на многоцелевых станках, станках с ЧПУ и в наладках многоинструментальных станков значительно повышает эффективность изготовления деталей. Составляющими научной новизны являются:

1) технологические связи, определяющие закономерности кинематики тангенциального накатывания резьб, устанавливающие численные значения, характер и направления осевых перемещений накатывающих роликов, как функцию параметров установки накатной головки и изделия, шагов резьбы, диаметров роликов, их геометрии и условий реализации процесса;

2) программируемые, технологически гибкие циклы накатывания резьбовых поверхностей на многоцелевых станках и станках с ЧПУ, позволяющие автоматически выполнять накатывание резьб неограниченной длины;

3) методика адаптивного управления процессом накатывания резьбы роликами, определяющая выбор регулируемых параметров и закономерность их изменения для компенсации самопроизвольных перемещений роликов, что позволило разработать высокоэффективные самоподнастраивающиеся резьбонакатные головки с адаптивным управлением;

4) методика расчета геометрии и радиусов накатывающих роликов, определяемых интегральными уравнениями из условия равенства нулю суммарных осевых перемещений роликов с учетом закономерностей прироста

радиуса изделия и изменения величин центроид, упругих деформаций роликов и особенностей их обкатки относительно изделия;

5) методика обоснования параметров геометрической точности деталей тангенциальной резьбонакатной головки с учетом требований точности обработки, основанная на выявлении и расчете пространственных размерных связей, формируемых между функционально связанными деталями накатной головки;

6) закономерности формирования силовых параметров, напряжений и упругих деформаций, возникающих в процессе накатывания резьбы, что позволяет управлять точностью на этапах проектирования процесса и инструмента и на этапе динамической настройки технологической системы;

7) зависимости, определяющие влияние погрешности установки корпуса накатной головки на отклонения рабочих поверхностей роликов, что позволяет обосновать требования геометрической точности базовых поверхностей головки с учетом точности накатываемой резьбы.

Практическая ценность работы заключается:

- в разработанном и практически реализованном для многоцелевых станков и станков с ЧПУ программном обеспечении для задания технологически гибких циклов тангенциального накатывания резьб неограниченной длины;

- в руководящих материалах и расчетных модулях для проектирования конструкций, обоснования геометрии и расчета с помощью ЭВМ точности профиля накатывающих роликов, корпусов и других элементов накатных головок;

- в рекомендациях по проектированию процесса тангенциального накатывания и расчету режимов; в рекомендациях по определению возникающей в технологической системе нагрузки (поперечных и радиальных сил) и обоснованию требований к точности заготовок;

- в разработанных конструкциях резьбонакатных головок типов ТНГС, ТРГ, ТРГВ-0, принятых для централизованного изготовления и широко применяемых на различных машиностроительных предприятиях;

- в предложенных способах адаптивного управления при накатывании резьб и конструкциях адаптивных резьбонакатных головок;

- в разработанных государственных и отраслевых стандартах, определяющих технические требования на резьбообразующий инструмент и на приспособления для его крепления на станках.

Реализация результатов работы определяется разработкой технологий, общемашиностроительных нормативов режимов обработки, норм расхода и износа тангенциальных резьбонакатных головок, руководящих материалов и базовых конструкций гаммы тангенциальных резьбонакатных головок типов ТНГС-1, ТНГС-2, ТРГ-1, ТРГ-2, ТРГ-3, ТРГВ-0, а также головок с адаптивным управлением, которые нашли широкое внедрение в технологических процессах механической обработки на машиностроительных заводах России и в странах СНГ (АвтоВАЗ, г. Тольятти; автозавод «ЗИЛ», г. Москва; ПО «Завод имени A.A. Масленникова», г. Самара; ОАО «Станкоагрегат», г. Москва; Тепловозостроительный завод, г. Луганск; ПО «Рязсельмаш», г. Рязань; НИИТ Криогенмаш, г. Москва, а также завод «Фрезер», г. Москва и завод ВНИИИНСТРУМЕНТ, г. Москва, освоившие серийный выпуск накатных головок, и др.). Результаты работы внедрены также в учебный процесс технических вузов.

Апробация работы - по результатам исследования опубликовано 69 научных работ, 17 из которых опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, и получено 20 патентов и авторских свидетельств на изобретения.

Основные положения диссертации докладывались на международных, общероссийских, региональных и межвузовских научно-технических конференциях: на XIV-ой конференции по математическому моделированию и

информатике «СТАНКИН» - ИММ РАН, 2011 г.; на XXXVII конференции «Гагаринские чтения» в РГТУ имени К.Э. Циолковского «МАТИ», 2011 г.; на конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России» в МГТУ «МАМИ», 2010 г.; на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2011, 2012» МГГУ; на конференции «Новые материалы и технологии НМТ-2010» РГТУ имени К.Э. Циолковского «МАТИ»; на конференции «Прогрессивные технологические процессы точной и высококачественной обработки деталей» в Саратовском университете, 1978 г.; на конференции «Прогрессивные методы изготовления резьбовых деталей», в Пензенском ДНТП, 1976 г.; на научно-технических семинарах в Московском ДНТП «Повышение производительности и эффективности обработки материалов резанием» и др., 1974, 1975, 1976 г.г.; на конференциях во ВНИИИНСТРУМЕНТ в 1975, 1976, 1978 г.г.; на научных конференциях в «РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы, включающего 114 наименований, и 3-х приложений. Работа изложена на 290 страницах машинописного текста и содержит 58 рисунков и 26 таблиц.

В первой главе излагается анализ состояния проблемы, рассматриваются технологические задачи проектирования и применения резьбонакатных головок на многоцелевых станках и станках с ЧПУ, обосновываются цель и задачи исследования.

Вопросы расширения технологических возможностей, повышения точности и эффективности изготовления деталей тел вращения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ рассматривались в работах Б.С. Балакшина, Ю.М. Соломенцева, В.П. Вороненко, А.А. Кутина, В.В. Морозова, В.Г. Митрофанова, А.Г. Схиртладзе, В.А. Тимирязева, Д.В. Чарнко и др. Задачам проектирования технологий и применения резьбообразующего инструмента посвящены работы В.А. Гречишникова, И.А. Коганова, Ю.В. Максимова, И.Я. Мирнова, В.У. Мнацаканян,

В.Б. Протасьева, И.И. Семенченко, Т.А. Султанова, О.В. Таратынова, В.Г. Якухина, A.C. Ямникова и др.

В соответствии с поставленной целью - повышение эффективности многоцелевых станков путем выполнения на них резьбонакатных операций, определена необходимость решения следующих научных задач:

1) выявить и исследовать технологические связи, раскрывающие кинематические закономерности относительных перемещений накатывающих роликов и изделия при совокупном действии в системе постоянных, систематических и случайных возмущающих факторов;

2) разработать программируемые, гибкие автоматические циклы накатывания резьб неограниченной длины на многоцелевых станках и станках с ЧПУ;

3) разработать и исследовать способы адаптивного управления процессом накатывания резьбы роликами и предложить конструкции резьбонакатных головок с адаптивным управлением;

4) оценить эффективность интеграции в наладки многоцелевых станков и станков с ЧПУ программно-управляемых резьбонакатных головок с расширенными технологическими возможностями;

5) разработать методику расчета геометрии накатывающих роликов, которая позволяет минимизировать негативное влияние самопроизвольных осевых перемещений роликов на качество получаемой резьбовой поверхности;

6) исследовать закономерности формирования нагрузки и упругих деформаций, возникающих в процессе обработки с учетом способа накатывания, геометрии роликов и получаемой резьбы;

7) разработать методику расчета параметров геометрической точности деталей накатных головок и требований к геометрической точности их базовых поверхностей.

Во второй главе рассматривается методология интеграции резьбоформирующих накатных операций в технологические процессы

изготовления деталей на многоцелевых станках. Введение в наладки многоцелевых станков тангенциальных резьбонакатных головок увеличивает число выполняемых функций, расширяет технологические возможности станков, сокращает производственный цикл изготовления деталей, уменьшает число необходимых станков и производственных площадей. Все это приводит к повышению эффективности процесса изготовления деталей и использованию дорогостоящего программного оборудования. При этом достигается более высокая точность деталей, так как обработка их поверхностей, выполняемая набором различных инструментов, осуществляется с одной или двух установок при наиболее полном использовании принципа единства баз.

Состав [и,] и количество п инструментов в наладке станка для обработки конкретной детали отображает матрица-строка:

И =[и1,и2, ...,и„].

Состав и последовательность переходов, выполняемых при обработке поверхностей детали, определяет матрица структуры операции:

Р =

р,., Р,.2 Р,,

Р2Л Р 2.2 Р 2.п

Ртл Р т.2 Рп,„ т.п

=ы>

(1)

где (/ = 1,2,..., т) - номера обрабатываемых поверхностей;

(&= 1, 2,..., п) - номера применяемых инструментов.

Элементами матрицы Р = являются цифры 0, 1,2, ..., определяющие количество переходов, выполняемых соответствующим инструментом. Если в качестве элементов матрицы Р поставить время работы инструмента на определенном переходе Р{ = то оперативное время работы каждого инструмента в выполняемой операции можно рассчитать:

Топ = Р,-И,

'ои/ Ри Р 1.2 Р,,

'ОП2 Р2, Рг?. Рг,

=

1опт ртл Р т.2 ртп т.п

Продолжительность машинного времени обработки заготовки на многооперационном станке можно рассчитать по формуле:

1=к ;'=/ /=ш /=и ¡=д

г = у т .+/ + у ( + у/ + х '

лмш ^ от; сл ^ ин пс , хх ^ Ь'

1=1 ¡=1 ¡=1 1=1 1=1

(3)

где Гот(- - длительность несовмещенных основных переходов (число к)\ I, т, п, д- число несовмещенных вспомогательных переходов, связанных с временем на замену инструмента /ин, на поворот стола 1пс, на перемещения узлов /хг, на выполнение контроля в цикле работы станка

Продолжительность основного 1от и вспомогательного !в времени в многопроходном цикле нарезания резьбы составит:

от /

¡ = к I Ь [=_!_

О

Р'

О

Т=к"~

I = 1

где Ьр1, ЬХ1 - длины перемещений резца на рабочей и ускоренной Бх подачах;

к - количество выполняемых проходов.

Машинное время Т

г л

цикла многопроходного нарезания резьбы

составит:

1 = к

¡ = к

1 = 1 /' = 1

Формообразование резьбы накатыванием выполняется роликами по всей винтовой поверхности за несколько оборотов изделия. Ролики перемещаются в поперечном направлении один раз на малое расстояние Ьр, определяемое высотой резьбы И, рабочим ходом роликов Ь, обусловленным высотой резьбы, и расстоянием 1в на врезание:

на рабочей Бр подаче на ускоренной подаче

Ьр = Ь+1в-

Ах Ьр.

Таким образом, машинное время Тмаш при накатывании резьбы составит:

Т =Ь маш р

Это время значительно меньше продолжительности цикла Тмаш многопроходного нарезания резьбы резцом:

^маш >> ^маш'

¡=к ¡=к

I V5+ 1 ЬхГ8х .1 = 1 ¡=1

» I.

(4)

Процесс формирования резьбы тангенциальной резьбонакатной головкой происходит при вращении обрабатываемой заготовки и тангенциальном перемещении накатывающих роликов. При контакте с заготовкой ролики начинают под действием сил трения вращаться и перемещаться в направлении оси заготовки. Схема процесса тангенциального накатывания резьбы двумя роликами приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема процесса тангенциального накатывания резьбы.

Для выполнения процесса накатывания резьбы на станках с ЧПУ разработано программное обеспечение - циклы перемещения головки.

Кодирование фрагментов цикла работы тангенциальной накатной головки на станках с ЧПУ представлено в таблице.

Таблица

Кодирование фрагментов

цикла работы тангенциальной накатной головки на станках с ЧПУ

№ Фрагмент перехода Код

1. Установка головки Т20 на рабочую позицию и ее зажим N100T20M10

2. Подвод головки на ускоренной подаче G0 к точке врезания с координатами X....... Z....... N105G0 X....... Z.......

3. Включение вращения шпинделя с частотой S... в заданном направлении МОЗ, включение СОЖ М07 N110S... МОЗ М07

4. Радиальное перемещение головки на рабочей подаче F... и ее останов с позиционированием G01 в точке Х00.00, расположенной на оси Z N115G01 Х00.00 F...

5. Быстрый возврат головки на позицию врезания N120G0X...

6. Выключение вращения шпинделя М05, отключение подачи СОЖ М08 N120G0X... М05 М08

7. Отвод головки на ускоренной подаче в исходную позицию N125G0X , Z.......

Приведенная совокупность макрокоманд может быть представлена постоянным циклом с открытой формой записи параметров геометрии детали и режимов ее обработки, что позволяет существенно упростить процесс программирования тангенциального резьбонакатывания.

Разработанный постоянный цикл накатывания наружных резьбовых поверхностей записывается одним кадром следующего формата:

N... в88 X... Ъ... Р... Б... Т... М... (5)

где N... - номер кадра УП, в котором задается постоянный цикл накатывания;

в88 - подготовительная функция, определяющая задаваемый цикл;

X..., Ъ... - координаты точки врезания накатной головки;

И... - рабочая подача головки;

Б... - частота вращения шпинделя с заготовкой;

Т... - кодовый номер накатной головки;

М... - вспомогательная функция, определяющая направление вращения шпинделя и включение СОЖ.

Для получения более точной резьбы в постоянный цикл (5) может быть введена команда «обеспечение точности позиционирования» при подходе роликов к конечной точке т. 3 (2) = 0), что обеспечивает подготовительная функция в60. Аналогичный эффект достигается при введении в цикл (5) программируемого торможения в точке т. 3 {Ъ-$ = 0) (функция 009). Программируемое снижение подачи уменьшает отклонения, обусловленные динамическими факторами.

При необходимости получения резьбы повышенной точности в конечной точке т. 3 (2з = 0) предусматривают кратковременный останов головки (С89 -программируемый останов). Это позволяет компенсировать отклонения, порождаемые упругими перемещениями в системе. Формат записи циклов накатывания резьбы для рассмотренных случаев имеет вид:

N... 088 в89 С60Х... Ъ... I... Р... Б... Т... М... и, (6)

где I - параметр, определяющий продолжительность остановки головки.

В тех случаях, когда длина винтовой поверхности Ьр превышает ширину Н роликов Ьр > Н, получить протяженную резьбовую поверхность возможно путем повторного программирования процесса накатывания Ьр = т- Н или с использованием разработанного цикла в89 «пошаговой резьбовой накатки»:

N... в89 X... Ъ... 1... Р... Б... Т... М... ЬР, (7)

где I... - параметр, определяющий осевое перемещение головки на шаг.

Перемещение накатывающих роликов вдоль оси, является самопроизвольным, оно приводит к нестабильности процесса и к снижению параметров качества резьбы. Исследование кинематики накатывания резьбы тангенциальными головками позволило определить величину, характер и направления осевых перемещений накатывающих роликов, представив их как функцию параметров установки инструмента и изделия, шага резьбы, величин

центроид (аксоидов) и эксплуатационных факторов. При накатывании резьбы закрытым контуром, условие равенства нулю суммарных осевых перемещений инструмента по всему циклу обработки определяется выражением:

Установлено, что для минимизации осевых перемещений инструмента при накатывании резьб необходимо стремиться к увеличению поперечной подачи и уменьшению количества оборотов изделия за цикл обработки.

В третьей главе рассматриваются основы проектирования и расчета геометрической точности тангенциальных накатных головок. Параметры точности накатываемой резьбы, также как и получаемые на детали линейные Ад, Бд, Гд и угловые Ад, Рд, уд размеры, формируются как замыкающие звенья пространственных размерных цепей станка:

Наружный внутренний с// и средний <12 диаметры накатываемой резьбы определяются точностью замыкающего звена Бд (ось У), Бд (б//, ¿2, <!)■ А параллельность образующих их делительных цилиндров определяется точностью замыкающих звеньев Лд, Рд двух угловых размерных цепей. Отклонения Лд и Рд приводят к искажению профиля и формированию на винтовой поверхности соответственно конусности и корсетности. Шаг резьбы Р формируется как разность значений замыкающего звена Гд (ось 7), определяющих положение смежных витков резьбы Р = Гд1 - Гд

Расчеты точности деталей тангенциальной головки и соответствующих узлов станка выполняются исходя из требований точности накатываемой резьбы путем выявления пространственных размерных цепей между функционально связанными деталями головки и многоцелевого станка.

г

г,

Кд = (Ад, Бд, Гд, Лд, Рд, уд).

Звеньями пространственных цепей являются векторы К = [к], к2, ..., -.., кп], определяющие положение координатных систем рабочих поверхностей деталей головки (охуг)^ относительно их основных баз (ОЖ); (рис. 2). Составляющими векторов К = [£,•] являются номиналы А,- = (А, Б, Г, А, Д у) и их предельные отклонения: верхнее Д* =(^АЛВБЛВгЛВ,ЛВрЛВг), нижнее А% = (ЬНа,АНбЛ»АИхАНрАИг).

Рис. 2. Координатные системы деталей тангенциальной накатной головки.

Расположив детали головки в последовательности их базирования, пространственные отклонения деталей А,д= [Ад;, Ад2, ..., Ад«] в рабочей зоне станка, определяемые точностью их базовых деталей Д^=[ДА^, ■■■, А^,],

можно рассчитать по матричной формуле Ад = Я ■ Ак, которая в развернутой форме записи имеет вид:

О

суппорт а Д1 Н,,

державка А д2 Нп Ни

ось — корпуса а дз Ни 0 Н3.з

корпус Ад< Н41 На Н4.з Н44

ось - ролика а д5 = Ни Нп Н,з Н54 Н5.5

ось - ролика ад6 Н&1 Н&2 Н&з Н&4 0 Н&6

ролик — нижний Лд7 Н7, Н72 Н7.3 Н7, 0 Н7.6

ролик - верхний ад8 Н&1 Н&2 Н&з Нц4 Н&5 0

заготовка ад9 н91 0 0 0 0 0

Я

А и

А «

Ан

А к4

А»

Л*5

л*7

А к8

Ьк9

(8)

7.7

О Н&8 о о н9 9

где Я-матрица преобразования, элементы которой Я = [Щ], осуществляют приведение звеньев к единой системе координат многоцелевого станка. В соответствии с выражением (8) отклонение расположения верхнего ролика относительно нижнего определяется выражением Ад§ у = Д¡jg - Аду или:

ЛДЯ. 7 = (Я§.5 • Ак5 + Н8.8 ■ Ак8) - (Я7.б • Акб + Я/. 7 • Ак7). (9)

В свою очередь, отклонение нижнего накатного ролика относительно заготовки определяется выражением Аду д = Аду - Адд или:

АД7.9 = (н7.1 ■ Aki + Ну 2 • &к2 + н7.3 ' Ак3 + Н7 4 • Ак4 + Н7 б ■ Акб + + Я7.7 • Аку) — Нд \ ■ Акд.

Разработанная базовая конструкция головки позволяет ей самоустанавливаться по наружному диаметру заготовки. Поэтому получаемые параметры точности резьбы определяются в основном точностью самой головки (8). Они непосредственно зависят от точности изготовления верхнего Дк8 и нижнего Аку роликов, а также от точности изготовления и положения в корпусе базовых осей Ak¡, Ak(¡.

Для визуализации деталей и узлов проектируемой головки используется графический пакет системы T-FLEX CAD, позволяющий работать как с трехмерными 3D, так и с двухмерными 2D моделями.

В четвертой главе рассматриваются вопросы формирования силовых параметров и размера динамической настройки при накатывании резьбы тангенциальными головками. Эти исследования являются приоритетными, так как определяют решение задач управления процессом обработки, выбора мощности привода и выполнения прочностных расчетов деталей накатных головок и станка. В процессе накатывания тангенциальная головка воспринимает действие радиальной Рц и поперечной Ру сил, между максимальными значениями которых (согласно проведенным исследованиям) имеет место соотношение Рутах = (0,32 -0¿6)-PRmax-

На детали системы в общем случае действует собственная нагрузка, в виде трех сил и моментов Р, = (Рх,-, Ру, , Р2/, Mxl, Myi, Mzî). Суммарная нагрузка, передаваемая на звенья системы с учетом ее трансформации, возникающей при передаче нагрузки от одного звена i к другому j, определяется вектором Fj = (Fxj , Fyj , Fzj , mxj > myj > ,nzj)> составляющие которого рассчитываются по формуле:

i = п

F ■ =Р + J J .

I wirP,

■■j + 1

Л

F . XJ pXJ

Fyj pyj

P . ZJ

m ■ xj Mxj

myj Myj

m ■ 2] My

i - п

+ Z

1

0 1

0 0 1

0 Ey

E z 0 ~Ex

-E У E X 0

или в развернутой форме: 0

1

0 1 0 0 1

Pxi

pyi

P . ZI

Mxi

Myi

Mzi

где Wjl - матрица передачи нагрузки; ее элементами являются составляющие векторы вспомогательных баз к! соответствующей детали: Ех = Еу = Б¡; Е2 = П. Под действием суммарной нагрузки Р] возникают упругие перемещения звена и/ = , иу\ , и21 , (рХ1 , <ру1, их рассчитывают по матричной

формуле щ - £ I ■ Р{, которая в развернутой записи имеет вид:

их1 $11 0 0 0 0 0

иуп 0 $22 0 0 0 $26

0 0 $33 0 $35 0

<Рх, 0 0 0 $44 0 0

ь- 0 0 $53 0 $55 0

<р* 0 $62 0 0 0 $66

г*

г*

тх1

туп

т2!

где - матрица податливости, элементы которой определяют упругие перемещения звена (три смещения мХ1-, Иу/, мг(- и три поворота (рх1, <Ру1, (р21) под действием единичного вектора, действующего на звено нагрузки

Упругие перемещения деталей накатной головки и станка можно рассчитать:

и1

"2 =

ип

$о,

О

о

$02

Оп

г,

Р2

Рп

(10)

или в сокращенной форме записи и = ¿¡д ■ Р, где ¿о - матрица податливости звеньев; Р - вектор действующей нагрузки;

п - количество составляющих звеньев технологической системы.

В результате на замыкающем звене возникают смещения А^, Б¿>, и повороты А,), Д.), ~/() накатной головки относительно баз детали, которые образуют вектор динамической настройки к^ = (Л(), Б(), Г(), Дэ, %)).

В составляющие вектора к^ входят также линейные АЬТ = (от/, 6Т/, ст() и угловые Аа = (Ар/, уЗт/, отклонения на деталях, порождаемые тепловыми деформациями; их также можно рассчитать, используя зависимости:

Д£т = АЬо (1 - е Да,- = Лао (1 - е

где ДЬд и Дсад - линейные и угловые отклонения в начальный момент;

г - время;

Р - показатель степени экспоненциальной зависимости.

Формирование погрешности на замыкающем звене технологической системы (£>кд = (ЫАЛ > ЫБЛ > ЫГЛ > «ЯЛ > ю/?/1 > ыул) происходит на трех этапах достижения точности: в процессе установки Шу, статической а)си динамической Юд настройки и определяется как сумма: и^хА = С0у + (ос + шд. Условием достижения требуемой точности обработки является (ЯКА - когда

погрешности составляющих вектора Кд не превышают установленные на них допуски:

<»АА ^ ТАА ; ®БА ^ ТБА ; ЫГА ^ ТГА ЫАА ^ ТХА \ ^ ТрА ; ыуА ^ ТуА-

Расчетами определены следующие ограничения для составляющих погрешности настройки системы: соу < 0,20 Тед ; сос < 0,65 Тед', сод <0,15 Тцд и для накатываемой резьбы M24-6g, когда = Тед = 0,150 мм получим:

Шу < 0,03 мм ; сос < 0,1 мм; сод < 0,023 мм.

Для анализа напряжений и деформаций накатной головки (рис. 3) была разработана конечно-элементная модель, исследования которой показали, что упругие перемещения корпуса не превышают допустимые значения.

0.03538

0.03094

М|П 0

0.00884

0.00442

0.0132В

0.02652

0.01768

0.0221

Л*

Рис. 3. Упругие деформации корпуса тангенциальной накатной головки.

Выделив из выражения (9) составляющие размерной цепи Бд, получим уравнение: Бл = - Б] + Б2 + Б$ - Б4, в котором Б\ = Б4 - радиусы роликов, а сумма + £3 = Ба определяет расстояние между осями отверстий корпуса.

В результате можно записать для номиналов ¿2 = Бд = Ор + Б0 и допусков Т (аУ = ТбА = Т~Ор + тБо- Таким образом, при = сос < 0,1 мм (для М24-6§) получим выражение Т^Ас = ^Ир + ^Яо = 0,1 мм, позволяющее обоснованно установить допуски на диаметры накатных роликов Тд^ = 0,02 мм и на расстояние = 0,08 мм между осями базовых отверстий в корпусе накатной головки.

На рис. 4. показана полученная общая закономерность изменения радиальных Рц и поперечных Ру сил в процессе накатывания (как функция выполненных оборотов изделия и времени Т^) для головок с роликами одинакового и разных диаметров.

Рка.ЭоН

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200

0 -100

/

/ >ЧЧ .

/ / /

// 'Рш

Рр/ / / / / /

/ / / / / ' / /

у"' \Ру

/'У /'/у ■у У / / У * РУ1 \\ \\ \\

'У \\ «

0 3,78 7,56 11,34 15,12 18,9 22,68 26,46 1ц,об

1-1-1-1-1-1-,-,-1

О 0,45 0,9 1,35 1,8 2,25 2,7 3,15 Тц.сек

Рис. 4. Изменение радиальных Рд и поперечных Ру сил при накатывании резьбы М28х2 мм роликами одинакового (сплошные кривые) и неодинаковых диаметров (штриховые кривые).

В пятой главе рассматриваются задачи адаптивного управления процессом накатывания резьбовых поверхностей тангенциальными головками. Накатывание резьбы происходит при совокупном действии ряда случайных и систематических факторов - изменения припуска, физико-механических свойств материала, жесткости системы, режимов, условий и параметров настройки, которые оказывают существенное влияние на протекание процесса, на формирование параметров точности и производительности обработки. Накатывание резьбы по жесткому циклу, без учета особенностей конкретной детали не позволяет получить более высокие параметры точности и

производительности обработки. Эффективное решение этих задач обеспечивает адаптивное управление, которое реализуется с использованием разработанных адаптивных накатных головок и программных методов адаптивного управления. На рис. 5 представлена схема обработки точных по шагу винтов с использованием осевой резьбонакатной головки с адаптивным управлением.

Рис. 5. Схема обработки точных по шагу винтов с использованием осевой резьбонакатной головки с адаптивным управлением.

Внутренняя часть головки (передний и задний диски, накатывающие ролики с кольцевой резьбой) свободна в осевом направлении относительно корпуса. Захватив вращающуюся заготовку, ролики начинают вращаться и перемещаться вдоль оси заготовки самозатягиванием. По причине возникающей на заготовке погрешности шага осевые перемещения роликов за один оборот (5 ± (55) не соответствуют заданной по ходовому винту станка осевой подаче и требуемому шагу Р резьбы. Это приводит к рассогласованию осевых перемещений корпуса и роликов. При опережении или отставании заднего диска относительно корпуса, обусловленном накоплением ошибки шага, происходит поворот заднего диска вокруг оси. Это приводит к изменению угла перекрещивания /1Ср осей роликов, что позволяет компенсировать текущую погрешность шага резьбы. Поворот диска обеспечивает взаимодействие пальца с винтовым пазом корпуса. В результате головка автоматически самоподнастраивается, компенсируя возникающую погрешность шага резьбы, что показывает график на рис. 5.

Разработанные адаптивные тангенциальные головки позволяют в 7-8 раз

уменьшить самопроизвольные осевые перемещения роликов, что обеспечивает

стабильность процесса и более высокие параметры точности резьбы. Для

адаптивного управления тангенциальными головками применены ролики

конической формы, благодаря которой при их самопроизвольном осевом

перемещении происходит изменение соотношения диаметров обкатывающихся

поверхностей, что обеспечивает возвращение роликов в исходное положение.

Величина оборотного осевого перемещения определяется выражением:

И

АБ = Р -Р-У-,

и а

ч

где Ри - ход многозаходной резьбы ролика;

Бц и ¿ц - диаметры центроид ролика и изделия соответственно.

Таким образом, ролики в процессе накатывания постоянно осциллируют около оптимального осевого положения, реагируя на изменение соотношения диаметров обкатывающихся поверхностей и обеспечивая непрерывную поднастройку инструмента. Детали, обработанные адаптивной резьбонакатной тангенциальной головкой, соответствуют 4 степени точности по ГОСТ 16093-2004 при шероховатости резьбовой поверхности 11а < 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73; детали, обработанные обычной резьбонакатной головкой, соответствуют 6 степени точности при шероховатости Ла < 0,63 мкм.

На станках с ЧПУ компенсировать самопроизвольное осевое перемещение роликов возможно также программными методами. Для этого необходимо рассчитать перемещение роликов за цикл из пт оборотов, а затем запрограммировать осевое перемещение головки на ту же величину, но в обратном направлении. В результате при заглублении роликов головка будет смещаться в осевом направлении в функции выполняемых оборотов: 2(п) = Р(АБ-п), п = 1, 2,3,..., до п = пт.

Для накатывания тангенциальными головками резьбы, длина которой многократно превышает ширину роликов, разработан способ, основанный на задании специальной геометрии роликов и программируемого цикла, при которых возникают или обеспечиваются рабочие осевые перемещения инструмента на неограниченную длину.

В шестой главе рассматриваются практическое использование и экономическая эффективность результатов исследований. Для проектирования резьбонакатных операций разработаны алгоритмы расчета и пакеты прикладных программ (ППП). Разработанный ППП для проектирования и исследования резьбонакатных операций позволяет пользователю в диалоге с ЭВМ осуществлять автоматизированное решение широкого комплекса конструкторско-технологических задач по проектированию и расчету резьбонакатных головок, по назначению и расчету параметров процесса накатывания резьб. Предложенный алгоритм расчетов параметров заготовки и

накатывающих роликов (рис. 6) может быть использован для накатывания резьб открытым и закрытым контуром. Получаемые конструкторско-технологические рекомендации позволяют обеспечить требования точности резьб широкого диапазона: 4Ь, бе, 6g, 8g.

/4

1-1

Определение максимальной Ьеличины у -ругой деформации по тарную (237)

Шкатыйаии?

открыты» коп-

/пуром. Параметры ролика ло точной формуле (2А0)

Накатывание открытым /гон-пирам. Параметры ролига по упрощенной формуле (2м)

Накатывание Закрытым контуром. Пара' метры ролука поточной

формуле (2.ЬН,

Накатывание закрытым кон-турок Параметры ролика ло упрощенной формуле(2А5)

МЛ-РЩ2)

/Продолжать^ [эксперименты

\ будете?

\ т-

41

( Конец У*

Рис. 6. Алгоритм расчета на ЭВМ параметров заготовки и роликов.

Исследования физико-механических свойств, микротвердости и микроструктуры накатанных резьб показали, что по сравнению с нарезанными резьбами предельная нагрузка на разрыв повышается на 20-30%, циклическая прочность деталей увеличивается в 2-3 раза, а усталостная прочность - в 1,5 раза. Микротвердость резьбы, полученной накатыванием, повышается по сравнению с исходной за счет наклепа на 15-25%, резьбовая поверхность приобретает мелкую зернистость. Это обусловливает высокую износостойкость соединений и повышение антикоррозионных свойств. При этом экономия материала по сравнению с нарезанием в зависимости от диаметра и шага резьбы составляет 20-30%, а обработка нержавеющих, кислотоупорных и жаропрочных сталей, а также титановых сплавов накатыванием гораздо проще, чем резанием.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны конструкции ряда резьбонакатных головок, включая головки с адаптивным управлением, используемые в различных многоинструментальных наладках, а также общемашиностроительные нормативы режимов обработки, норм расхода и износа тангенциальных резьбонакатных головок, руководящие материалы, государственные и отраслевые стандарты, учебники и учебные пособия по их применению. Они нашли внедрение на многих машиностроительных предприятиях различных отраслей промышленности. Освоено централизованное изготовление базовой конструкции резьбонакатной головки типа ТНГС для накатывания на автоматизированном оборудовании резьб диаметром от 6 до 48 мм. Разработанные конструкции накатных головок типа ТРГ представлены тремя типоразмерами. Их применяют для накатывания на труднообрабатываемых материалах цилиндрических и конических резьб метрического и специального профиля с относительно крупными шагами и диаметрами накатываемых резьб от 2 до 28 мм. Для станков с ограниченным рабочим пространством

разработана малогабаритная головка ТРГВ-0 с гибкой кинематической связью роликов для диаметров резьбы от 1,2 до 12 мм.

Составляющими эффективности применения резьбонакатных головок на многоцелевых станках являются: уменьшение продолжительности операций, состава оборудования, производственных площадей и потребляемой электроэнергии; повышение параметров качества резьбы - точности, шероховатости, поверхностной твердости, эксплуатационных свойств; повышение стойкости и уменьшение расходов на инструмент.

Новые технологии, руководящие материалы и конструкции резьбонакатных головок, включая головки с адаптивным управлением, внедрены на машиностроительных заводах России и в странах СНГ (АвтоВАЗ, г. Тольятти; автозавод «ЗИЛ», г. Москва; ПО «Завод имени A.A. Масленникова», г. Самара; ОАО «Станкоагрегат», г. Москва; Тепловозостроительный завод, г. Луганск; ПО «Рязсельмаш», г. Рязань; НИИТ Криогенмаш, г. Москва; завод «Фрезер», г. Москва; завод ВНИИИНСТРУМЕНТ, г. Москва и др.). Результаты работы внедрены в учебный процесс технических вузов. Эффективность применения одной накатной головки составляет не менее 9 6 тыс. руб. в год, а годовой экономический эффект от внедрения новых технологий на перечисленных выше заводах составляет 9,2 млн. руб.

В приложении представлены: руководящие материалы и рекомендации по применению тангенциальных резьбонакатных головок; расчеты напряжений и деформаций, акты внедрения, патенты и авторские свидетельства на изобретения.

Общие выводы

В результате проведенных исследований дано решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное научное и народнохозяйственное значение - раскрытие технологических связей процесса тангенциального

резьбонакатывания, позволивших разработать новые технологии, программируемые, адаптивно управляемые циклы накатывания резьб, в том числе неограниченной длины, и конструкции резьбонакатных головок, применение которых на многоцелевых станках, станках с ЧПУ и в наладках многоинструментальных станков значительно повышает эффективность изготовления деталей.

1. Разработанные программные циклы позволяют интегрировать в технологические наладки многоцелевых станков и станков с ЧПУ тангенциальные резьбонакатные головки и ролики, обеспечивая расширение технологических возможностей дорогостоящих станков, значительное повышение эффективности их работы и качества изделий.

2. Накатывание резьбы на многоцелевых станках выполняется с одной установки при минимальных программируемых перемещениях с возможностью параллельного выполнения других переходов, что обеспечивает сокращение продолжительности рабочего цикла и повышение точности обработки детали за счет уменьшения влияния погрешности установки заготовки и инструмента.

3. Исследование закономерностей кинематики накатывания резьб тангенциальными головками позволило определить и формализовать величины, характер и направления осевых перемещений накатывающих роликов, представив их как функцию установочных параметров инструмента и изделия, шага резьбы, величин центроид (аксоидов) и эксплуатационных параметров. Выявлено, что осевые перемещения роликов нелинейны по всему циклу обработки резьбы, а их формирование в результате изменения соотношения величин центроид инструмента и изделия является одним из основных факторов возможности реализации процесса накатывания.

4. Установлено, что радиус накатывающего ролика, рассчитываемый из условия равенства нулю суммарных осевых перемещений инструмента, определяется интегральными выражениями, в которых учитываются закономерности прироста радиуса изделия и изменения величин центроид,

упругие деформации роликов и особенности взаимной обкатки инструмента и изделия в процессе накатывания. Полученные интегральные выражения позволяют рассчитать радиусы роликов при накатывании резьб как закрытым, так и открытым контуром.

5. Описание геометрической точности деталей тангенциальной накатной головки обобщенными координатами позволяет выявить и рассчитать пространственные размерные связи функционально связанных деталей накатной головки и обоснованно определить параметры точности ее деталей, исходя из требований обработки.

6. Расчет параметров геометрической точности резьбовой поверхности накатывающих роликов необходимо осуществлять с учетом технологии обработки изделия открытым или закрытым контуром. Разработанная методика позволяет рассчитать геометрические параметры роликов для накатывания различных цилиндрических и конических резьб, а также для резьб с натягами и для получения резьб, предназначенных под покрытие.

7. Выявленные закономерности изменения сил накатывания резьбы показывают, что в процессе рабочего хода радиальные силы возрастают до максимальных значений. Поперечные силы приобретают максимальные значения при прохождении 0,7 длины рабочего хода, а в конце накатывания практически равны нулю. В момент остановки инструмента, при калибровании резьбы, происходит снижение радиальных сил и уменьшение в системе упругих перемещений. В момент выхода роликов из контакта с заготовкой радиальные и поперечные силы возрастают, при этом, поперечные силы меняют направление, подвергая инструмент знакопеременной нагрузке.

8. Установлено, что абсолютные максимальные значения радиальных сил, воспринимаемых накатывающими роликами, значительно больше максимальных поперечных сил, воспринимаемых станком и находятся в

следующем соотношении Рутах = (0,32 -0ЗфРдтах: ■

9. Предложенный способ адаптивного управления процессом тангенциального резьбонакатывания позволяет устранить возмущающие осевые перемещения инструмента либо путем непрерывной поднастройки соотношения диаметров центроид роликов и изделия, либо путем непрерывной поднастройки угла скрещивания осей роликов и изделия, что обеспечивает сохранение заданной статической характеристики соотношения величин центроид. Это позволяет исключить в конструкции головок механизмы компенсации осевых отклонений роликов и синхронизации частоты их вращения.

10. Разработанная самоподнастраивающаяся адаптивная головка позволяет при накатывании резьб М16х1,5 уменьшить накопленное осевое перемещение роликов с 0,44 мм до 0,06 мм, что обеспечивает получение изделий более высокого качества — четвертой степени точности резьбы (при шероховатости поверхности резьбы 11а<0,32 мкм) по сравнению с шестой степенью (при шероховатости 0,63 мкм), получаемых при обычном инструменте.

11. Полученные аналитические зависимости позволяют оценить влияние погрешности установки накатных головок при различных схемах их базирования на отклонения рабочих поверхностей роликов, что дает возможность на этапе проектирования определить требования к геометрической точности базовых поверхностей головки, исходя из требований точности накатывания резьбы.

12. Результаты исследований, представленные в виде новых технологий, общемашиностроительных нормативов режимов обработки, норм расхода и износа инструмента, руководящих материалов и базовых конструкций тангенциальных резьбонакатных головок, а также головок с адаптивным управлением, нашли внедрение в технологических процессах механической обработки на машиностроительных заводах России и в странах СНГ (АвтоВАЗ, г. Тольятти; автозавод «ЗИЛ», г. Москва; ПО «Завод имени

A.A. Масленникова», г. Самара; ОАО «Станкоагрегат», г. Москва; Тепловозостроительный завод, г. Луганск; ПО «Рязсельмаш», г. Рязань; НИИТ Криогенмаш, г. Москва; завод «Фрезер», г. Москва; завод ВНИИИНСТРУМЕНТ, г. Москва и др.). Результаты работы внедрены также в учебный процесс технических вузов. Годовой экономический эффект от внедрения новых технологий на перечисленных заводах составляет 9,2 млн. руб., а эффективность применения одной накатной головки составляет не менее 9 6 тыс. руб. в год.

Основные публикации по теме диссертации

В рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

1. Хостикоев М.З. Технология накатывания резьб большой длины / Хостикоев М.З., Тимирязев В.А., Чертов Ф.Н. // Ж. Известия МГТУ «МАМИ». -2011.-№2(12), с. 177-180.

2. Хостикоев М.З. Уменьшение влияния погрешности установки режущего инструмента на многоцелевых станках программными методами / Хостикоев М.З., Гололобова A.A., Чертов Ф.Н. // Ж. Вестник МГТУ «Станкин». -2011.-№4(17), с. 43^15.

3. Хостикоев М.З. Повышение производительности обработки на станках с ЧПУ путем применения тангенциальных накатных головок // Кн. Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 12; Препринт «Прогрессивные технологии машиностроительных производств». - М.: «Горная книга», с. 51-53.

4. Хостикоев М.З. Автоматическая оценка состояния режущего инструмента на многоцелевых станках / Тимирязев В.А., Хостикоев М.З. // Ж. Известия МГТУ «МАМИ». - 2011. - № 1 (11), с. 198-202.

5. Хостикоев М.З. Изготовление буровых долот на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах с резьбонакатным инструментом / Хостикоев М.З.,

Махненко А.Н. // Кн. Горный информационно-аналитический бюллетень. -2011. - № 4. - М.: «Горная книга», с. 322-323.

6. Хостикоев М.З. Управление геометрией инструмента в процессе обработки // Кн. Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. -№ 4. - М.: «Горная книга», с. 319-321.

7. Хостикоев М.З. Расширение технологических возможностей и повышение эффективности многоцелевых станков путем интеграции в их наладки тангенциальных резьбонакатных головок // Кн. Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2011. - № 12; Препринт «Прогрессивные технологии машиностроительных производств». - М.: «Горная книга», 2011, с. 54-56.

8. Хостикоев М.З. Автоматическое управление параметрами резьбонакатного инструмента / Хостикоев М.З., Бойко П.Ф., Махненко А.Н. // Ж. Технология машиностроения. - 2012. - № 5, с. 58-60.

9. Хостикоев М.З. Кинематика накатывания резьб тангенциальными головками //Ж. Вестник машиностроения. - 1977. — № 4, с. 39-41.

10. Хостикоев М.З. Расчет диаметра накатывающих роликов тангенциальных головок. // Ж. Станки и инструмент. - 1978. - №12, с. 24-25.

11. Хостикоев М.З. Основы создания адаптивных металлообрабатывающих инструментов // Ж. Механизация и автоматизация производства. - 1978. -№ 11, с. 23-26.

12. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТНГС. / Грудов A.A., Комаров П.Н., Хостикоев М.З. // Ж. Станки и инструмент. -1976. -№ 7, с. 27-28.

13. Хостикоев М.З. Высокопроизводительные конструкции резьбонакатного инструмента // Ж. Машиностроитель. - 1980. - № 9, с. 30.

14. Хостикоев М.З. К вопросу определения сил при накатывании резьб тангенциальными головками / Хостикоев М.З., Султанов Т.А. // Ж. Известия высших учебных заведений. - 1982. -№ 10, с. 91-94.

15. Хостикоев М.З. Инструментальное обеспечение модульных технологических процессов / Хостикоев М.З., Рыбальченко Ю.Л. // Ж. Станки и инструмент. - 1989. - № 11, с. 27-28.

16. Хостикоев М.З. Процесс накатывания резьбы и расчет инструмента / Хостикоев М.З., Новиков O.A., Салатов Б.Х. // Ж. Авиационная промышленность. - 1990. - № 9, с. 52-56.

17. Хостикоев М.З. Квалиметрия сменных режущих пластин резьбовых резцов. / Хостикоев М.З., Орлов Е.М. // Ж. Обработка металлов. - 2005. - № 2, с. 30-32.

В других изданиях

18. Хостикоев М.З. Повышение эффективности многоцелевых станков путем интеграции в их наладки тангенциальных резьбонакатных головок // Сборник научных трудов семинара «Современные технологии в горном машиностроении». - М.: МГГУ, 2012, с. 164-167.

19. Хостикоев М.З. Адаптивное управление геометрией инструмента в процессе обработки // Сборник научных трудов семинара «Современные технологии в горном машиностроении». - М.: МГГУ, 2011, с. 66-72.

20. Хостикоев М.З. Применение резьбонакатного инструмента на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах / Хостикоев М.З., Телегина O.A. // Сборник докладов XIV научной конференции по математическому моделированию и информатике МГТУ «Станкин». - М.: ИММ РАН, 2011, с. 179-181.

21. Хостикоев М.З. Технология накатывания винтовых поверхностей на валах / Хостикоев М.З., Темников В.А., Телегина O.A. // Сборник научных трудов семинара «Современные технологии в горном машиностроении». - М.: МГГУ, 2011, с. 80-83.

22. Хостикоев М.З. Создание адаптивного резьбонакатного инструмента // Сборник докладов XIV научной конференции по математическому

моделированию и информатике МГТУ «Станкин». - М.: ИММ РАН, 2011, с. 184-186.

23. Хостикоев М.З. Современные технологии изготовления буровых долот на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах с резьбонакатным инструментом / Хостикоев М.З., Махненко А.Н. // Сборник научных трудов семинара «Современные технологии в горном машиностроении». - М.: МГГУ, 2011, с. 84-87.

24. Хостикоев М.З. Теория обработки материалов // Учебное пособие. -М.: «Нефть и газ», 1996, 126 с.

25. Хостикоев М.З. Повышение производительности резьботочения с применением многозубых резьбовых пластин / Хостикоев М.З., Орлов Е.М. // Ж. Инструмент, технология, оборудование: новости. - 2005. - № 8, с. 11.

26. Хостикоев М.З. Переточка режущего инструмента / Хостикоев М.З., Орлов Е.М., Киричев Б.В. // Ж. Инструмент, технология, оборудование: новости. - 2005. - № 5, с. 46.

27. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки // Монография. - М.: НИИМАШ, 1984, 67 с.

28. Хостикоев М.З. Резьбонакатные головки // Методические указания. -М.: МИНГ им. И.М. Губкина, 1989, 25 с.

29. Хостикоев М.З. Резьбообразующий инструмент / Гречишников В.А., Султанов Т.А., Хостикоев М.З. и др. // Монография. - МГТУ «Станкин» -Пензенский государственный университет. - Пенза: Изд. Пензенского технологич. ин-та, 1999, 405 с.

30. Хостикоев М.З. Современные технологические методы обработки деталей // Монография «Конструирование машин». Т. 2. - М.: «Машиностроение», 1994, с. 254-276.

31. Хостикоев М.З. Особенности расчета параметров процесса резьбонакатывания // Сборник «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России». - М.: «Нефть и газ», 1994, с. 227.

32. Хостикоев М.З. Автоматизированное проектирование процесса резьбонакатывания / Хостикоев М.З., Лавровская И.Б., Новиков O.A. // Сборник трудов «Автоматизированное проектирование». - № 550, М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991, с. 46-51.

33. Хостикоев М.З. Общемашиностроительные нормативы режимов резания / Локтев А.Д., Гущин И.Ф., Хостикоев М.З. и др. // Справочник. Т. 2. -М.: «Машиностроение», 1991, 304 с.

34. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТНГС / Грудов A.A., Хостикоев М.З., Комаров П.Н. // Межотраслевая информация. -№ 81-76. - сер. 10-08. - М.: НИИМАШ, 1976, 4 с.

35. Хостикоев М.З. Анализ конструктивных параметров, точности и распределения нагрузки резьбонарезного инструмента / Хостикоев М.З., Новиков O.A. // Методические указания. - М.: МИНГ им. И.М. Губкина, 1990, 23 с.

36. Хостикоев М.З. Расчет диаметра накатывающих роликов тангенциальных головок // Ж. Machines & Tooling (Англия). - 1978. - № 12, с. 32-33.

37. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТНГС // Ж. Machines & Tooling (Англия). - 1976. - № 7, с. 35-37.

38. Хостикоев М.З. Особенности проектирования тангенциальных резьбонакатных головок // Сборник «Прогрессивные технологические процессы точной и высококачественной обработки деталей»: Материалы научно-технической конференции. - Саратов: Саратовский университет, 1978, с. 103-108.

39. Хостикоев М.З. Исследование силовых зависимостей процесса накатывания резьб тангенциальными головками // Сборник трудов «Прогрессивный режущий инструмент. Высокопроизводительное резание». — М.: ВНИИ, 1978, с. 48-70.

40. Хостикоев М.З. Классификационные признаки и формы приспосабливания адаптивных металлообрабатывающих инструментов // Сборник трудов «Прогрессивный режущий инструмент. Высокопроизводительное резание». - М.: ВНИИ, 1978, с. 27-38.

41. Хостикоев М.З. Металлорежущий инструмент / Хостикоев М.З., Комаров П.Н., Борисов С.Н. // Каталог. - Ч. 3. - раздел 3, «Резьбонакатный инструмент». - М.: НИИМАШ, 1976, с. 199-280.

42. Хостикоев М.З. Малогабаритная тангенциальная резьбонакатная головка типа ТРГВ-0 / Хостикоев М.З., Бродский A.M. // «Межотраслевая информация». - № 79-76. - сер. 10-08. - М.: НИИМАШ, 1976, 2 с.

43. Хостикоев М.З. Инструменты для накатывания резьб на токарных автоматах // Сборник «Высокопроизводительные конструкции режущего инструмента»: Материалы научно-технического семинара. - М.: МДНТП, 1976, с. 29-35.

44. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТРГ с синхронизацией вращения роликов / Хостикоев М.З., Бродский A.M. // «Межотраслевая информация». - № 80-76. - сер. 10-08. - М.: НИИМАШ, 1976,2 с.

45. Хостикоев М.З. Новые конструкции тангенциальных резьбонакатных головок / Хостикоев М.З., Бродский A.M. // Ж. Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент. 1975. - Вып. 12. -М.: НИИМАШ, с. 9-16.

46. Хостикоев М.З. Исследование микротвердости резьбы, накатанной на различных конструкционных материалах // Сборник трудов «Высокопроизводительные процессы и режимы производства и эксплуатации инструмента. Контроль качества материалов и изделий». - М.: ВНИИ, 1975, с. 158-166.

47. Хостикоев М.З. Динамика накатывания резьб тангенциальными головками / Хостикоев М.З., Смирнов Б.А., Султанов Т.А. // Сборник трудов

«Высокопроизводительные процессы, режимы производства и эксплуатации инструмента. Контроль качества материалов и изделий». - М.: ВНИИ, 1975, с. 152-157.

48. Хостикоев М.З. Некоторые особенности расчета тангенциальных резьбонакатных головок / Султанов Т.А., Хостикоев М.З. // Сборник «Повышение производительности и эффективности обработки материалов резанием»: Материалы научно-технического семинара. - М.: МДНТП, 1975, с. 152-156.

49. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки / Султанов Т.А., Хостикоев М.З. // Сборник «Высокопроизводительный режущий инструмент»: Материалы научно-технического семинара. - М.: МДНТП, 1974, с. 95-98.

50. Хостикоев М.З. ГОСТ 9472-70 «Крепление инструмента на оправках. Типы и размеры» / Хостикоев М.З., Верченко В.Р., Ремезов Н.С. - М.: Издательство стандартов, 1970, 14 с.

51. Хостикоев М.З. Общемашиностроительные нормативы режимов обработки резьб и нормы расхода инструмента при применении тангенциальных резьбонакатных головок, накатных роликов к станкам и гребенчатых фрез / Хостикоев М.З., Кирин H.H., Гарибов В.Р. и др. - М.: НИИМАШ, 1984, 57 с.

Патенты и авторские свидетельства на изобретения

52. Хостикоев М.З. Способ накатывания резьб / Хостикоев М.З., Тимирязев В.А. // Положительное решение о выдаче патента № 2011116647/02(024704) от 27.04.2011.

53. Хостикоев М.З. Резьбонакатной патрон / Хостикоев М.З., Султанов Т.А., Помазков В.И. и др. // Авторское свидетельство СССР № 397255. -Бюллетень изобретений. - № 37, опубл. 17.09.1973.

54. Хостикоев М.З. Устройство для накатывания внутренних резьб / Хостикоев М.З., Грудов A.A., Комаров П.Н. и др. // Авторское свидетельство СССР № 506461. - Бюллетень изобретений. - № 10, опубл. 15.03.1976.

55. Хостикоев М.З. Тангенциальная резьбонакатная головка / Хостикоев М.З., Султанов Т.А. // Авторское свидетельство СССР № 505479. - Бюллетень изобретений. - № 9, опубл. 05.03.1976.

56. Хостикоев М.З. Тангенциальная резьбонакатная головка / Хостикоев М.З., Султанов Т.А. // Авторское свидетельство СССР № 846018. - Бюллетень изобретений. - № 26, опубл. 15.07.1981.

57. Хостикоев М.З. Резьбонакатная головка / Хостикоев М.З., Долинский A.B. // Авторское свидетельство СССР № 963649. - Бюллетень изобретений. -№37, опубл. 07.10.1982.

58. Хостикоев М.З. Способ формирования резьб // Авторское свидетельство СССР № 1346314. - Бюллетень изобретений. - № 39, опубл. 23.10.1987.

59. Хостикоев М.З. Способ формирования резьбовых поверхностей / Хостикоев М.З., Овсеенко А.Н., Губарь В.А. и др. // Патент РФ №2019352. -Бюллетень изобретений. - № 17, опубл. 15.09.1994.

60. Хостикоев М.З. Способ накатывания цилиндрической резьбы / Хостикоев М.З., Сергеев A.B. // Авторское свидетельство СССР № 1763075. -Бюллетень изобретений. - № 35, опубл. 23.09.1992.

61. Хостикоев М.З. Способ формирования резьб на деталях глубинных насосов добывающих скважин / Хостикоев М.З., Беззубов A.B., Козловский A.M. и др. // Патент РФ № 2071882. -Бюллетень изобретений. - № 2, опубл. 20.01.1997.

62. Хостикоев М.З. Способ накатывания резьб // Патент РФ № 2058847. -Бюллетень изобретений. - № 12, опубл. 27.04.1996.

63. Хостикоев М.З. Сборный токарный резец, оснащенный механически закрепляемой сменной режущей многогранной пластиной / Хостикоев М.З.,

Хахалев А.Г., Орлов Е.М. и др. // Патент РФ № 2443509. - Бюллетень изобретений. -№ 6, опубл. 27.02.2012.

Всего по теме диссертации опубликовано 69 работ и получено 20 патентов и авторских свидетельств на изобретения.

Подписано в печать 02.07.2012 Формат 60x90/16.

Бумага офсетная Усл. п.л. 1,8

Тираж 100 экз. Заказ №298

Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина 119991, Москва, Ленинский проспект, 65 Тел.: 8(499)233-95-44

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Задачи повышения эффективности изготовления деталей на многоцелевых станках.

1.2. Технологические методы и средства формообразованияи винтовых поверхностей накатыванием с применением накатных головок.

1.3. Цель и задачи диссертационной работы.

ГЛАВА 2. ИНТЕГРАЦИЯ РЕЗЬБОФОРМИРУЮЩИХ НАКАТНЫХ ОПЕРАЦИЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НА МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКАХ

2.1. Расширение технологических возможностей и повышение эффективности многоцелевых станков путем введения в их наладки тангенциальных резьбонакатных головок.

2.2. Разработка для многоцелевых станков и станков с ЧПУ циклов выполнения резьбонакатных переходов с использованием тангенциальных головок.

2.3. Уменьшение влияния осевых перемещений инструмента на точность обработки, расчет диаметральных размеров накатывающих роликов.

2.4. Кинематика процесса накатывания резьбы тангенциальными накатными головками.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ НАКАТНЫХ ГОЛОВОК . 98 3.1. Методика расчета геометрической точности тангенциальных накатных головок.

3.2 Расчет точности исполнительной резьбовой поверхности накатных роликов.

3.3. Исследование влияния погрешности установки накатной головки на точность получаемой резьбовой поверхности.

3.4. Разработка и анализ конструкций тангенциальных накатных головок.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ И РАЗМЕРА ДИНАМИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ПРИ ТАНГЕНЦИАЛЬНОМ НАКАТЫВАНИИ РЕЗЬБЫ.

4.1. Формирование размера динамической настройки при накатывании резьбы тангенциальными головками.

4.2. Исследование характера изменения силовых параметров в процессе накашвания резьбы.

4.3. Влияние параметров заготовки, инструмента и режимов обработки на силы накатывания резьбы.

4.4. Разработка методики расчета сил накатывания резьбы тангенциальными головками.

4.5. Выводы.

ГЛАВА 5. АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ НАКАТЫВАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

5.1. Управление точностью и производительностью обработки с использованием адаптивного инструмента.

5.2. Разработка способов самоподнастройки тангенциальных резьбонакатных головок.

5.3. Разработка и исследование адаптивных резьбонакатных головок

5.4. Применение программных методов для адаптивного управления процессом резьбонакатывания и для получения накатыванием резьб неограниченной длины.

5.5. Выводы.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

6.1. Разработка пакета прикладных программ для проектирования резьбонакатных операций.

6.2. Повышение прочности и качества резьбовых поверхностей, получаемых накатыванием.

6.3. Внедрение результатов исследований.

6.4. Экономическая эффективность результатов работы.

6.5. Выводы.

Актуальность темы диссертации. Одним из актуальных направлений в современной металлообработке является создание и применение нового вида станочного оборудования - многоцелевых обрабатывающих центров и технологических комплексов с полифункциональными возможностями, которые обеспечивают реализацию высоких технологий для ресурсо- и энергосбережения. Такое оборудование характеризуется увеличением состава выполняемых на станке технологических функций, увеличением технических средств инструментального оснащения и энергоемкости механообработки. При этом происходит интеграция различных процессов, реализуемых на одном станке как функционально связанных переходов, выполняемых в рамках одной комплексной технологической операции. Создание таких сложных полифункциональных комплексов представляет собой процесс комплексирования, которое предусматривает необходимость решения ряда научных задач. В результате комплексирования представляется возможным создание многофункциональных технологических комплексов, осуществляющих автономную работу по изготовлению деталей, и, в данном случае, по изготовлению деталей тел вращения, в гибком автоматизированном производстве. Такие многофункциональные комплексы призваны обеспечить:

- компактность технологических переделов, получаемую за счет меньшего числа станков и производственных площадей, используемых при решении одной и той же технологической задачи;

- сокращение производственного цикла изготовления детали за счет замены технологического маршрута прохождения заготовкой нескольких станков, одним многоцелевым станком.

Значительным резервом дальнейшего повышения эффективности изготовления деталей тел вращения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ является выполнение на них резьбонакатных операций с использованием в наладках высокоэффективных программно и адаптивно управляемых резьбонакатных головок с расширенными технологическими возможностями.

Получение резьбы накатыванием, вместо традиционных многопроходных циклов резьбонарезания, обеспечивает не только уменьшение штучного времени, но также и повышение параметров качества резьбы. Накатывание является высокопроизводительным способом обработки, который обеспечивает достижение высокой геометрической точности резьбы, увеличение прочности резьбовых соединений, улучшение физико-механических свойств материала изделия, что, в ряде случаев, позволяет исключить необходимость выполнения последующих термообработки и шлифования.

Таким образом, тема диссертации является актуальной, в ней рассматриваются технологические задачи разработки, исследования и применения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ программно и адаптивно управляемых резьбонакатных головок, обеспечивающих расширение технологических возможностей этих станков и значительное повышение эффективности изготовления деталей тел вращения.

Работа выполнялась в «РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина» и в МГТУ «СТАНКИН» в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» №02.532.12.9002.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности изготовления деталей тел вращения на многоцелевых станках и станках с ЧПУ на основе расширения технологических возможностей станков путем интеграции в их инструментальные наладки программно-управляемых резьбонакатных головок с расширенными технологическими возможностями и резьбонакатных головок с адаптивным управлением.

Методы исследования. Результаты представленной диссертационной работы получены на основе теоретических и экспериментальных исследований. Поставленные в работе задачи решались с использованием фундаментальных положений технологии машиностроения, теории размерных цепей, теории баз, теории резания и упруго-пластического деформирования конструкционных материалов, с использованием системного анализа, методов математического моделирования, теории матриц, дифференциального и интегрального исчислений.

Научной новизной работы является решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное научное и народнохозяйственное значение - раскрытие технологических связей процесса тангенциального резьбонакатывания, позволивших разработать новые технологии, программируемые, адаптивно управляемые циклы накатывания резьб, в том числе неограниченной длины, и конструкции накатных головок, применение которых на многоцелевых станках, станках с ЧПУ и в наладках многоинструментальных станков значительно повышает эффективность изготовления деталей. Составляющими научной новизны являются:

1) технологические связи, определяющие закономерности кинематики тангенциального накатывания резьб, устанавливающие численные значения, характер и направления осевых перемещений накатывающих роликов, как функцию параметров установки накатной головки и изделия, шагов резьбы, диаметров роликов, их геометрии и условий реализации процесса;

2) программируемые, технологически гибкие циклы накатывания резьбовых поверхностей на многоцелевых станках и станках с ЧПУ, позволяющие автоматически выполнять накатывание резьб неограниченной длины;

3) методика адаптивного управления процессом накатывания резьбы роликами, определяющая выбор регулируемых параметров и закономерность их изменения для компенсации самопроизвольных перемещений роликов, что позволило разработать высокоэффективные самоподнастраивающиеся резьбонакатные головки с адаптивным управлением;

4) методика расчета геометрии и радиусов накатывающих роликов, определяемых интегральными уравнениями из условия равенства нулю суммарных осевых перемещений роликов с учетом закономерностей прироста радиуса изделия и изменения величин центроид, упругих деформаций роликов и особенностей их обкатки относительно изделия;

5) методика обоснования параметров геометрической точности деталей тангенциальной резьбонакатной головки с учетом требований точности обработки, основанная на выявлении и расчете пространственных размерных связей, формируемых между функционально связанными деталями накатной головки;

6) закономерности формирования силовых параметров, напряжений и упругих деформаций, возникающих в процессе накатывания резьбы, что позволяет управлять точностью на этапах проектирования процесса и инструмента и на этапе динамической настройки технологической системы;

7) зависимости, определяющие влияние погрешности установки корпуса накатной головки на отклонения рабочих поверхностей роликов, что позволяет обосновать требования геометрической точности базовых поверхностей головки с учетом точности накатываемой резьбы. *

Практическая ценность работы заключается:

- в разработанном и практически реализованном для многоцелевых станков и станков с ЧПУ программном обеспечении для задания технологически гибких циклов тангенциального накатывания резьб неограниченной длины;

- в руководящих материалах и расчетных модулях для проектирования конструкций, обоснования геометрии и расчета с помощью ЭВМ точности профиля накатывающих роликов, корпусов и других элементов накатных головок;

- в рекомендациях по проектированию процесса тангенциального накатывания и расчету режимов; рекомендациях по определению возникающей в технологической системе нагрузки (поперечных и радиальных сил) и обоснованию требований к точности заготовок;

- в разработанных конструкциях резьбонакатных головок типов ТНГС, ТРГ, ТРГВ-0, принятых для централизованного изготовления и широко применяемых на различных машиностроительных предприятиях;

- в предложенных способах адаптивного управления при накатывании резьб и конструкциях адаптивных резьбонакатных головок;

- в разработанных государственных и отраслевых стандартах, определяющих технические требования на резьбообразующий инструмент и на приспособления для его крепления на станках.

Реализация результатов работы определяется разработкой технологий, общемашиностроительных нормативов режимов обработки, норм расхода и износа тангенциальных резьбонакатных головок, руководящих материалов и базовых конструкций гаммы тангенциальных резьбонакатных головок типов ТНГС-1, ТНГС-2, ТРГ-1, ТРГ-2, ТРГ-3, ТРГВ-0, а также головок с адаптивным управлением, которые нашли широкое внедрение в технологических процессах механической обработки на машиностроительных заводах России и в странах СНГ (АвтоВАЗ, г. Тольятти; автозавод «ЗИЛ», г. Москва; ПО «Завод имени A.A. Масленникова», г. Самара; ОАО «Станкоагрегат», г. Москва; Тепловозостроительный завод, г. Луганск; ПО «Рязсельмаш», г. Рязань; НИИТ Криогенмаш, г. Москва, а также завод «Фрезер», г. Москва и завод ВНИИИНСТРУМЕНТ, г. Москва, освоившие серийный выпуск накатных головок, и др.). Результаты работы внедрены также в учебный процесс технических вузов.

Апробация работы - по результатам исследования опубликовано 69 научных работ, 17 из которых опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, и получено 20 патентов и авторских свидетельств на изобретения.

Основные положения диссертации докладывались на международных, общероссийских, региональных и межвузовских научно-технических конференциях: на ХТУ-ой конференции по математическому моделированию и информатике «СТАНКИН» - ИММ РАН, 2011 г.; на XXXVII конференции «Гагаринские чтения» в РГТУ имени К.Э. Циолковского «МАТИ», 2011 г.; на конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России» в МГТУ «МАМИ», 2010 г.; на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2011, 2012» МГТУ; на конференции «Новые материалы и технологии НМТ-2010» РГТУ имени К.Э. Циолковского «МАТИ»; на конференции «Прогрессивные технологические процессы точной и высококачественной обработки деталей» в Саратовском университете, 1978 г.; на конференции «Прогрессивные методы изготовления резьбовых деталей», в Пензенском ДНТП, 1976 г.; на научно-технических семинарах в Московском ДНТП «Повышение производительности и эффективности обработки материалов резанием» и др., 1974, 1975, 1976 г.г.; на конференциях во ВНИИИНСТРУМЕНТ в 1975, 1976, 1978 г.г.; на научных конференциях в «РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина».

Структура и обьсм работы. Диссертационная работа состоит ^з введения, шести глав, общих выводов, списка литературы, включающего 114 наименований, и 3-х приложений. Работа изложена на 290 страницах машинописного текста и содержит 58 рисунков и 26 таблиц.

9. Результаты работы - новые технологии, общемашиностроительные нормативы режимов обработки, нормы расхода и износа тангенциальных резьбонакатных головок, руководящие материалы и базовые конструкции резьбонакатных головок, а также головок с адаптивным управлением, нашли внедрение на машиностроительных заводах России и в странах СНГ, а также в учебном процессе технических вузов. Годовой экономический эффект от внедрения новых технологий на отдельной группе заводов составляет 9,2 млн. руб., а эффективность применения на станке одной накатной головки составляет не менее 96 тыс. руб. в год.

279

1. Автоматизированное проектирование процесса резьбонакатывания. Хостикоев М.З., Лавровская И.Б., Новиков O.A. / Сб. трудов МГТУ им. Н.Э. Баумана «Автоматизированное проектирование», № 550, 1991, с. 46-51.

2. Адаптивное управление технологическими процессами. Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П. Протопопов и др. / М., «Машиностроение», 1980, 536 с.

3. Алеманова И.Б. Резьбонакатные головки для формообразования мелкоразмерных резьб плоскими плашками. / Кандидатская диссертация. МГТУ «Станкин», 1995, 146 с.

4. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения. / М., «Машиностроение», 1982. Кн. 1, 288 е., Кн. 2, 268 с.

5. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. / М., «Машиностроение», 1973, 256 с.

6. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. / Изд. 2-е. М., «Машиностроение», 1975, с. 160.

7. Возненский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. / М., «Статистика», 1974, 192 с.

8. Вьюшкин Н.И., Обморнов В.П. Кинематика процесса накатывания винтовых поверхностей. / Ж. «Вестник машиностроения», 1972, № 7, с. 61-63.

9. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. / М., «Металлургия», 1975,572 с.

10. ГОСТ 9472-70 «Крепление инструмента на оправках. Типы и размеры». Хостикоев М.З., Верченко В.Р., Ремезов Н.С. / М., «Издательство стандартов», 1970, 14 с.

11. П.Грудов A.A., Комаров П.Н., Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТНГС. / Ж. «Станки и инструмент», 1976, № 7, с. 27-28.

12. Дейнеко В.Г. Механизация и автоматизация процессов образования профилей методом пластической деформации. / М., НИИМАШ, 1971, 120 с.

13. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. Л. «Машиностроение», 1982, Ч. 1. 543 е., Ч. 2. 448 с.

14. Кирпичников Ф.П., Быкасов В.И. Влияние количества роликов резьбонакатной головки на давление металла и момент накатывания. / Ж. «Вестник машиностроения», 1977, №10, с. 78-80.

15. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. / Корн Г., Корн Т. М., «Наука», 1970, 720 с.

16. Лашнев С.И., Юликов М.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. / М., «Машиностроение», 1975,391 с.

17. Локтев Д.А. Обработка резьбовых поверхностей на станках с числовым программным управлением. / Учебное пособие для вузов. Издательство МГГУ, 2006, 111 с.

18. Люкшин B.C. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов. / М. «Машиностроение», 1968, 372 с.

19. Машиностроение. Энциклопедия, том III-3. Технология изготовления деталей машин. / Редактор-составитель А.Г. Суслов. М. «Машиностроение», 2000, 839 с.

20. Металлорежущий инструмент. Борисов С.Н., Хостикоев М.З., Моисеев В.Н. / Каталог. Ч. 3, раздел 3, «Резьбонакатный инструмент». М. НИИМАШ, 1976, с. 199-280.

21. Метрология, стандартизация и сертификация. Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. / Учебник для вузов. М. «Высшая школа», 2007, 791с.

22. Миропольский Ю.А., Луговой Э.П. Накатывание резьб и профилей. / М. «Машиностроение», 1976, 175 с.

23. Мосталыгин Г.П., Орлов В.Н. Определение диаметра резьбонакатных роликов для трапецеидальных резьб. / Ж. «Вестник машиностроения», 1976, № 2, с. 70-72.

24. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. / М. «Наука», 1965, 340 с.

25. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Локтев А.Д., Гущин И.Ф., Хостикоев М.З., и др. / Справочник, т. 2., М. «Машиностроение», 1991, 304 с.

26. Овсеенко А.Н. Формообразование и режущие инструменты. / Овсеенко А.Н., Клауч Д.Н., Кирсанов C.B., Максимов Ю.В. М. Издательство «Форум», 2009, 425с.

27. ОСТ2И55-2-82 «Плашки для метрической конической резьбы. Технические условия». Хостикоев М.З., Мельникова JI.E. / Издательство ВНИИ, 1982, 12 с.

28. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев. / JI. «Машиностроение», 1973, 200 с.

29. Плита И.И. Особенности процесса одновременного накатывания участков дифференциальных резьб. / Сб. «Технология и автоматизация машиностроения»». Киев. «Техника», 1976, вып. 17, с. 74-80.

30. Попов А.Ю. Исследование осевых резьбонакатных головок. / Кандидатская диссертация. М. Станкин, 1983, 201 с.

31. Проектирование технологии. Баранчукова И.М., Гусев A.A., Краморенко Ю.Б. и др. / Под общей редакцией Соломенцева Ю.М. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. М. «Машиностроение», 1990,415 с.

32. Программирование обработки деталей горных машин на станках с ЧПУ. Островский М.Г., Мнацаканян В.У., Тимирязев В.А. / Учебное пособие для вузов. Издательство «Горная книга», 2009, 227 с.

33. Проектирование технологических систем и оснастки. Л.В. Лебедев, А.Г. Схиртладзе, В.А. Тимирязев и др. / М. Издательский центр «Академия», 2009, 335 с.

34. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Аверьянов О.И., Аполлонов Ю.С., Белов Б.С. и др. / Справочник-учебник под. ред. Проникова A.C. Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, М. «Машиностроение», т. 1, 443 с.

35. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения. / Под общей ред. Ю.М. Соломенцева. М. «Высшая школа», 1999, 416 с.

36. Проскуряков Ю.Г. Технология упрочняюще-калибрующей и формообразующей обработки металлов. / М. «Машиностроение», 1971, 208 с.

37. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении. Радкевич Я.М., Тимирязев В.А., Схиртладзе А.Г., Островский М.С. / Под ред. Тимирязева В.А. М. «Высшая школа», 2007, 272 с.

38. Резьбообразующий инструмент. Гречишников В.А., Султанов Т.А., Хостикоев М.З. и др. / Монография. МГТУ «Станкин» Пензенский государственный университет: - Пенза: Изд. Пензенского технологического института, 1999, 405 с.

39. Ржевский В.Ф. Исследование процесса накатывания резьбы на полых тонкостенных изделиях (трубах). / Автореферат кандидатской диссертации. М.,ЭНИМС, 1973, 25 с.

40. Рыжов Э.В., Андрейчиков О.С., Стешков А.Е. Раскатывание резьб. / М., «Машиностроение», 1974, 120 с.

41. Справочник конструктора-инструментальщика. Баранчиков В.И., Боровский Г.В., Гречишников В.А. / Под общей редакцией В.И. Баранникова. М, Машиностроение, 1994, 558 с.

42. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. / М. «Машиностроение», 1986, т. 1. 656 е.; т. 2 - 496 с.

43. Суслов А.Г. Технология машиностроения. / Учебник для студентов машиностроительных специальностей ВУЗов. М. «Машиностроение», 2004, 397 с.

44. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. / М. «Машгиз», 1962, 952 с.

45. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Инженерные методы расчета операций пластической обработки материалов. / Изд. 2-е, перераб. и доп. М. Л. «Машгиз», 1961, 463 с.

46. Соломенцев Ю.М. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов,

47. А.Ф. Прохоров и др. Под ред. Ю.М. Соломенцева. М. «Машиностроение», 1986, 256 с.

48. Стаев К.П. Точность резьбы при изготовлении ее накатыванием. / Межвузовский сборник «Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении». М., «Машгиз», 1960, № 2, с. 76-84.

49. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. / Изд.4-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1977, 423 с.

50. Султанов Т.А. Основы теории и проектирования резьбонакатных инструментов. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М. Мосстанкин, 1976, 39 с.

51. Султанов Т.А., Хостикоев М.З. Исследование микротвердости резьбы, накатанной на различных конструкционных материалах. / Сб тр. «Высокопроизводительные процессы и режимы производства и эксплуатации инструмента». М., ВНИИ, 1975, с. 158-166.

52. Султанов Т.А., Хостикоев М.З. Некоторые особенности расчета тангенциальных резьбонакатных головок. / Сб. «Повышение производительности и эффективности обработки материалов резанием». Материалы научно-технического семинара. М. МДНТП, 1975, с. 152-156.

53. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. / М. «Машиностроение», 2002, 684с.

54. Схиртладзе А.Г. Технологические процессы в машиностроении. / Учебник для вузов. М. «Высшая школа», 2007, 416 с.

55. Таратынов О.В. Проектирование технологий машиностроения на ЭВМ. / О.В. Таратынов, Б.М. Базров, В.В. Клепиков и др. Под. ред. О.В. Таратынова. М. МГУ, 2006, 519 с.

56. Темчин Г.И. Многоинструментные наладки. Теория и расчет. / Изд. 2-е, исправл. М., «Машгиз», 1963, 543 с.

57. Технология автомобилестроения. Карунин A.JL, Бузник E.H., Дащенко O.A. и др. / Под ред. Дащенко O.A. Учебник для вузов. М. «Академический проект», 2005, 622 с.

58. Технико-экономические характеристики и структурно-компоновочные решения зарубежных гибких производственных систем для механообработки. Завгородний Ю.П., Хостикоев М.З., Брук И.В. и др. / Монография, НИИМАШ, 1984, 186 с.

59. Технология машиностроения. Учебник для вузов. / Л.В. Лебедев, В.У. Мнацаканян, А.Г. Схиртладзе и др. М. Издательский центр «Академия», Издание 2-е, 2008, 526 с.

60. Тимирязев В.А., Мнацаканян В.У., Гаевой А.П. Программирование операций механообработки на станках с ЧПУ. / Учебное пособие. Губкинский филиал БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009, 220 с.

61. Тимирязев В.А., Хостикоев М.З. Автоматическая оценка состояния режущего инструмента на многоцелевых станках». / Известия МГТУ «МАМИ» №1 (11), 2011, с. 198-202.

62. Усов В.П. Кинематика пластического течения металла при деформировании резьбового профиля. / «Кузнечно-штамповочное производство», 1977, № 9, с. 16-17.

63. Фрумин Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. / Изд.2-е, перераб. и доп. М. «Машиностроение», 1977, 183 с.

64. Хостикоев М.З. Кинематика накатывания резьб тангенциальными головками. / Ж. «Вестник машиностроения», 1977, № 4, с. 39—41.

65. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки. / Монография. НИИМАШ, 1984, 67 с.

66. Хостикоев М.З. Расчет диаметра накатывающих роликов тангенциальных головок. / Ж. «Станки и инструмент», 1978, №12, с. 24-25

67. Хостикоев М.З. Исследование силовых зависимостей процесса накатывания резьб тангенциальными головками. / Сб. тр. «Прогрессивныйрежущий инструмент. Высокопроизводительное резание». М., ВНИИ, 1978, с. 48-70.

68. Хостикоев М.З. Инструменты для накатывания резьб на токарных автоматах. / Сб. «Высокопроизводительные конструкции режущего инструмента». Материалы научно-технического семинара. М., МДНТП, 1976, с. 29-35.

69. Хостикоев М.З. Основы создания адаптивных металлообрабатывающих инструментов. / «Механизация и автоматизация производства», 1978, № 2, с. 23-26.

70. Хостикоев М.З. Классификационные признаки и формы приспосабливания адаптивных металлообрабатывающих инструментов. / Сб. трудов «Прогрессивный режущий инструмент. Высокопроизводительное резание». М., ВНИИ, 1978, с. 27-38.

71. Хостикоев М.З. Султанов Т.А. К вопросу определения сил при накатывании резьб тангенциальными головками. / Ж. «Известия высших учебных заведений», № 10, 1982, с. 91-94.

72. Хостикоев М.З., Бродский A.M. Новые конструкции тангенциальных резьбонакатных головок. / «Металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент». М., НИИМАШ, 1975, вып. 12, с. 9-16.

73. Хостикоев М.З., Рыбальченко Ю.Л. Инструментальное обеспечение модульных технологических процессов. / Ж. «Станки и инструмент» № 11, 1989, с. 27-28.

74. Хостикоев М.З., Бродский A.M. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТРГ с синхронизацией вращения роликов. / «Межотраслевая информация». М., НИИМАШ, 1976, №80-76, сер. 10-08, 2 с.

75. Хостикоев М.З. Расчет инструмента для накатывания резьбы. / Хостикоев М.З., Новиков O.A., Салатов Б.Х. Ж. «Авиационная промышленность», № 9, 1990, с. 52-56.

76. Хостикоев М.З. Изготовление буровых долот на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах с резьбонакатным инструментом. / Хостикоев М.З., Махненко А.Н. Кн. «Горный информационно-аналитический бюллетень», 2011, № 4, М., «Горная книга», с. 322-323.

77. Хостикоев М.З. Квалиметрия сменных режущих пластин резьбовых резцов. / Хостикоев М.З., Орлов Е.М. Ж. «Обработка металлов» № 2, 2005, с 30-32.

78. Хостикоев М.З Управление геометрией инструмента в процессе обработки. / Ж. «Горный информационно-аналитический бюллетень», М., 2011, № 4, М., «Горная книга», с. 319-321.

79. Хостикоев М.З. Адаптивное управление геометрией инструмента в процессе обработки. / Сборник научных трудов семинара «Современные технологии в горном машиностроении», М., МГГУ, 2011, с. 84-87.

80. Хостикоев М.З. Современные технологические методы обработки деталей. / Монография «Конструирование машин». М. «Машиностроение», 1994, с. 254-276.

81. Хостикоев М.З. Особенности расчета параметров процесса резьбонакатывания. / Сб. Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России. М. «Нефть и газ», 1994, с. 227.

82. Хостикоев М.З. Расчет диаметра накатывающих роликов тангенциальных головок. / Ж. «Machines & Tooling» (Англия), № 12, 1978, с. 32-33.

83. Хостикоев М.З. Тангенциальные резьбонакатные головки типа ТНГС. / Ж. «Machines & Tooling» (Англия), № 7, 1976, с. 35-37.

84. Хостикоев М.З., Телегина О.А. Применение резьбонакатного инструмента на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах. / Сборник докладов XIV научной конференции по математическому моделированию и информатике. МГТУ «Станкин» ИММ РАН, 2011, с. 179-181.

85. Хостикоев М.З. Создание адаптивного резьбонакатного инструмента. / Сборник докладов XIV научной конференции по математическому моделированию и информатике. МГТУ «Станкин» ИММ РАН, 2011, с. 184-186.

86. Хостикоев М.З. Технология накатывания резьб большой длины. / Хостикоев М.З., Тимирязев В.А., Чертов Ф.Н. Ж. «Известия МГТУ «МАМИ», 2011, № 2 (12), с. 177-180.

87. Шишмарев В.Ю. Автоматизация производственных процессов в машиностроении. / Учебник для вузов. М. Академия, 2007, 364 с.

88. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы. / М. «Машиностроение», 1989, 192 с.

89. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. / М. «Машиностроение». 1979, 214 с.

90. Fette. Gewinde-Rollkopfe, Gewinde-Rollmaschinen, Schal-kopfe. Schwarzenbek bei Hamburg, «Wilhelm Fette GmbH», 1976, S. 49, (нем.).

91. Hauri H. Gewinderollmaschinen als Kaltverformer. «Technische Rundschau», 1974, Nr. 34, S. 33-37 (нем.).

92. Kasei S., Jamamoto А. A study on the rolling force in V-groove rolling. 4th rept. On the rolling force in planetary type thread rolling. «Bulletin of the Tokio institute of Technology», 1973, Nr. 119, p. 115-129 (англ.).

93. Krahnefeld H., Krause M. Schraubenwalzautomat mit hoher Mengenleistung. «Werkstattstechnic», 1975, Nr. 9, S. 567-570 (нем.).

94. Lempe J. Gewindeschneiden oder Gewindeformen in der Kleinteilmassenfertigung. «Metallverarbeitung», 1976, Nr. 5, s. 131-134 (нем.).

95. Novosel T. Form those threads at drilling speeds. «Machine and Tool Blue Book», 1976, Nr. 5, p. 70-75 (англ.).

96. Fisher R. The general sampling distribution of the multiple correlation coefficient. «Proceedings of the Royal Society», 1988, p. 673 (англ.)

97. Хостикоев М.З. Устройство для накатывания внутренних резьб. / Хостикоев М.З., Трудов A.A. и др. Авторское свидетельство СССР № 506461, Бюллетень изобретений № 10, опубл. 15.03.1976.

98. Хостикоев М.З., Султанов Т.А. Тангенциальная резьбонакатная головка. / Авторское свидетельство СССР № 846018. Бюллетень изобретений №26, опубл. 15.07.1981.

99. Хостикоев М.З., Долинский A.C. Резьбонакатная головка. / Авторское свидетельство СССР № 963649. Бюллетень изобретений, № 37, опубл. 07.10.1982.

100. Хостикоев М.З., Сергеев A.B. Способ накатывания цилиндрической резьбы. / Авторское свидетельство СССР № 1763075. Бюллетень изобретений, № 35, опубл. 23.09.1992.

101. Хостикоев М.З. Способ формирования резьбовых поверхностей. / Хостикоев М.З., Овсеенко А.Н., Губарь В.А. и др. Авторское свидетельство СССР № 2019352. Бюллетень изобретений, № 17, опубл. 15.09.1994.

102. Хостикоев М.З., Сергеев A.B. Способ формирования резьб. / Авторское свидетельство СССР № 1346314. Бюллетень изобретений № 39, опубл. 23.10.1987.

103. Хостикоев М.З., Султанов Т.А. Резьбонакатной патрон. / Авторское свидетельство СССР № 397255. Бюллетень изобретений № 37, опубл. 17.09.1973.

104. Хостикоев М.З. Способ формирования резьб на деталях глубинных насосов добывающих скважин. / Хостикоев М.З., Беззубов A.B., Козловский A.M. и др. Авторское свидетельство СССР № 2071882. Бюллетень № 2, опубл. 20.01.1997.

105. Хостикоев М.З., Султанов Т.А. Тангенциальная резьбонакатная головка. / Авторское свидетельство СССР № 505479. Бюллетень изобретений №9, опубл. 05.03.1976.

106. Хостикоев М.З., Тимирязев В.А. Способ накатывания резьб. / Положительное решение о выдаче патента № 2011116647/02(024704) от 27.04.2011.

107. Хостикоев М.З. Способ накатывания резьб. / Патент РФ № 2058847. Бюллетень изобретений № 12, опубл. 27.04.1996.