автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение эффективности лезвийной обработки хладостойких сталей путем автоматизированного расчета рациональных режимов резания

На правах рукописи

И046И182

Фомин Александр Владимирович

аЦ^

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ ПУТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

с31т 2ою

Москва-2010

004601820

Работа выполнена в филиале «Севмашвтуз» ГОУ ВПО «Санкт-Петербургского государственного морского технического университета» на кафедре «Технология металлов и машиностроения»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Рогов В. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Верещака А. С.

кандидат технических наук, с.н.с.

Пекарский Э. М.

Ведущее предприятие:

ОЛО «Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «Онега»

Защита состоится «25» мая 2010 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.16 при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, Москва, Подольское шоссе, дом 8/5, ауд. 109

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Автореферат разослан апреля 2010 г.

диссертационного совета

Учёный секретарь

Соловьев В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проведение различных инноваций, направленных на повышение рентабельности конкретного машиностроительного предприятия, необходимо начинать с первых его уровней - то есть с операций механической обработки, уделяя при этом особое внимание вопросу выбора наиболее рациональных технологических условий их осуществления, так как именно они предопределяют результативность анализируемых операций, а в конечном итоге - себестоимость изготовляемой продукции и производительность труда в сфере производства.

Развитие новых ограслей науки и техники, а также освоение новых конструкций машин и механизмов, работающих в тяжелых климатических условиях, находятся в определенной зависимости от исследований в области обрабатываемости хладостойких, жаропрочных, нержавеющих и других материалов с особыми физико-механическими свойствами.

Появление конструкционных хладостойких сталей обусловлено, прежде всего, перспективами освоения Арктического шельфа, предполагающего сооружение и эксплуатацию ледостойких нефтедобывающих платформ, удаленных от материка на расстояние до 600 километров, а также средств транспортировки нефтеналивных судов ледового класса, трубопроводных систем и др.

В настоящее время на машиностроительных предприятиях г. Северодвинска ОАО «ЦС «Звездочка» и ОАО «ПО «Севмаш» для производства конструкций и механизмов, работающих при высоких отрицательных температурах, используется хладостойкая сталь марки 10ГНБ.

Несмотря на множество проводимых исследований в области обработки различных конструкционных материалов в настоящее время в современном производстве не существует универсальных математических моделей, позволяющих на их основе устанавливать рациональные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса при обработке материалов всех видов, а в технической литературе практически нет данных по обрабатываемости толстолистовой хладостойкой стали 10ГНБ для океанотехники и судостроения. В связи с этим, исследования обрабатываемости хладостойких сталей и на основании экспериментальных исследований разработка рекомендаций, позволяющих устанавливать рациональные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса, является актуальной задачей.

Целью работы является разработка системы автоматизированного расчета рациональных режимов резания хладостойких сталей, обеспечивающих максимальную производительность с необходимой стойкостью режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании.

3

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ физико-химических свойств современных отечественных и зарубежных хладостойких сталей используемых в машиностроении;

- провести анализ и исследование обрабатываемости материалов с особыми физико-механическими свойствами;

- выполнить анализ факторов влияющих на стойкость режущего инструмента и современных методов оценки состояния режущего инструмента;

- разработать методику контроля состояния режущей кромки инструмента в процессе сверления, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезерования хладостойких сталей;

- разработать методику исследования точности обработки и шероховатости поверхности хладостойких сталей при торцовом фрезеровании;

- разработать многофакторные математические модели, позволяющие прогнозировать стойкость режущего инструмента при лезвийной обработке хладостойких сталей;

- разработать математические модели шероховатости поверхности и точности обработки для управления качеством поверхностного слоя при торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

- на основании выполненных исследований разработать программу автоматизированного расчета, позволяющую устанавливать рациональные режимы резания при дезвийной обработке хладостойких сталей.

Методы исследования. Задачи, поставленные в работе, решались экспериментальными и расчет о-аналитическими методами. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием промышленного оборудования и современных измерительных средств. Расчетно-аналитические исследования базируются на основных положениях теории резания металлов, методов математического и компьютерного моделирования, дифференциального и интегрального исчисления, с разработкой программного обеспечения на языке Delphi 7.

Научная новизна работы состоит в:

• установлении многофакторных математических зависимостей, оценивающих влияние режимов резания (скорости, подачи и глубины резания) на стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

• установлении многофакторных математических зависимостей шероховатости поверхности и точности обработки от режимов резания, прогнозирующих качество обработанной поверхности при торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

• методике и программном обеспечении разработанной системы автоматизированного расчета рациональных режимов резания при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей.

Практическая ценность работы состоит в:

• возможности устанавливать рациональные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса при лезвийной обработке хладостойких сталей для достижения максимальной производительности процесса резаиия, с использованием разработанной системы автоматизированного расчета «ЫХМЕТ».

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований внедрены в производство на машиностроительное предприятие ОЛО «ЦС «Звездочка» в виде методики и системы автоматизированного расчета «ЯЕгМЕТ».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были представлены на V Международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производстн, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2009 г.), на Общероссийской научной конференции «Актуальные вопросы современной науки и образования» (Красноярск, 2010 г.), на Международной научно-практической конференции «Инженерные системы -2010» (Москва, 2010 г.), на заседаниях кафедры «Технология металлов и машиностроения» СПбГМТУ «СЕВМАШВТУЗ», на заседаниях кафедры «Технологии машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» РУДН и заседаниях научно-технического совета машиностроительного предприятия ОАО «ЦС «Звездочка».

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, в том числе 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Материал диссертации изложен на 135 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 36 таблиц, список литературы из 153 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, даётся её общая характеристика.

В первой главе приводится анализ современных отечественных и зарубежных хладостойких сталей используемых в машиностроении, дан анализ литературных источников, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям обрабатываемости материалов с особыми физико-механическими свойствами, проведен анализ факторов, влияющих на стойкость режущего инструмента, рассмотрены современные методы оценки состояния режущего инструмента. Изучены работы в области резания труднообрабатываемых материалов целого ряда ученых и исследователей: Е.У. Зарубицкого, Ю.Г. Кабалдина, В.Н. Подураева, Н.И. Резникова, А.Н. Резникова, H.H. Рыкалина, 'Г.Г. Насад, С.С. Силина и др. В заключительном разделе на основе проведенного анализа определена цель и сформулированы основные задачи работы.

Во второй главе приводятся методики и результаты экспериментальных исследований стойкости режущего инструмента при торцовом, концевом фрезеровании, нарезании резьбы метчиками и сверлении хладостойкой стали, а также исследование шероховатости и точности обработки при торцовом фрезеровании с применением математического метода планирования эксперимента.

Оборудование, аппаратура и принципиальная схема, используемые при проведении исследования стойкости режущего инструмента представлены на рис. 1.

В качестве критерия оценки состояния режущей кромки в процессе резания использовался метод измерения термоэлектродвижущей силы (термо-ЭДС). Измерение термо-ЭДС контактной пары инструмент (сверло, метчик, концевая и торцовая фреза) -заготовка проводились непосредственно со шпинделя станка с помощью электромагнитного датчика тока (ЭМДТ), разработанного в СЕВМАШВТУЗЕ, но авторскому свидетельству РУДН. ЭМДТ предназначен для измерения электрических сигналов (токов) без разрыва токопроводящего контура. Электромагнитный датчик тока может использоваться для измерения токов, возникающих при обработке металлов резанием в контуре, замыкаемом фрезой (или резцом) на обрабатываемую деталь (основан на принципе действия кольцевого трансформатора).

Момент наступления катастрофического износа инструмента (сверл, метчиков, концевых и торцовых фрез) определялся по мгновенно (нелинейно) возрастающему значению термо-ЭДС. Просмотр и запись осциллограмм проводились при помощи специального программного обеспечения на персональном компьютере Asus M50VM (HDD 320 Гб,Windows ХР).

Рис. 1. Принципиальная схема соединения оборудования и аппаратуры для определения стойкости режущего инструмента: 1 - заготовка; 2 - режущий инструмент; 3 -токосъемник; 4 - станок; 5 - электромагнитный датчик тока; 6 - блок питания стабилизированный (БПС): 7 - ПК.

При проведении исследования шероховатости поверхности и точности обработки использовался вертикально-фрезерный станок модели 6Т12. В качестве режущего инструмента использовалась однозубая торцовая фреза диаметром 125 мм, оснащенная режущей пластиной Т5К10. В качестве обрабатываемого материала была использована толстолистовая хладостойкая сталь 10ГНБ. Резание осуществлялось без СОТС.

Для проведения эксперимента использовался двухуровневый метод планирования эксперимента по формуле ПФЭ 23. Основные переменные факторы (параметры процесса резания) варьировались в пределах: скорость резания V - 98 - 247 м/мин; глубина резания 1=1-3 мм; подача на зуб = 0,16 - 0,24 мм/зуб (табл. 1).

Для исследования точности обработки при торцовом фрезеровании хладостойких сталей, разработана принципиальная схема, представленная на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема исследования точности обработки при торцовом фрезеровании хладостойких сталей Перед началом исследования все заготовки были предварительно обработаны под один размер с малыми подачей и глубиной резания. На торцовую фрезу 1 устанавливалась одна твердосплавная пластина 2 из Т5К10. Фреза закреплялась в шпинделе вертикально-фрезерного станка модели 6Т12. Обрабатываемая заготовка 3 из хладостойкой стали 10ГНБ закреплялась в тисках, которые установлены на столс стайка. Для определения положения инструмента относительно заготовки была прозедена настройка станка методом пробных рабочих проходов. Обработка выполнялась методом автоматического получения размера. Заготовка получата движение продольной подачи со скоростью S. Фреза врезалась в обрабатываемый материал с глубиной t. Точность обработки определялась путем измерения отклонения в размере ступенек (А и Б, рис. 2), полученных после двух проходов.

Для определения точности обработки использовалась 3-х координатная измерительная машина TESA MICRO-HITE 3D. Настройка производилась установкой нуля по первой обработанной ступеньке. Затем измерялись следующие 5 ступенек. Находили отклонение в высоте ступенек. Значения измеряемых величин выводились на монитор установки.

Оценку шероховатости обработанной поверхности производили на профилограф-профилометре типа «Калибр-204». Результаты экспериментальных исследований стойкости режущего инструмента, шероховатости поверхности и точности обработки представлены в табл. 1 - 4.

Таблица 1. Результаты исследований стойкости режущего инструмента, шероховатости поверхности и точности обработки при торцовом фрезеровании стали 1ОГНБ

№ п/п Кодированные переменные V, м/мин 1, мм в*, мм/зуб ' Стойкость, Тср (мин) ■ | Шероховатость 1 Ягср (мкм) Погрешность, Л$> (мкм)

Х| х2 Хэ

1 - - - 98 1 0,16 142,5 15,58 39,4

2 + - - 247 1 0,16 30 9,66 19,1

3 - + - 98 3 0,16 105 17,8 45,6

4 + + - 247 3 0,16 24 11,58 25,22

5 - - + 98 1 0,24 140 17,19 41,34

6 + - + 247 1 0,24 24 10.78 22,52

7 - + + 98 3 I 0,24 90 18,54 50,9

з о. + + 247 3 | 0,24 12 12,3 30,24

Таблица 2. Результаты исследований стойкости режущего инструмента при сверлении хладостойкой стали 10ГНБ

№ Кодированные V, в, Стойкость,

п/п переменные об/мин мм/об Тср (мин)

XI Х2

1 - - 16,6 0.08 25,8

2 - + 16,6 0,15 18,2

3 + - 28,5 0,08 15

4 + + 28,5 0,15 9,4

Таблица 3. Результаты исследований стойкости режущего инструмента при нарезании резьбы в хладостойкой стали 10ГНБ

№ Кодированные V, Вид Стойкость,

п/п переменные м/мин отверстия Тср (мин)

XI Х2

1 - - 4 сквозное 22

2 - + 4 глухое 16

3 + - 5,7 сквозное 15,4

4 + + 5,7 глухое 11,2

Таблица 4. Результаты исследований стойкости режущего инструмента

при концевом фрезеровании стали 10ГНБ

№ п/п Код пе ированные ременные V, м/мин в* мм/зуб мм Стойкость, Тср (мин)

XI *2 XI

1 - - - 39 0,04 3 120

2 + - - 78 0,04 3 60

3 - + - 39 0,1 3 96,9

4 + + - 78 0,1 3 48,5

5 - - + 39 0,04 5 109,2

6 + - + 78 0,04 5 54,6

7 - + + 39 0,1 5 86,2

8 + + + 78 0,1 5 43,1

Как показали экспериментальные исследования, при увеличении скорости резания, при прочих равных условиях, период стойкости режущего инструмента уменьшается. Это связано с повышением температуры в зоне резания, которая может достигать предела теплостойкости инструмента (так при увеличении скорости резания в 1,5-2,5 раза стойкость инструмента уменьшается в 1,8-4,5 раза при постоянной глубине резания и подаче). С другой стороны, при увеличении скорости резания нароетообразование на режущих кромках инструмента снижается, что обуславливает повышение точности обработки и снижение шероховатости (так увеличение скорости резания в 2,5 раза повышает точность обработки в 2,1 раза, а шероховатость снижается в 1,6 раза).

Затем были проведены сравнительные испытания режущих пластин с износостойким покрытием "ПК и (Тйг)Ы и без покрытия, для определения возможностей увеличения работоспособности торцовых фрез и повышения производительности процесса фрезерования хладостойких сталей, а также оценена экономическая эффективность применения данных износостойких покрытой.

В испытаниях были использованы по 3 пластины с износостойкими покрытиями: нитрид титана - "ПК и нитрид титана с цирконием - (Т17.г)Ы и 3 пластаны без покрытия. Испытания проводились при обработке листовой хладостойкой стали 10ГНБ. Производилась оценка износа главных режущих кромок по задней поверхности. Работа выполнялась на вертикально-фрезерном станке модели 6Т12. Основные факторы (параметры процесса резания) имели значения: скорость резания V = 247 м/мин; глубина резания I = 3 мм; подача на зуб 8,. - 0,24 мм/зуб.

По результатам эксперимента (табл. 5) построены графики зависимостей износа пластин от текущего времени их работы 11 = Г (т) (рис.3). Полученные зависимости дают возможность оценить преимущество использования пластин с износостойкими покрытиями за счет увеличение периода стойкости.

Исследования показывают, что износ пластин с покрытием 'ПЫ после 15 мин работы был меньше износа пластин без износостойкого покрытия в 2,3 раза, а с покрытием (ТифМ -в 2,9 раза. Из анализа проведенных сравнительных стойкостных испытаний твердосплавного режущего инструмента с износостойкими покрытиями "ПЫ, (П2г)Ы и без покрытий установлено, что износостойкое покрытие 'ПИ повышает стойкость пластин в 1,7 раза, а покрытие (П&ДО - в 2,0+2,2 раза, что подтверждает целесообразность их применения. Таким образом, использование износостойких покрытий позволяет сократить расходы на приобретение режущих пластан для торцовых фрез с механическим креплением.

Таблица 5. Результаты экспериментальных сравнительных стойкостных испытаний твердосплавного режущего инструмента с износостойкими покрытиями ТО4 и (П2г)К и без покрытий

№ пластины Время работы инструмента

г - 5 мин т = 10 мин | т=15мин 1 т = 20 мии

Значения износа инструмента

без покрытия

1 Ь] = 0,27 мм Ь] = 0,33 мм Ь] = 0,50 мм -

2 Ь2 = 0,19 мм Ь.2 = 0,25 мм 112 = 0,45 мм

3 Ьз = 0,23 мм Ьз = 0,28 мм Ьз = 0,43 мм

Ьср = 0,23 мм Ьср = 0,29 мм Иср = 0,46 мм

ста

1 Ь| = 0,12 мм Ь| = 0,17 мм Ь] = 0,19 мм Ь1 =0,21 мм

2 Ь2 = 0,14 мм Ь2 = 0,16 мм ¡12 = 0,20 мм Ь2 = 0,24мм

3 Из = 0,10 мм Ьэ = 0,15мм Ьз = 0,17 мм Ьз = 0,23 мм

Ьср = 0,12 мм Ь^р = 0,14 мм ЬС11 = 0,19мм Ьср = 0,23 мм

с спггдо 1 111 =0,11 мм Ь1 = 0,14 мм Ь[ = 0,15 мм Ь) = 0,18 мм

2 Ь2 = 0,09 мм Ь2 - 0,13 мм Ь2 = 0,17 мм Ь2 = 0,17 мм

3 Ьз = 0,08 мм Ьз = 0,11 мм Ьз = 0,! 4 мм Ьз = 0,20 мм

Ьср = 0,09 мм Ьср = 0,13 мм 11сР = 0,15мм Ьсп = 0,18мм

~Пластина без покрытия

С износостойким покрытием 11N Т, МИН

-С износостойким покрытием (П/г^

Рис. 3. Зависимости износа пластин по задним поверхностям от времени

Для определения экономической эффективности применения пластин с износостойкими покрытиями был выполнен расчет затрат на режущие пластины с износостойкими покрытиями НИ и (таг)К' и сравнен с затратами на пластины без покрытий. По полученным данным можно оценить экономическую эффективность применения износостойких покрытий. Не смотря на то, что пластины с износостойкими покрытиями стоят дороже, применять эти пластины выгоднее, так как их период стойкости превышает период стойкости пластин без покрытий, поэтому число пластин с износостойкими покрытиями необходимое для работы на определенном промежутке времени значительно меньше числа пластин без покрытий. Установлено что, общая сумма затрат на пластины с износостойкими покрытиями получается меньшей в два раза.

В третьей .главе разработаны многофакторные математические модели влияния режимов резания (скорости, подачи и глубины резания) на стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей, а также многофакторные математические модели шероховатости поверхности и точности обработки, прогнозирующие качество обработанной поверхности при торцовом фрезеровании хладостойких сталей на основании результатов экспериментальных исследований, полученных в главе 2.

Для этого были составлены уравнения регрессии, описывающие процесс исследования стойкости режущего инструмента, шероховатость поверхностного слоя и точность обработки при резании хладостойких сталей:

1. Уравнение регрессии для стойкости при торцовом фрезеровании:

у = 70,9-48,4х| - 13,!9х2-4,44х3 + 8,7х|х2-2,3х2хз-0,06x1x3 + 0,81х,х2хз

2. Уравнение регрессии для стойкости при концевом фрезеровании:

у = 77,3 - 25,8x1 - 8,6х2-4х3 + 2,8х1х2+0,0125х2х3 + 1,Зх(х3 - 0,0Шх1х2х3

3. Уравнение регрессии для шероховатости:

у = 14,18-3,1х1 + 0,88х2+0,52хз- 0,02 х,х2- 0,158х2х3- 0,064х,хз + О.Обх^хз

4. Уравнение регрессии для точности обработки:

у = 34,3 - 10x1 +3 ,7x2+ 1,96X3-0,24X1X2+0,62X2X3 + 0,15x^3-0,22х1х2х3

5. Уравнение регрессии для стойкости при сверлении:

у — 17,1 — 4,9x1 - 3,3х2 + 0,5X1X2

6. Уравнение регрессии для стойкости при нарезании резьбы метчиками:

у = 16,5 - 2,85x1 - 2,55x2 + 0,65х1х2

После проверки адекватности полученных уравнений регрессии по критерию Фишера выполнено преобразование полученных уравнений регрессии в многофакторные математические модели стойкости, шероховатости и точности обработки и построены поверхности отклика (рис. 4 - 9) по данным моделям:

12

1. Миогофакторная модель для определения стойкости при торцовом фрезеровании

- гр , 1П5 ч~1.8-0,0841п(1) ^ -1.08-0.71п(8,) с -0,32

хладостойкой стали: г1ф. = 3,11-10 -v л , (1)

где V - скорость резания (м/мин); I - глубина резания (мм); Эг - подача на зуб (мм/зуб); Тт.ф - стойкость торцовой фрезы (мин).

V, м/мин Эг.мм /зуб

Рис. 4. Зависимость стойкости Т режущего инструмента от скорости резания V,

подачи на зуб 8,, (глубина резания I = Змм) при торцовом фрезеровании 2. Многофакторная модель для определения стойкости при концевом фрезеровании хладостойкой стали: Т,,«, = 2595-У-1 V2'Л'1",'0,41"<у> , (2)

где V - скорость резания (м/мин); I - глубина резания (мм); - подача на зуб (мм/зуб); Тк.ф.-- стойкость концевой фрезы (мин).

Рис. 5. Зависимость стойкости режущего инструмента Т от скорости резания V, подачи на зуб 82 (глубина резания 1 - 5 мм) при концевом фрезеровании

13

3. Многофакторная модель для определения стойкости при сверлении хладостойкой стали: Тсо.= 1260-ЛГ1«аввд -в0'4, (3)

где V - скорость резания (об/мин); 8 - подача (мм/об): Тот. - стойкость сверла (мин).

23

■ 23-28 ; 18 й 18-23 !

в 13-18 ! 13 «8-13 | 8 »3-8

°'038 0.115 8, мм /об

16.6

—19,6 22,5

0 13 25,5 V, об/мия

28.5

Рис. 6. Зависимость стойкости режущего инструмента Т от скорости резания V, подачи в при сверлении

4. Мкогофаюгортая модель для определения стойкости при нарезании резьбы в

хладостойкой стали: Ти =89)3.у-!,014+0,091п.,Ког„, .к-1.14> (4)

где к - коэффициент, учитывающий тип отверстия; кол - 1 при сквозном отверстии, коте ~ 1,375 при глухом V - скорость резания (м/мин); Т„ - стойкость метчиков (мин).

Т, мин

28

7. Зависимость стойкости метчиков Г от скорости резания V и вида отверстий при нарезании резьбы 14

Т, мин

35

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

—*>— обработка сквозных отверстий .. ,,

V, об/мин

-и-обработка г.чухпх отверстий

5. Многофакторная модель для определения шероховатости при торцовом фрезеровании хладостойкой стали: Кг = 255-У ., -мм.»«« . 8 «( (5)

где V - скорость резания (м/мин); I - глубина резания (мм); - подача на зуб (мм/зуб); - шероховатость поверхности (мкм).

Рис. 8. Зависимости шероховатости от скорости резания V, подачи на зуб 82 (глубина резания I = Змм) при торцовом фрезеровании 6. Многофакторная модель для определения точности обработки при торцовом фрезеровании хладостойкой стали: Лг = 233-У ^,3+(''1П"<,№25|,,<8'> V", (6)

где V - скорость резания (м/мин); I - глубина резания (мм); Эг - подача на зуб

(мм/зуб); А^- погрешность обработки (мкм).

—--.-----------------

Ат-, мкм

Рис. 9, Зависимости точности обработки от скорости резания V, подачи на зуб 8г (глубина резания I = Змм) при торцовом фрезеровании

С целью определения возможности применения полученных математических моделей для практических расчетов был выполнен расчет стойкости режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании, расчет шероховатости поверхности и точности обработки на заданных режимах. Полученные расчетные значения стойкости режущего инструмента, шероховатости поверхности и точности обработки сравнивались с их экспериментальными значениями, которые были определены при соответствующих условиях обработки. Проведенный сравнительный анализ сходимости полученных математических моделей с результатами экспериментальных исследований показал, что погрешность расчета по моделям находится в пределах 5-10%, что позволяет сделать вывод: многофакторные математические модели адекватны и могут' быть использованы для определения стойкости режущего инструмента, шероховатости поверхности и точности обработки при резании хладостойких сталей.

В четвертой главе с целью решения задач установления рациональных режимов резания при сверлении, нарезании резьбы метчиками, торцовом и концевом фрезеровании хладостойких сталей на стадии проектирования технологического процесса разработана программа автоматизированного расчета «ЯЕгМЕТ».

Данная система автоматизированного расчета предназначена для получения технологических рекомендаций, которые состоят из самостоятельных разделов по основным видам лезвийной обработки заготовок из хладостойких сталей. В качество исходной информации для проведения расчетов система учитывает не только свойства обрабатываемых и инструментальных материалов, размеры обрабатываемых заготовок, но и вид. состояние заготовки, использование СОТС, необходимую стойкость режущего инструмента.

В основу автоматизированной системы расчета «1У^МЕТ» заложены математические модели, полученные в результате экспериментального исследования и математического анализа, которые учитывают взаимосвязь и взаимовлияние входящих в них переменных параметров. Достоверность указанных математических моделей подтверждена проведенным сравнительным анализом, который был произведен при широком диапазоне изменения технологаческх условий и режимов обработки.

Автоматизированная система «ЯЕ^МЕТ» позволяет анализировать следующие виды лезвийной обработки хладостойких сталей: сверление, нарезание резьбы метчиками, торцовое фрезерование, концевое фрезерование.

В память автоматизированной системы расчета «КЕ2МЕТ» входят физико-механические и теплофизические свойства пяти инструментальных материалов (группа ТК, РМ, РК и Р), 6 типов обрабатываемых заготовок (отливка, поковка, и др.), 4 смазочно-

охлаждающих жидкости. При необходимости эта база даных может быть дополнена или изменена.

Блок-схема функционирования разработанной автоматизированной системы «REZMET» представлена на рис. 10. Работа в данной программе осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбирается вид лезвийной обработки хладостойкой стали;

2. Задаются исходные параметры выбранной обработки:

- размеры обрабатываемой поверхности: для сверления - диаметр и глубина отверстия;

для нарезания резьбы - размер и длина резьбы; для фрезерования - ширина, глубина

фрезерования, подача на зуб;

- условия обработки (материал режущею инструмента, вид и состояние заготовки, используемая СОТС);

- необходимая стойкость режущего инструмента.

3. На основании выбранных параметров обработки определяются поправочные коэффициенты на скорость резания, учитывающие параметры выбранной обработки;

4. Производится расчет рациональных режимов резания на основании разработанных математических моделей с учетом выбранных параметров обработки и соответствующих поправочных коэффициентов;

5. Формируются таблицы рациональных режимов резания для получения необходимой стойкости инструмента, с рекомендациями на выполнение выбранного вида обработки. Программа предлагает несколько режимов резания для выбранных условий обработки, варьируя режимы резания (оператор может подобрать те режимы, которые подходят для имеющегося оборудования);

Результаты расчетов, получаемые с помощью автоматизированной системы «REZMET», выводятся в табличной форме на экран дисплея и по желанию пользователя могут быть распечатаны. Данная система создана в среде Delphi 7 и работает в операционной системе Windows. Иллюстрированный пример работы с разработанной системой «REZMET» представлен на рис. 11.

Автоматизированная система снабжена широким комплексом пояснений и указаний, существенно облегчающих возможность ее практического использования. Кроме того, для облегчения работы к разработанной автоматизированной системе «REZMET» прилагается учебно-методическое пособие с иллюстрированным описанием и подробными комментариями.

ЗАПУСК ПРОГРАММЫ "¡ЖМЕГ

Ж

СВЁРЛЕНИЕ |

ВЫБОР ВИДА ЛЕЗВИИНОИ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБ

концевое фрезерование

ВЫБОР ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕЗВИИНОИ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

. . II

Размеры обрабатываемого отверстия :днаметр ¿..=..мм; глубина I -. .мм

Марка материала сверла: Р6М5... Необходимый период стойкости: Т~... мин

X

торцовое фрезерование) ]

Параметры нарезаемой резьбы: размер резьбы М12...; длина =...мм

Вид обрабатываемого отверстия: сквозное/ глухое Необходимый период стойкости: Т =... мин

Исходные параметры фрезерования: ширина В = ...мм; глубина 1 ~ ...мм; подача на зуб Эз =..,мм

Марка материала фрезы: Р6М5... Вид и состояние заготовки: отливка...

Применение СОТС: без СОТС... Необходимый период стойкости:... мин

X

Исходные параметры фрезерования: ширина В = ...им; глубина I = ...мм; подача на зуб Б* =...мм

Марка материала фрезы: Т15К6... Вид и состояние заготовки: поковка-

Применение СОТС: с СОТС... Необходимый период стойкости:... мин

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НА СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ВЫБРАННЫХ УСЛОВИИ ОБРАБОТКИ

1

I

К« = от материала сверла)

Кг = ...(- от СТОЙКОСТИ СВСрЛЯ)

К| =от глубины сверлен»*) К/ =...

Кр= от вида резьбы)

= ...(- от стойкости метчика) К = ... _

|К« = ...(- от материала фрезы) К> = ..,(- от стойкости фрезы) К< - от вида заготовки) !Ко= ...(- от применения СОТС) )К|1 ... __

К> =...(- от материала фрезы) Кт = ...(- от стойкости фрезы) К, =от вида заготовки) К,-. = от применения СОТС) К|"...

РАСЧЕТ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ ВЫБРАННЫХ УСЛОВИИ ОБРАБОТКИ С УЧЕТОМ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

_ * 1 1 г

Тс, = шо-у-''^2""4^"'4 (К«КгК|) Т« = 89,3-У"'0Н,0'№,к"','к/т,''''' (Кр-Кт) •(КиКтКзКо) Ттф^З ||.]05.у-!'8'л'№41п((>.^ -ЬМ-Я.Лпф (КиКтКзКо)

1 _ г

ФОРМИРОВАНИЕ ТАБЛИЦ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ С РЕКОМЕНДАЦИЯМИ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ДАННОГО ВИДА ОБРАБОТКИ |

Рис. 10. Блок-схема функционирования автоматизированной системы«11Е2МЕТ»

к --Л»-- ч«^ и*г,

8 »»ЬИОЖЛИьй /СЯСМ* С4>ДСЛ.*-» смл,

КХМП'» /ирМЖр*. Ир**,-.« ДОМ?» «СгДОмМоИв Я1.У' £ ЩИЧ" * «С*^ 'К ггуниятчжго » » 1

?.*».£»{■»•« |ргл.)н|л) мсгр^'стг.

5 к»*,^ к-^'л^гм

п.хполоптгкщ- рмшгмдлтт

ПО рашкЖадьИМХ ус'а'омц}

чсх;1Ш;:1сс1;об об^мб» ки ¡г 1 нижним инсгр.мскюч жвтогзд; и) вдзя>л<?мч»«х С!як*и

ии

ИИ

У&жуте дид »ЫФ'тхьгА и»1акн-гес*;о5 одрдботуя :

гяержяче т хишишЕ жттштх еаи Г КОНШИНЕ ФРШГ011Л1ШЕ

"Ш'

!

ТОГ/ЮБОЕ ФКХЮВШС

Дым |

-г с;-'"'.^«хгом-»;

Е

к1.«!«

Щю

дЬ 1ОПОКА

'».(М^'всКНТ»«!*™*«'!!!«**!« «¿•»ъкЯмЛом» 1«МЬ »».»е^м гмл/г «дом-зд

<»■>» ЛЧ ТОО +519-7?. , гсспмег-п гос? '.Д.ч-г?.____I

"ТОЙ

кс*чя ее ен д »-а^лч

к--1

& 1 1 1 «ДуРиСгч* 'в^имм ^ис-яич <пля!Э(г<4 -19<5«»гвп» Гост мтьсъгы^ь*

! . - ——................... ........ ■ - ■■

! "¡^негрь- оОмъочо.! мамшва «СуаСык»; [омегч*мчссм» ро^нкгпдлг«! 4>р.аы {

• СтввЦыСвив

Г < В\

; гпиог; разят, ) » §Э§ ; 1

I :

Вм^.«!? «ялу -л 5; * ЩЗI 1

о.«» мл*» »»хпгл- ■ -^кч»

«* <АМХ1) ж 1гмиим<>« | «г**«;

01(на »•¡''«((¡пкяпыачио к»1грчла

»кожаном« « »во

• ЭИМЖОСШ»! ЯЮТСТН»!

да-'/

■ 14» • ««аде««« ,- й Ко -г ¡,1

•шатеодо ооНвоьIиашянхп о<

^тллсккжа^рря^ЁЗС: да £ . Кт*>0,7

У<*

I г- ВСГ знихл ОС«,50ТКИ •

I Парлмпры ебрэбшю' Уиняшя оЬрлЬант \ прей-'.

4ты готовыг

СМШНИЧГСКН^1 ЮИШШЕМ\'Н0Г<М"К»ШЫХТ1.:ЛСГПЯ

гаамзи ю гоа «5'

..........2

паракстр«« о6рз0о1к> ; Услиия обработки П-ЛИЮПКИЧ^Ю* (Илголгм/иц-с • фр«», |

Рглдаьг роев» спая ¡ТН5 туи ф^^чп I

ГШЖМ. ГОСТ ^

у> е-« и« ш т к< т а

,, .'И- 'з н-*.гI«- «е

* л< 556 К«; 4» Г

«г- ггч : : т. хя.

»92 »!> 1*» ' Ш 54'«С- « Р^К'вЧгО!»в«в и яиюлппя* торсового фр^К'рмхвас

1 ПДЯРЯ!» с1и^>с.-грй рсшьа ьулиса игзирги} вгзяж>(д»7« дм ы«а.а«й фре иуеездда,

2 Ьогага* ЗЛпсв огхга!» туб ^^ ^мая» юэт-п тяоя*^ г^м

сосках СВОД

3. «^.сетг« гергла* &«• ка&г» млий ¡жмрдаеж

Рис. 11. Иллюстрирова!1ный пример работы с разработанной системой «11Е2МЕТ»

С целью определения возможности практического применения разработанной системы автоматизированного расчета «Р.Е2МЕТ» был проведен статистический анализ ее работы. Для этого был выполнен расчет рациональных режимов резания для сверления, нарезания резьбы метчиками, концевого и торцового фрезерования хладостойких сталей, используя автоматизированную систему расчета для выбранных условий обработки. На полученных режимах резания были проведены экспериментальные исследования стойкости режущего инструмента. Погрешность работы автоматизированной системы определялась путем сравнения заданных значений стойкости режущего инструмента и полученных при экспериментальных исследованиях.

Проведенный статистический анализ работы разработанной системы «КЕ7МЕТ» показал сходимость реальных к прогнозируемых значений выходных характеристик лезвийной обработки хладостойких сталей (погрешность расчета составляет 9-12 %). На основании этого можно сделать вывод: автоматизированная система расчета «ЯЕ7,МЕТ» может быть использована на машиностроительных предприятиях для определения рациональных режимов резания.

Дня определения экономической эффективности применения разработанной системы автоматизированного расчета «11Е2МЕТ» на машиностроительных предприятиях был произведен расчет технологической себестоимости как с применением данной системы, так и без ее использования. Расчеты показали, что при использовании данной системы для разработки документации на стадии проектирования технологического процесса при обработке одной партии деталей экономическая эффективность составляет 4388 рубля. Если учесть, что годовая программа составляет разработку технологической документации для 50 различных деталей, то экономический эффект использования разработанной системы расчета составит 219400 рублей.

Таким образом, выявлена экономическая эффективность при использовании разработанной системы автоматизированного расчета «КЕХМЕТ». Данная система позволяет сократить время на проектирование отдельных этапов технологического процесса, которое затрачивается при выборе и расчетах режимоз резания. Это дает возможность использовать данную автоматизированную систему на машиностроительных предприятиях при технологической подготовке производства.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе исследована научно-техническая задача, имеющая существенное значение для современного машиностроения и состоящая в определении рациональных режимов резания на стадии проектирования технологического процесса при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей, необходимых для получения максимальной производительности процесса резания.

В результате проведенного теоретического анализа, экспериментальных исследований и математического моделирования получены следующие результаты и выводы:

1. Разработана методика и система автоматизированного расчета «ЯЕгМЕТ», которая предназначена для:

- определения рациональных режимов резания на стадии проектирования технологического процесса, необходимых для обеспечения максимальной производительности с обеспечением заданной стойкости режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

- получения технологических рекомендаций по основным видам лезвийной обработки (сверление, нарезание резьбы метчиками, торцового и концевого фрезерования) заготовок из хладостойких сталей.

2. Проведенные экспериментальные и аналитические исследования позволили получить и использовать в расчетах и рекомендациях новые многофакторные математические модели в области резания хладостойких сталей, позволяющие прогнозировать стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании, а также шероховатость обработанной поверхности и точность обработки при торцовом фрезеровании, в зависимости от режимов резания.

3. Анализ графических зависимостей стойкости режущего инструмента от режимов резания показывает, что при увеличении скорости резания, при прочих равных условиях, период стойкости режущего инструмента уменьшается. Это связано с повышением температуры в зоне резания, которая может достигать предела теплостойкости инструмента (так при увеличении скорости резания в 1,5-2,5 раза при лезвийной обработке хладостойкой стали 1СГНБ стойкость инструмента уменьшается в 1,8-4,5 раза при постоянной глубине резания и подаче);

4. Установлено, что на величину точности обработки и шероховатость поверхности при торцовом фрезеровании хладостойких сталей из режимов резания наибольшее влияние оказывает скорость резания. С увеличением скорости резания наростообразование на

21

режущих кромках инструмента снижаются, что обуславливает повышение точности обработки и снижение шероховатости (так увеличение скорости резания в 2,5 раза повышает точность обработки в 2,1 раза, а шероховатость снижается в 1,6 раза). Следовательно, для получения высокого качества поверхностного слоя при торцовом фрезеровании хладостойких сталей необходимо назначать высокоскоростную обработку.

5. Выявлена высокая эффективность использования износостойких покрытий ПИ и ('П2г)Ы при торцовом фрезеровании изделий из специальных хладостойких сталей марки 10ГНБ. Это отражается на увеличении периода стойкости режущей пластины - с износостойким покрытием ПН в 1,7 раз; с износостойким покрытием (ПХг^ в 2,0+2,2 раза.

6. Получены новые поправочные коэффициенты на скорость резания, учитывающие параметры обработки при резании хладостойких сталей.

7. Выявлена экономическая эффективность использования разработанной системы автоматизированного расчета «ЯЕ2МЕТ», которая составляет 219400 рублей в год. Данная система позволяет сократить время на проектирование отдельных этапов технологического процесса, которое затрачивается при выборе и расчетах режимов резания, что подтверждает целесообразность использования автоматизированной системы на машиностроительных предприятиях при технологической подготовке производства.

8. Результаты диссертационной работы внедрены в производство на машиностроительное предприятие ОАО «ЦС «Звездочка» в виде методики и системы автоматизированного расчета «КЕХМЕТ», а также в виде комплекса программ переданы для использования в учебном процессе кафедры «Технология металлов и машиностроения» СПбГМТУ СЕВМАШВТУЗ.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Малыгин В.И., Фомин A.B. Многофакторная модель шероховатости при торцовом фрезеровании хладостойкой стали 10ГНБ // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования: Материалы пятой Международной научно-технической конференции. Т.2. - Вологда: ВоГТУ, 2009 г. - С. 14 - 18.

2. Фомин A.B. Методы высокоэффективного резания труднообрабатываемых материалов // Вопросы технологии, эффективности производства и надежности. Сборник докладов. Выпуск №22.- Северодвинск, 2009. - С. 149-161.

3. Фомин A.B., Фомин Е.В. Многофакторные модели стойкости режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей / A.B. Фомин, Е.В. Фомин // В мире научных открытий. - 2010. - №3.

4. Рогов В.А., Фомин Е.В., Фомин A.B. Управление качеством поверхностного слоя хладостойких сталей при торцовом фрезеровании на основании математического моделирования // Технология машиностроения. - М. - 2010. - №4. - С. 61 - 64.

5. Рогов В.А., Фомин Е.В., Фомин A.B. Система автоматизированного расчета оптимальных режимов резани я хладостойких сталей при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцсьом фрезеровании // Научно-технический журнал СТИН. - М. -2010.-№5.-С.31-32.

6. Рогов В.А,, Фомин Е.В., Фомин A.B. Исследование влияния режимов резания на стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей И Технология машиностроения. - М. - 2010. -№5.-С. 15-17.

7. Рогов В.А., Фомин A.B. Моделирование качества поверхностного слоя при обработке хладостойких сталей // Инженерные системы - 2010: Материалы Международной научно-практической конференции. - М.: РУДН, 2010. - С. 137 - 138.

Фомин Александр Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ ПУТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Диссертация посвящена исследованию повышения эффективности лезвийной обработки хладостойких сталей на основании моделирования процесса резания. Проведены исследования влияния режимов резания (скорости резания, подачи и глубины резания) на стойкость режущего инструмента, шероховатость обработанной поверхности и точность обработки при резании хладостойких сталей. На основании экспериментальных исследований разработаны многофакторные математические модели, позволяющие прогнозировать стойкости режущего инструмента, точность обработки и шероховатость обработанной поверхности. По полученным результатам разработана методика и система автоматизированного расчета «ИЕ2МЕТ» для определения рациональных режимов резания хладостойких сталей, необходимых для максимальной производительности процесса резания с обеспечением заданной стойкости режущего инструмента.

Fomin Aleksandr Vladiinirovicli

INPROVEMENT OF EFFICIENCY CUTTING MACHINING OF COLD-RESISTANT STEELS BY AUTOMATIC CALCULAT ION OF THE RATIONAL CUTTING MODES

The dissertation is devoted to research of improvement of efficiency cutting machining of cold-resistant steels on the basis of modeling process of cutting. Researches of influence of cutting parameters (speed of cutting, cutter feed and cutting depth) on cutting power are considered at edge cutting machining, degree of roughness and processing accuracy of a cold-resistant steels. On the basis of experimental researches miltifactorial mathematical models which have allowed make a forecast of firmness of the cutting too!, degree of roughness and processing accuracy. By the received results «REZMET» the technique and system of the automated calculation is developed for definition of the rational cutting parameters of coJd-resis£ant steels necessary for the maximum productivity of process of cutting with maintenance of set firmness of the cutting tool.

Отпечатано в типографии ООО «ОРГСЕРВИС — 2000» Москва, ул.Орджоникидзе дом 3 Тел-.665-00-41 Заказ №960 Тираж 100 экз

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ современных отечественных и зарубежных хладостойких сталей применяемых в машиностроении

1.2. Свойства и состав хладостойких сталей

1.3. Анализ обрабатываемости материалов с особыми физико-механическими свойствами

1.4. Факторы, влияющие на стойкость режущего инструмента

1.5. Современные методы оценки состояния режущего инструмента

1.6. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПЛАНА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

2.1. Разработка методики контроля состояния режущей кромки инструмента в процессе сверления, нарезании резьбы метчиками, торцовом и концевом фрезеровании хладостойких сталей

2.2. Разработка методики исследования точности обработки и шероховатости при торцовом фрезеровании хладостойких сталей

2.3. Сравнительные стойкостные испытания режущего инструмента с износостойкими покрытиями TiN и (TiZr)N и без покрытий при торцовом фрезеровании хладостойких сталей 52 2.3.1. Определение экономической эффективности применения пластин с износостойкими покрытиями TiN и (TiZr)N 57 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МНОГОФАКТОРНЫХ МОДЕЛЕЙ СТОЙКОСТИ, ШЕРОХОВАТОСТИ И ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ПРИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКЕ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ 3.1. Уравнения регрессии, описывающие процесс исследования стойкости режущего инструмента, шероховатость поверхностного слоя и точность обработки при резании хладостойких сталей

3.2. Проверка адекватности уравнений регрессии

3.3. Преобразование адекватных уравнений регрессии в многофакторные математические модели стойкости, шероховатости и точности обработки

3.4. Анализ погрешности расчета полученных математических моделей 77 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ЛЕЗВИЙНОЙ

ОБРАБОТКЕ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

4.1. Автоматизированное проектирование в технологической подготовке производства

4.2. Общая характеристика автоматизированной системы «REZMET»

4.3. Статистический анализ погрешности работы разработанной автоматизированной системы расчета «REZMET»

4.4. Определение экономической эффективности использования системы автоматизированного расчета «REZMET» 90 ВЫВОДЫ

Проведение различных инноваций, направленных на повышение рентабельности конкретного машиностроительного предприятия, необходимо начинать с первых его уровней - то есть с операций механической обработки, уделяя при этом особое внимание вопросу выбора наиболее рациональных технологических условий их осуществления, так как именно они предопределяют результативность анализируемых операций, а в конечном итоге - себестоимость изготовляемой продукции и производительность труда в сфере производства.

Рост научно-технического прогресса неразрывно связан с развитием ведущих отраслей машиностроения - авиационной, ракетной, космической, электронной и атомной техники, энергетического и химического машиностроения, где интенсивно используются труднообрабатываемые материалы со специальными физико-химическими свойствами, характеризующиеся высокими значениями твердости, прочности, красностойкости, стойкости против коррозии в различных агрессивных средах. Для обеспечения этих свойств материалы легируются различными элементами. К ним относятся жаропрочные, нержавеющие и хладостойкие стали и сплавы, которые характеризуются низкими показателями обрабатываемости резанием. Обработка этих материалов имеет свои характерные особенности, качественно отличающие ее от механообработки конструкционных материалов.

Исследованию вопросов обрабатываемости различных материалов со специальными физико-химическими свойствами посвящены работы Е.У. Зарубицкого, Ю.Г. Кабалдина, JI.B. Окорокова, В.Н. Подураева, Н.И. Резникова, А.Н. Резникова, Н.Н. Рыкалина, Т.Г. Насад, С.С. Силина, Н.В. Талантова, и др. Данные исследования рассматривают проблемы, возникающие при резании труднообрабатываемых материалов и направлены на повышение эффективности резания труднообрабатываемых материалов.

Согласно данным исследованиям, важными факторами, определяющими возможность высокоэффективной обработки резанием высокопрочных, жаропрочных и других труднообрабатываемых материалов являются:

- обеспечение возможно большей прочности режущей кромки; минимизация энергосиловых параметров;

- создание высокой жесткости и виброустрйчивости элементов технологической системы (ТС);

- управление тепловыми потоками в зоне резания для обеспечения заданного качества поверхности.

Анализ исследования вопросов обрабатываемости материалов со специальными физико-химическими свойствами показывает, что в современном производстве не существует универсальных методов обработки для данных материалов. Каждый метод обработки имеет свою конкретную область рационального применения. Выбор метода обработки обусловлен, с одной стороны требованиями, предъявляемыми к форме, точности и качеству поверхности, и с другой - достигаемой экономической эффективностью обработки и производительностью процесса.

Актуальность работы. Повышение эффективности механической обработки является важнейшей задачей современного машиностроения, включающей в себя достижение наиболее высокой производительности обработки с обеспечением заданного уровня качества поверхностного слоя деталей. Решение этой задачи в настоящее время может быть достигнуто за счет выбора наиболее рациональных режимов или методов обработки деталей, обеспечивающих максимальную производительность или минимальную себестоимость.

Развитие новых отраслей науки и техники, а также освоение новых конструкций машин и механизмов, работающих в тяжелых климатических условиях, находятся в определенной зависимости от исследований в области обрабатываемости хладостойких, жаропрочных, нержавеющих и других материалов с особыми физико-механическими свойствами.

Появление конструкционных хладостойких сталей обусловлено, прежде всего, перспективами освоения Арктического шельфа. Добыча нефти на шельфе арктических морей (газоконденсатные и нефтяные запасы Штокмановского, Приразломного и др. месторождений Баренцева моря) характеризуется сложной ледовой обстановкой, низкотемпературными условиями эксплуатации (до -40-50°С), глубоководным (до 360 м) расположением трубопроводов высокого давления и их протяженностью (до 546 км). Поэтому для сооружения морских буровых платформ, резервуаров и нефтегазопроводов, их необходимо изготавливать из хладостойких сталей.

В настоящее время на машиностроительных предприятиях г. Северодвинска ОАО «ЦС «Звездочка» и ОАО «ПО «СЕВМАШ» для производства конструкций и механизмов, работающих при высоких отрицательных температурах, используется хладостойкая сталь марки 10ГНБ.

Как и любой вновь появляющийся материал, хладостойкая сталь требует разработки рекомендаций по назначению экономически целесообразных условий обработки. Несмотря на множество проводимых исследований в области обработки различных конструкционных материалов в настоящее время в современном производстве не существует универсальных математических моделей, позволяющих устанавливать рациональные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса при обработке материалов всех видов, а в технической литературе практически нет данных по обрабатываемости толстолистовой хладостойкой стали 10ГНБ для океанотехники и судостроения. В связи с этим, исследования обрабатываемости хладостойких сталей и на основании экспериментальных исследований разработка рекомендаций, позволяющей устанавливать рациональные режимы резания- на стадии проектирования технологического процесса, является актуальной задачей.

Цель работы. Разработка системы автоматизированного расчета рациональных режимов резания хладостойких сталей, обеспечивающих максимальную производительность с необходимой стойкостью режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании.

Методы исследований. Задачи, поставленные в работе, решались экспериментальными и расчетно-аналитическими методами.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием промышленного оборудования и современных измерительных средств. Обработка результатов экспериментов осуществлялась методами математической статистики с применением ЭВМ.

Расчетно-аналитические исследования базируются на основных положениях теории резания металлов, методов математического и компьютерного моделирования, дифференциального и интегрального исчисления, с разработкой программного обеспечения на языке Delphi 7. Научная новизна работы состоит в:

• установлении многофакторных математических зависимостей, оценивающих влияние режимов резания (скорости, подачи и глубины резания) на стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

• установлении многофакторных математических зависимостей шероховатости поверхности и точности обработки от режимов резания, определяющих качество обработанной поверхности при торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

• методике и программном обеспечении системы автоматизированного расчета рациональных режимов резания при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей.

Практическая ценность работы состоит в:

• возможности устанавливать рациональные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса при лезвийной обработке хладостойких сталей для достижения максимальной производительности процесса резания, с использованием разработанной системы автоматизированного расчета «REZMET».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были представлены на V Международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2009 г.), на Общероссийской научной конференции «Актуальные вопросы современной науки и образования» (Красноярск, 2010 г.), на Международной научно-практической конференции «Инженерные системы -2010» (Москва, 2010 г.), на заседаниях кафедры «Технология металлов и машиностроения» СПбГМТУ «СЕВМАШВТУЗ», на заседаниях кафедры «Технологии машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» РУДН и заседаниях научно-технического совета машиностроительного предприятия ОАО «ЦС «Звездочка».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В работе исследована научно-техническая задача, имеющая существенное значение для современного машиностроения и состоящая в определении рациональных режимов резания на стадии проектирования технологического процесса при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей, необходимых для получения максимальной производительности процесса резания.

В результате проведенного теоретического анализа, экспериментальных исследований и математического моделирования получены следующие результаты и выводы:

1. Разработана методика и система автоматизированного расчета «REZMET», которая предназначена для:

- определения рациональных режимов резания на стадии проектирования технологического процесса, необходимых для обеспечения максимальной производительности с обеспечением заданной стойкости- режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей;

- получения технологических рекомендаций по основным видам лезвийной обработки (сверление, нарезание резьбы метчиками, торцового и концевого фрезерования) заготовок из хладостойких сталей.

2. Проведенные экспериментальные и аналитические исследования позволили получить и использовать в расчетах и рекомендациях новые многофакторные математические модели в области резания хладостойких сталей, позволяющие прогнозировать стойкость режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании, а также шероховатость обработанной поверхности и точность обработки при торцовом фрезеровании, в зависимости от режимов резания.

3. Анализ графических зависимостей стойкости режущего инструмента от режимов резания показывает, что при увеличении скорости резания, при прочих равных условиях, период стойкости режущего инструмента уменьшается. Это связано с повышением температуры в зоне резания, которая может достигать предела теплостойкости инструмента (так при увеличении скорости резания в 1,5-2,5 раза при лезвийной обработке хладостойкой стали 10ГНБ стойкость инструмента уменьшается в 1,8-4,5 раза при постоянной глубине резания и подаче);

4. Установлено, что на величину точности обработки и шероховатость поверхности при торцовом фрезеровании хладостойких сталей из режимов резания наибольшее влияние оказывает скорость резания. С увеличением скорости резания наростообразование на режущих кромках инструмента снижаются, что обуславливает повышение точности обработки и снижение шероховатости (так увеличение скорости резания в 2,5 раза повышает точность обработки в 2,1 раза, а шероховатость снижается в 1,6 раза). Следовательно, для получения высокого качества поверхностного слоя при торцовом фрезеровании хладостойких сталей необходимо назначать высокоскоростную обработку.

5. Выявлена высокая эффективность использования износостойких покрытий TiN и (TiZr)N при торцовом фрезеровании изделий из специальных хладостойких сталей марки 10ГНБ. Это отражается на увеличении периода стойкости режущей пластины - с износостойким покрытием TiN в 1,7 раз; с износостойким покрытием (TiZr)N в 2,0н-2,2 раза.

6. Получены новые поправочные коэффициенты на скорость резания, учитывающие параметры обработки при резании хладостойких сталей.

7. Выявлена экономическая эффективность использования разработанной системы автоматизированного расчета «REZMET», которая составляет 219400 рублей в год. Данная система позволяет сократить время на проектирование отдельных этапов технологического процесса, которое затрачивается при выборе и расчетах режимов резания, что подтверждает целесообразность использования автоматизированной системы на машиностроительных предприятиях при технологической подготовке производства.

8. Результаты диссертационной работы внедрены в производство на машиностроительное предприятие ОАО «ЦС «Звездочка» в виде методики и системы автоматизированного расчета «REZMET», а также в виде комплекса программ переданы для использования в учебном процессе кафедры «Технология металлов и машиностроения» СПбГМТУ СЕВМАШВТУЗ.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. — 287 с.

2. Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800с.: ил.

3. Башков В.М. Испытания режущего инструмента на стойкость / В.М. Башков, П.Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1985. - 136 с.

4. Башков В. М., Кацев П. Г. Повышение эффективности испытаний инструмента. Обзор. М.: НИИМаш, 1982, 56с.

5. Беспрозванный И. М. Основы теории резания. М.: Машиностроение, 1948, 391с.

6. Блатт Ф.Д. Термоэлектродвижущая сила металлов / Ф.Д. Блатт, П.А. Шредер; Пер. с англ. М: Металлургия, 1980. - 248 с.

7. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1972.- 224с.

8. Бобров В.Ф. Развитие науки о резании металлов / В.Ф. Бобров, Г.И. Грановский, Н.Н. Зорев. — М.: Машиностроение, 1968. 416 с.

9. Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты: Карманный справочник. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Додэка~ХХ1», 2004. - 320 е.: ил.

10. Бородочев Н.А. Точность производства в машиностроении и приборостроении // Под. Ред. А.Н. Гаврилова. М.: Машиностроение, 1973. 567 с.

11. Браун Э.Д. и др. Моделирование трения и изнашивания в машинах / Э.Д. Браун, Ю.А. Евдокимов, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1982. -191 е.: ил.

12. Васильев С.В. ТермоЭДС при резании как характеристика качества твердосплавных пластинок / С.В. Васильев // СТИН. 1976. - №5. - С. 27-28.

13. Верещака А. С., Третьяков И. П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986, 192с.: ил.

14. Верещака А. С., Болотников Г. В. Современные тенденции совершенствования и рационального применения твердых сплавов для режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1991.

15. Виноградов Д.В. Термофлуктуационный подход к изнашиванию режущего инструмента / Д.В. Виноградов, А.Е. Древаль // Теплофизика технологических процессов: тез. Докл. 8 конф. / Рыбинский авиац. техн. институт. — Рыбинск, 1992. С.20-21.

16. Вульф А. М. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1973. - 496 с.

17. Высокопроизводительное резание металлов // ИТО, 2004, №3, с. 17.

18. Генкин М. Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов / М.Д. Генкин, А. Г. Соколова. М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

19. Горелов В.А. Многофункциональная система диагностики процессов резания и инструмента / В.А. Горелов, В.А. Семенов, М.Г. Шеметов, А.В. Геранюшкин // Вестник машиностроения. 2005. № 9. С.22-24.

20. Горелов Б.А. Оценка работоспособности инструмента методами диагностики процессов резания / В.А. Горелов // Контроль. Диагностика. 2007. №5. - С. 48-51.

21. Грановский Г. И. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985, 304с.

22. Грановский Г. И. Кинематика резания. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1948, 200 с.

23. Грановский Г. И., Трудов П. П., Кривоухов В. А., Ларин М. Н., Малкин А. Я. Резание металлов. М.: Машгиз, 1954, 472 с.

24. Грачев Ю. П. Математические методы планирования эксперимента. М.: Машиностроение, 1970. - 278 с.

25. Дальский A.M. Наследственные связи заготовительного и механообрабатывающего производства / А. М. Дальский // Вестник машиностроения. 1998. - №1. - С.34-36.

26. Даниелян А. М. Резание металлов и инструмент. М.: Машгиз, 1954.

27. Дудкин Е.В., Сурин И.В. Комбинированный способ контроля режущих свойств твердосплавных изделий / Е.В. Дудкин, И.В. Сурин // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 1998. - С.38-48.

28. Дунин-Барковский И.Н. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности / И.Н. Дунин-Барковский, А.Н. Карташова. М.: Машиностроение, 1978. 232 с.

29. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. СПб.: Машиностроение, 1986. 184 с.

30. Зориктуев В.Ц. Мониторинг и прогнозирование износа режущего инструмента / В.Ц. Зориктуев, Ю.А. Никитин, А.С. Сидоров // СТИН. -2007. №10. - С. 31-34.

31. Игнатьев А.А. Динамика высокоскоростного лезвийного резания с дополнительным фрикционным воздействием / А. А. Игнатьев, Т. Г. Насад // Динамика технологических систем : тр. VI Межд. конф., Ростов/Дону, 2001. -Т.З.-С.12-16.

32. Ильин А.Н. Разработка системы оперативной диагностики режущего инструмента по электрическим параметрам процесса резания. Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 2000. - 15 с.

33. Иноземцев А.Н. Оценка стойкости и надежности режущего инструмента в производственных условиях / А.Н. Иноземцев, С.А. Гришин, С. А. Васин, Н.И. Пасько // СТИН. 2000. - №10. - С. 22-24.

34. Иноземцев Г.Г. Оптимизация процесса резания с учетом диагностического состояния оборудования / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова// СТИН. 1999. - №12. - С. 9-13.

35. Кабалдин Ю. Г. Расчёт износа режущего инструмента на основе структурно-энергетического подхода к его прочности / Ю. Г. Кабалдин, Б. И. Молоканов, В. В. Высоцкий // Вестник машиностроения. 1993. - № 9. - С. 33-36.

36. Кабалдин Ю. Г. Жесткопластическая модель процесса резания-металлов-/ Ю. Г. Кабалдин, А. И. Хромов, Ю.Г. Егорова // Вестник машиностроения. 1998.-№2.-С. 19-23.

37. Кабалдин Ю.Г. Универсальная модель изнашивания режущего инструмента и методы повышения его работоспособности / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1993. - № 11. - С. 31-34.

38. Кабалдин Ю. Г. Управление качеством поверхностного слоя при резании в автоматизированном производстве / Ю. Г. Кабалдиы, Ю. В. Дунаевский, О.И. Медведева // Вестник машиностроения. 1993. - № 3. - С. 36-39.

39. Кабалдин Ю. Г. Трение и износ инструмента при резании / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1995. - № 1. - С. 26-32.

40. Кабалдин Ю. Г. Структурно-энергетический подход к процессу изнашивания режущего инструмента / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1990. - №12. - С. 62-68.

41. Кабалдин Ю. Г. Повышение устойчивости процесса резания / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1991. - №6. - С. 37-40.

42. Кабалдин Ю. Г. Разрушение режущей части твердосплавного инструмента под действием адгезионных явлений / Ю. Г. Кабалдин // Станки и инструмент. 1981. - №2. - С.23-25.

43. Камалов В. С. Экспериментальное и теоретическое обоснование обработки металлов резанием со сверхвысокими скоростями / В. С. Камалов, С. С. Корнеев, В. М. Корнеева // Вестник машиностроения. 1991. - № 12. - С. 38-41.

44. Кирюшин И. Е. Обработка резанием титановых сплавов / И. Е. Кирюшин, Т. Г. Насад // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении : межвуз. науч. сб. / СГТУ. Саратов, 2005. - С. 105-108.

45. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалев; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005. - 656 с.

46. Колев К. С. Точность обработки и режимы резания / К. С. Колев, JI. М. Горчаков. М.: Машиностроение, 1976. - 144 с.

47. Комиссаров В. И. Точность, производительность и надежность в системе проектирования технологических процессов / В. И. Комиссаров, В. И. Леонтьев. М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

48. Корнеева В. М. Расчет нагрева и охлаждения режущего инструмента при обработке со сверхвысокими скоростями резания // Известия вузов. Машиностроение. 1987. - № 11. - С. 139-141.

49. Корнеева В. М. Влияние частоты вращения режущего инструмента при сверхскоростном фрезеровании на его тепловое состояние / В. М. Корнеева//Известия вузов. Машиностроение. 1988. - № 1. - С. 149-153.

50. Корнеева В. М. Гипотеза резания при обработке металлов со сверхвысокими скоростями резания / В. М. Корнеева, С. С. Корнеев, В. С. Камалов // Известия вузов. Машиностроение. 1985. - № 6. - С. 157-159.

51. Кривоухов В.А. Качество поверхностного слоя / В.А. Кривоухов, А.Д. Чубаров. М.: Машиностроение, 1970. С. 180.

52. Кудинов В. А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. - 360 с.

53. Ларин М. Н. Оптимальные геометрические параметры режущей части инструментов. М.: Оборонгиз, 1953. 146 с.

54. Лещинский Н. Я. Исследование ударных нагрузок при торцовом фрезеровании / Н. Я. Лещинский, В. Г. Круцило, А. И. Скочнов // Физ. процессы при резании металлов : сб. тр. / Волгоградский политехи, ин-т. -Волгоград, 1993. С. 61-66.

55. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента / Т. Н. Лоладзе. М.: Машиностроение, 1982. С. 320.

56. Лоладзе Т. Н. Износ и стойкость режущих инструментов / Т. Н. Лоладзе. -М.: Машгиз, 1958. 353 с.

57. Лукина С.В. Особенности высокоскоростной обработки с использованием сборных торцовых фрез / С.В. Лукина, Ю-Б. Гуляев // Справочник. Инженерный журнал. 2005. №8. - С. 27-30.

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

59. Макаров А. Д. Износ режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966.-267 с.

60. Макаров В. Н. Термомеханика высокоскоростной лезвийной обработки / В. Н. Макаров, С. Л. Проскуряков //Теплофизика технологических процессов: тез. докл. 8 конф. /Рыбинск, авиац. ин-т. Рыбинск, 1992. - С. 138-140.

61. Малыгин В.И. Методы диагностики состояния режущего инструмента: Учебное пособие. Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 1997. - 42 с.

62. Малыгин В.И., Светлаков Г.Б. Косвенный метод контроля текущего износа инструмента по градиенту термо-ЭДС // Технология судостроения. — 1991. №1. - С. 39-40.

63. Малыгин В.И., Лобанов Н.В. Модель напряженно-деформированного состояния режущего элемента сборного инструмента // Вестник машиностроения. 2000. - № 2. - С. 22-26.

64. Марков Н. Н. Нормирование точности в машиностроении / Н.Н. Марков, В.В. Осипов, М.Б. Шабалина // Под. ред. Ю.М. Соломенцева. М., 2001. С. 335.

65. Марочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1989.-640 с.

66. Медведев Д.Д. Автоматизированное управление процессом обработки резанием. -М.: Машиностроение, 1980. 143 с.

67. Мельник Е.Е. Контроль состояния режущих кромок твердосплавного инструмента / Е.Е. Мельник // СТИН. 2005. - №4. - С. 16-18.

68. Методики испытаний металлорежущих инструментов. Под ред. Семенченко Д. И., Григорьева В. С., Кацева П. Г., Соколова В. А. М.: ВНИИТЭМР, 1985.

69. Методики испытаний металлорежущих инструментов. Выпуск 2. Под ред. Семенченко Д. И., Мухина Б. И., Кацева П. Г., Соколова В. А. М.: НИИМаш, 1980.

70. Методики ускоренных испытаний металлорежущих инструментов. Выпуск 1. Под ред. Семенченко Д. И., Мухина Б. И., Кацева П. Г., Башкова В.М. М.: НИИМаш, 1981.

71. Микулик Н.А. Решение технических задач по теории вероятностей и математической статистике / Н.А. Микулик, Г.Н. Рейзина // Справ, пособие. Мн.: Высш. Шк., 1991. С. 164.

72. Моисеев В.А. Математическое моделирование влияния временного фактора резания на шероховатость обработанной поверхности / В.А. Моисеев // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1993. № 6.

73. Мокрицкий Б. Я. Технологическая система резания как система преобразования входных параметров в выходные / Б. Я. Мокрицкий // Известия вузов. Машиностроение. 1992. - № 4-6. - С. 102-108.

74. Насад Т. Г. Математическая модель оптимизации режимов фрикционно-лезвийной обработки / Т. Г. Насад // Управляющие и вычислительные комплексы в машино- и приборостроении: межвуз. науч. сб. / СГТУ. — Саратов, 1999. С.78-79.

75. Насад Т. Г. Высокоскоростная обработка закаленных сталей / Т. Г. Насад // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив 2000 : сб. тр. между нар. научн.-техн. конф. / Волжский, 2000. - С. 164-165.

76. Насад Т. Г. Высокоскоростная обработка труднообрабатываемых материалов с дополнительными потоками энергии в зоне резания: монография / Т. Г. Насад, А. А. Игнатьев ; Сарат. гос. техн. ун-т. — Саратов: СГТУ, 2002. 112 с. - ISBN 5-7433-1007-6.

77. Насад Т. Г. Особенности обработки жаропрочных сплавов / Т. Г. Насад // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: межвуз. науч. сб. / СГГУ. Саратов, 2004. - С. 101-103.

78. Насад Т. Г. Исследования стойкости режущего инструмента при обработке жаропрочных материалов / Т. Г. Насад, Г. А. Козлов, Е. Е. Мурашева // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении : межвуз. науч. сб. / СГТУ. Саратов, 2004. - С. 104-105.

79. Насад Т. Г. Оптимизация параметров процесса высокоскоростной обработки с тепловым воздействием / Т. Г. Насад // Автоматизация иуправление в машино- и приборостроении: межвуз. науч. сб. / СГТУ. -Саратов, 2004. С. 97-100.

80. Насад Т. Г. Оптимизация параметров процесса высокоскоростной обработки при обработке коррозионностойких сталей / Т. Г. Насад // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: межвуз. науч. сб. / СГТУ. Саратов, :2004. - С. 143-147.

81. Насад Т. Г. Качество поверхности при высокоскоростной обработке жаропрочных материалов / Т. Г. Насад, Е. Е. Мурашева // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: межвуз. науч. сб. / СГТУ. Саратов, 2004. - С. 141-143.

82. Насад Т. Г. Износ лезвийного инструмента при высокоскоростной обработке с дополнительным тепловым воздействием / Т. Г. Насад // Вестник СГТУ. 2005. - № 1(6). - С. 80-84.

83. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии обработки металлов методами планирования эксперимента / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. М.: Машиностроение, Техника, 1980. С.304.

84. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках. Гильман A.M. и др. М.: Машиностроение, 1972. С. 188.

85. Палей С.М. Контроль состояния режущего инструмента по ЭДС резания / С.М. Палей // СТИН. 1996. - №10. - С. 21-25.

86. Патент РФ №2069343сМКИ 6 G 01 N3/58. Способ определения износостойкости сплавов и сталей / Горкунов Э.С., Макаров А.В., Коршунов Л.Г., Сомова В.М. Опубл. в БИ №32, 20.11.1996.

87. Патент РФ №2173611, МКИ 7 В 23 В 1/00. Способ определения оптимальной скорости резания твердосплавными инструментами / Артамонов Е.В., Кусков В.Н., Помигалова Т.Е. Опубл. в БИ №26, 20.09.2001.

88. Патент РФ №2257565, МКИ 7 G 01N 3/58. Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов / Нестеренко

89. В.П., Беломестных В.Н., Арефьев К.П., Кирсанов С.В. Опубл. в БИ №21, 27.07.2005.

90. Подпоркин В. Г. Фрезерование труднообрабатываемых материалов / В. Г. Подпоркин, JI. Н. Бердников. СПб. : Машиностроение, СПб. отд., 1983. -136 с.

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

92. Подураев В. Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. М.: Машиностроение, 1977. - 304 с.

93. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974. - 590с.

94. Подураев В.Н., Барзов А.А., Кибальченко А. В. Активный контроль износа инструмента методом акустической эмиссии // Вестник машиностроения, 1981, № 4, с. 14-19.

95. Подураев В.Н., Кибальченко А.В., Алтухов В.Н. Выбор оптимальных режимов резания и прогнозирование стойкости режущего инструмента в условиях ГПС // Вестник машиностроения, 1987, №6, стр. 43-46.

96. Потапов В. А. Высокоскоростная обработка / В. А. Потапов, Г. И. Айзеншток. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - вып. 9. - 60 с.

97. Потапов В. А. Конференция по высокоскоростной обработке / В. А. Потапов // СТИН. 2000. - С. 32-36.

98. Потапов В. А. Третья международная конференция по высокоскоростной механической обработке / В. А. Потапов // СТИН. — 2002. С. 35-39.

99. Резников Н. И. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов / Н. И. Резников, Е. В. Бурмистров, И. Г. Жарков и др. М.: Машиностроение, 1972. 200 с.

100. Резников А. Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. - 288 с.

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

102. ИЗ. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник. Гуревич Я. JL, Горохов М. В., Захаров В. И. и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986.

103. Рогов В.А. Методика и практика технических экспериментов / В.А. Рогов, Г.Г. Поздняк. М.: Издательский центр «Академия», 2005. С. 288.

104. Румшинский JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971, 192 с.

105. Скворцов А.В. Контроль и диагностика режущих инструментов с помощью вихретоковых преобразователей / А.В. Скворцов, М.С. Уколов // СТИН. -2005. № 6. - С.10-13

106. Соколов В. А. Хладостойкие стали //Сборник статей "Вопросы технологии, эффективности производства и надежности" под ред. Шушарина Ф. Н. и Малыгина В. И. Выпуск №17. Часть I. 1999.

107. Солнцев Ю.П. Материаловедение / Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин // Изд. 3-е перераб. и дот СПб.: ХИМИЗДАТ, 2004. С.736.

108. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Пирайнен В.Ю. Специальные материалы в машиностроении: Учебник для вузов. СПб.: ХИМИЗДАТ, 2004. - 640 е.: ил.

109. Справочник инженера-технолога в машиностроении / А.П. Бабичев и др. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. 541 е.: ил.

110. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Н. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. - 630 с.

111. Старков В. К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989.-269 с.

112. Старков В. К. Оптимизация процесса торцового фрезерования с целью стабилизации динамического воздействия на инструмент и заготовку /В. К. Старков, М. Е. Иремадзе // Вестник машиностроения. 1991. - № 11. - С. 33-36.

113. Строшков А.Н. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом / А.Н. Строшков, Ш.Л. Теслер, С.П. Шабанов, Д.С. Элинсон. М.: Машиностроение, 1977. С. 140.

114. Сулима A.M. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / A.M. Сулима, М.И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1974. 256 с.

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

116. Суслов А. Г. Технологическое обеспечение параметров шероховатости поверхности деталей машин при обработке лезвийным инструментом / А. Г. Суслов // Вестник машиностроения. 1988. - № 1. - С. 40-43.

117. Сутягин А.Н. ТермоЭДС как комплексный параметр оценки эксплуатационных свойств деталей машин / А.Н. Сутягин // Справочник. Инженерный журнал. 2006. №3. — С.59-61.