автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности процесса фрезерования на основе прогнозирования надежности эксплуатации торцовых фрез

На правах рукописи

Шестакова Жанна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование

механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2006

Работа выполнена в Рубцовском индустриальном институте (филиал) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кутышкин Андрей Валентинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Марков Андрей Михайлович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Осколков Александр Иванович

Ведущая организация

ОАО «Рубцовский машиностроительный завод»

Защита состоится « 28 » декабря 2006 года в 14 час. 00 мин, на заседании диссертационного совета К 212.004.02 при ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

Автореферат разослан ноября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 212.004.02, к.т.н., доцент

С.Я. Куранаков

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В технологических процессах обработки металлов резанием удельный вес операций фрезерования составляет до 35 % от общего количества операций металлообработки, из которых доля операций торцового фрезерования составляет 25%. Данные цифры говорят о том, что операции фрезерования в значительной степени определяют затраты, связанные с изготовлением большой номенклатуры деталей. Недостаточный уровень надежности технологических процессов приводит к увеличению брака обрабатываемых деталей и повышению затрат на устранение отказов режущего инструмента и оборудования. Поэтому необходимо осуществлять прогноз уровня надежности на стадии проектирования технологических процессов, преимущественно без экспериментальных проверок, так как они чрезвычайно дороги и часто неосуществимы. Осуществление прогноза на базе экспериментов, при условии, что в проектируемом технологическом процессе предусмотрено использование специального оборудования, инструмента, потребует фактически внедрения этого процесса. Учитывая, что при запуске в производство нового изделия требуется разработка большого количества технологических процессов, то становится очевидным, что прогноз на базе экспериментов фактически неосуществим. Поэтому задача прогнозирования уровня надежности технологических процессов на стадии их проектирования расчетными методами является актуальной.

Технологические процессы металлообработки представляют собой сложные системы, состоящие из большого количества подсистем. Одной из основных подсистем, определяющих общую надежность технологических процессов, является подсистема режущего инструмента. Так, например, доля отказов, связанных с износом и поломкой режущего инструмента на операциях фрезерования, составляет « 40%.

Анализ существующих методов оценки надежности показал, что в настоящее время оценка показателей надежности режущего инструмента осуществляется преимущественно методами параметрической теории надежности. Несмотря на универсальность данных методов, они имеют ряд недостатков, среди которых наиболее существенным является необходимость проведения значительного количества испытаний для определения показателей надежности и дополнительного обоснования возможности применения полученных результатов для прогнозирования надежности эксплуатации аналогичного режущего инструмента. Одним из возможных направлений решения данной проблемы является моделирование процессов развития преимущественных отказов режущего инструмента системами массового обслуживания. Это позволит получать гарантированные «нижние оценки» надежности эксплуатации режущего инструмента и использовать их в качестве дополнительных критериев при оптимизации процесса торцового фрезерования. Вследствие этого получение количественных оценок надежности эксплуатации режущего инструмента является актуальной задачей, решение которой позволит повысить эффективность процесса торцового фрезерования и снизить затраты, связанные с технологическим

обеспечением операции, как на этапе подготовки производства, так и при его сопровождении. - >

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса торцового фрезерования на основе прогнозирования и учета надежно-^ сти эксплуатации режущего инструмента, при подготовке и сопровождении производства.

Методы исследований. Для проведения теоретических исследований применялись методы теории резания, теории массового обслуживания, математической статистики, теории упругости, теории теплообмена, численные мето-

■ДЫ.

Научная новизна работы заключается в: .

- математических моделях оценки стойкости торцовых фрез по критериям адгезионного износа и усталостного разрушения режущих элементов;

- закономерностях, характеризующих влияние на возникновение отказов торцовых фрез таких факторов, как неравномерность распределения напряжений в зоне контакта инструмента с заготовкой, а также изменение физико-механических свойств инструментального и обрабатываемого материала;

- разработанных вероятностных моделях прогнозирования преимущественных видов эксплуатационных отказов торцовых фрез, учитывающих статистические и расчетные данные о причинах их возникновения;

- разработанной модели надежности эксплуатации торцовых фрез, учитывающей взаимосвязь возникновения преимущественных видов эксплуатационных отказов;

- количественной оценке влияния на надежное 1ь режущего инструмента возможных колебаний основных технологических параметров и случайных факто-

1 ров, характерных для процесса фрезерования.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в рекомендациях по: . , : ,

- определению оптимальных размеров партий заготовок, запускаемых в производство, обеспечивающих снижение времени на замену режущего инструмента и сокращению затрат на устранение его отказов;

- разработке на стадии технологической подготовки производства научно обоснованных решений по выбору режущего инструмента с учетом надежности его эксплуатации и программы выпуска деталей;

- использованию основных показателей надежности функционирования режущего инструмента в качестве дополнительных критериев при его выборе на .этапе проектирования технологической операции фрезерования.

Реализация работы. На основании выполненных исследований создана методика оценки надежности режущего инструмента, применяемого на операциях торцового фрезерования.

. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: V научно-технической конференции студентов и аспирантов в г. Рубцовске (2003), VI научно-технической конференции студентов и аспирантов в г. Рубцовске (2004), IV всероссийской научно-практической конференции в г.

Новосибирске (2006), научно-технических семинарах кафедры «Технология машиностроения» РИИ АлтГТУ им. И.И. Ползунова (2004-2006). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, списка литературы из 114 наименований. Диссертация содержит 134 страницы машинописного текста, 38 рисунков. 18 таблиц и 2 приложения. Общий объем 178 стр.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, дается общая характеристика работы, приводится научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен литературный обзор теоретических и экспериментальных исследований по теме диссертации. Определены цель и задачи работы.

На основании проведенного анализа работ отечественных и зарубежных ученых Бердникова Л.Н., Бетанели А.И., Боброва В.Ф., Васильева С.В., Грановского Г.И., Зорева Н.Н., Кабалдина Ю.Г., Кибальченко А.В, Лоладзе Т.Н., Макарова А.Д., Остафьева В.А., Палей С.Н., Подураева В.Н., Полетики М.Ф., Резникова А.Н., Розенберга A.M., Трощенко В.Т., Хаета Л.Г., посвященных исследованию влияния физических процессов, протекающих в ходе эксплуатации режущего инструмента, на его работоспособность; исследованию нагрузок и температур на контактных поверхностях режущего инструмента, оценке напряженно-деформированного состояния режущей части инструмента, были установлены преимущественные виды и критерии отказов торцовых фрез, возникновение которых возможно в процессе их эксплуатации (таблица 1).

Таблица 1. Преимущественные виды отказов инструмента, применяемого на

№ п/п Преимущественные виды отказов торцовых фрез Критерий отказа

1 Износ по задней поверхности A>|Äj

2 Износ по передней поверхности Ьл>\Ъл\

3 Усталостное разрушение режущей части N6<N

Литературный анализ показал, что наиболее широкое распространение в настоящее время среди расчетных методов оценки надежности, применяемых на стадии технологической подготовки производства, получили методы параметрической теории надежности. На применении данных методов основаны работы Башкова В.М., Бойчева А.И., Борисова С.П., Вильсона А.Л., Кацева П.Г, Нодельмана М.О., Палей С.М., Ползиковой Т.В., Сгибнева A.B., Хаета Г.Л. Данный подход в целом не позволяет учитывать физическую сущность процессов изнашивания и разрушения режущего инструмента, а также влияние на по-

казатели надежности физико-механических, геометрических параметров и ре-сжимов резания.,. ч с . ... -

В последнее время для оценки надежности технологических систем применяется математический аппарат теории массового обслуживания, основные положения которой разработаны Вентцель Е.С., Гнеденко Б.В., Клейнрок Л., Коваленко И.Н., Колмогоровым А.Н., Овчинниковым Л.А., Саати Т.Л., Хинчи-ным А .Я. .

Эффективность применения теории массового обслуживания для решения различных задач прогнозирования надежности технологических систем подтверждается их использованием Пронниковым A.C., Кубаревым А.И., Сте-панским Л.Г., Кутышкиным A.B.

Проведенный анализ литературы позволяет сделать следующие выводы:

- разработка и совершенствование методик для оценки надежности эксплуатации режущего инструмента является актуальной проблемой, решение которой позволит повысить эффективность технологических процессов металлообработки за счет принятия научно обоснованных решений по выбору материала режущей части инструмента, режимов его эксплуатации, определения оптимальных объемов партий обрабатываемых заготовок;

- имеющиеся в настоящее время модели прогнозирования надежности режущего инструмента не позволяют оценивать влияние на надежность режимов резания, физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материала;

- существующие модели прогнозирования стойкости не учитывают одновременного воздействия различных механизмов изнашивания и разрушения режущего инструмента при его эксплуатации.

В соответствии с этим в работе были поставлены следующие задачи исследования:

- разработка математических моделей, позволяющих оценивать средние значения стойкости торцовых фрез до возникновения преимущественных видов их эксплуатационных отказов, таких как адгезионный износ по задней и передней поверхности, усталостное разрушение режущей части;

- оценка влияния на стойкость торцовых фрез колебаний физико-механических свойств инструментального материала и материала обрабатываемой заготовки, режимов эксплуатации режущего инструмента;

- разработка обобщенных вероятностных моделей возникновения преимущественных видов эксплуатационных отказов торцовых фрез с учетом имеющихся расчетных и статистических данных о причинах возникновения отказов;

- оценка влияния колебаний среднего числа заготовок, обработка которых возможна до возникновения преимущественных видов отказов, на надежность инструмента;

- разработка программного обеспечения, позволяющего прогнозировать вероятность возникновения преимущественных видов отказов режущего инструмента и вероятность безотказной работы с учетом отсутствия рассматриваемых видов отказов.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей, позволяющих оценить стойкость торцовых фрез по рассматриваемым преимущественным видам отказов. С учетом ряда допущений и особенностей процесса торцового фрезерования были получены выражения, позволяющие оценить количество деталей, обработка которых возможна до возникновения следующих видов отказа:

- предельно допустимого износа по задней поверхности режущего инструмента:

Nl =

Мм-

Я тах.:

<1

(1)

>1

- предельно допустимого износа передней поверхности режущего инструмента:

[2]

+ сг^)- £ • созЛ • 5 • <Х5Д, • (7 - /у)_

л '11

Щп (р-соэЛ

Ятах.п

о%

<1

•(1-м)

<1

усталостного разрушения режущей части инструмента:

п-т

(2)

(3)

V ^ тах .

Здесь г/, //-фактическое время и коэффициент трения на поверхности контакта зуба фрезы с обрабатываемым материалом при. обработке одной детали; V,*-скорость и глубина резания соответственно; а-задний угол инструмента; ^-главный угол в плане; Л -угол наклона режущей кромки; £ - коэффициент усадки стружки; 6 - толщина слоя, из которого происходит вынос продуктов разрушения адгезионно металлических связей, б « 3 • ¡0~10+ 5 • 10~9 м\ Я тах п'Ятах з - максимальные контактные давления на передней и задней поверхности инструмента, определяемые по зависимостям, предложенным Лолад-зе Т.М.; [/г] - предельно допустимая ширина площадки износа по задней поверхности (рисунок 1); [£)]- предельно допустимый объем инструментального материала, удаляемого с передней поверхности (рисунок 1):

(4)

2 ' 2 8-[Ьл]'

[/], \кд \ - предельно допустимые длина и глубина лунки износа, соответствующие [б]; Ъ- ширина контакта передней поверхности зуба фрезы с обрабатываемым материалом; сгхи,сгхм -напряжения текучести инструментального и обраба тываемого материалов; сг0 - предел выносливости инструментального матери-

s

[0 Л R

dhtgatgy j у

■зуб фрез»

/

gj ""f!/

а

зуб фреза

a

Рисунок 1. Расчетная схема для определения: а - предельно допустимого объема материала, удаленного с передней поверхности режущего инструмента; б - объема материала, удаленного с задней поверхности режущего инструмента за элементарный отрезок времени контакта с обрабатываемым материалом

ала при пульсационном цикле нагружения; N6 -базовое число циклов нагру-жения, соответствующее величине а0;т — постоянная, характерная для инструментального материала; л —частота вращения фрезы; <гтах —максимальное напряжение, возникающее в пределах цикла нагружения зуба фрезы, определяемое в соответствии с критерием предельного состояния, предложенным Г.С. Писаренко и A.A. Лебедевым.

Средняя температура <9 на поверхностях физического контакта режущего инструмента с материалом обрабатываемой заготовки постоянна в течение времени контакта и определяется в соответствии с алгоритмом теплофизиче-ского анализа, предложенным А.Н. Резниковым.

Для оценки адекватности предложенных моделей стойкости были проведены экспериментальные исследования. В рамках экспериментов фрезеровались прямоугольные образцы, выполненные из стали 5ХНМ (сгв = 1265МПа,

НВ380), фрезой (£> = 125мм, z = l, у = 11",а — 11", Л = 1 Г), оснащенной пятигранными неперетачиваем ыми пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 19064-80. В качестве критерия, характеризующего предельное состояние инструмента, была принята величина площадки износа по задней поверхности зуба фрезы, равная \h\-0,9-10~3M. При проведении эксперимента основным фактором процесса резания, определяющим стойкость режущего инструмента, принималась скорость резания. Варьируя данный параметр в пределах 60-200 м/мин, добивались износа инструмента до принятого критерия затупления и определяли время до возникновения отказа для каждого значения скорости резания. Полученные экспериментальные данные, а также значения стойкости, определенные в соответствии с алгоритмом предложенной математической модели, приведены на рисунке 2,а. Условия эксперимента соответствовали исходным данным, применяемым для проведения расчетов. Максимальное расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышает 10%.

; ; 1 • 1

I I | ■ 1 1

___1 ■ 1 1

1 гм Ч'*Оч » Г^ р - - » Ч - - -1 | 4 ч 1 • 1 -I" 1 1 — -т— - ^ .. 1 1 -----,---- -----—'—------------1

1 1 1 1

1 < I ... . . 1 . 1 1 1

0,8 0,7 0,6 0,5

80 100 120 140 160 180 200 Скорость реэанмя, и/мин • Экспериментальные данные; Расчетные значения; 95% доверительные

интервалы

6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 Время эксплуатации, мин »Экспериментальные данные Расчетные

Рисунок 2. Расчетные н экспериментальные данные: а - стойкости торцовой фрезы в зависимости от скорости резания; б - вероятности безотказной работы инструмента, применяемого на операциях торцового фрезерования .

Для оценки влияния возможных колебаний величин зависимостей (1,2) на расчетные значения Ы] 2 предлагается использовать коэффициенты вариации:

N..

сгкг =

дxjJ

1 = 1,2,

(5)

где Ху- параметры, оказывающие наиболее существенное влияние на колебание значений величин N1; <7х. - среднеквадратические отклонения величин х^.

Для оценки среднеквадратического отклонения сгд^ предлагается использовать метод статистического моделирования — метод Монте-Карло.

= V0/' ач + а2 ' ах2 + 2а,а2г,2сг2Х1а12 , (6)

где стХ1,аХ2 - среднеквадратические отклонения величин Xj \ г12- коэффициент корреляции между величинами Xj.

В третьей главе представлена разработанная единая модель надежности, имитирующая процессы возникновения преимущественных видов отказов. Под надежностью понимается вероятность безотказной работы режущих элементов торцовых фрез в заданных условиях эксплуатации. Для разработки данной модели использовался аппарат теории массового обслуживания. Моделирование условий эксплуатации режущего инструмента до его выхода из строя в результате возникновения какого-либо преимущественного вида отказа осуществляется работой систем массового обслуживания (СМО) с очередями на обслуживание. Требованием на обслуживание в данной системе является инструмент, применяемый на операциях торцового фрезерования. Под обслуживанием инструмента понимается выведение его из строя в процессе обработки партии деталей, в результате возникновения рассматриваемого преимущественного вида отказа. Отказом режущего инструмента считается выведение из строя хотя бы

одного зуба торцовой фрезы. Под каналами обслуживания понимаются элементы зуба фрезы, наиболее критичные к отказам. Время между поступлениями требований на обслуживание равно среднему времени нагружения инструмента при обработке партии заготовок. Среднее время обслуживания в каналах одинаково и равно среднему времени эксплуатации инструмента до возникновения определенного вида преимущественного отказа. Оно принимается равным среднему числу заготовок, обработка которых возможна до возникновения рассматриваемого отказа. Если время нагружения инструмента при обработке партии заготовок оказывается меньше, чем время, за которое возникает рассматриваемый отказ, то инструмент получает «отказ в обслуживании» и поступает в «очередь на обслуживание». Время первого, второго, третьего и т.д. «ожидания в очереди на обслуживание» - это время нагружения инструмента при обработке первой, второй, третьей и т.д. партии заготовок. При нагружении инструмента в >

ходе обработки второй, третьей и т.д. партии заготовок вероятность возникновения отказов возрастает. Потоки событий, переводящие систему из состояния в состояние, полагаются ординарными, стационарными и без последействия.

Граф состояний СМО с очередями на обслуживание включает следующие состояния инструмента (рисунок 3): "0" - инструмент «готов к обслуживанию» или «обслужен», что соответствует выведению его из строя в результате отказа; "1" — инструмент обслуживается во всех каналах при обработке первой партии заготовок или выведен из строя при обработке 2-й партии заготовок; "2"

— инструмент обслуживается во всех каналах при обработке второй партии заготовок; инструмент выведен из строя при обработке 3-й партии заготовок; "Л"

— инструмент обслуживается во всех каналах при обработке к -й партии заготовок; инструмент выведен из строя при обработке (к + 7) -й партии заготовок.

Интенсивности потоков событий, переводящих СМО из состояний 0 в состояние А и обратно, равны:

Л0.1л ~ ¿1.2.1 ~= ¿к-1.кА ~ Т7~' ¿1.0л ~ Л2.1.1 ~ — ~ \.к-1Л = "77*»

^ п

.....(7)

Ло.1 Ло.! Л0.1

где /-общее количество преимущественных видов отказов, возникновение которых возможно в процессе эксплуатации торцовых фрез: адгезионный износ задней поверхности (г = /), адгезионный износ передней поверхности (/ = 2), усталостное разрушение режущей части инструмента (/ = 3); Nn— число заготовок в партии; ГП[ — число элементов зуба фрезы, наиболее критичных к возникновению 1-го отказа; среднее число заготовок, обработка которых возможна до возникновения / - го отказа.

Решая систему уравнений Колмогорова, описывающую функционирование СМО в стационарном режиме, с учетом выражений (7), получаем зависимость для вычисления вероятности отсутствия i — ого вида преимущественного отказа:

4.2 4.3 Ье-Цс

Для оценки вероятности отсутствия всех видов отказов предлагается использовать многоканальную СМО с двумя состояниями (рисунок 4).

^0.1

отказов

Рб,=1-\1+Р1+.А-+ ^ +.У р кл.. (8)

[ 1 + Р, (/ + АХ2 + А) ] ¿1.0.1

Каждый канал моделирует развитие определенного вида отказа и представляет собой одноканальную систему-аналог, полученную в результате свертки соответствующей многоканальной СМО. Требованием на обслуживание в данной системе является торцовая фреза. Под обслуживанием требования понимается выведение инструмента из строя в ходе эксплуатации, в результате возникновения преимущественных видов отказов. Возможны следующие состояния системы: "О" — состояние готовности системы к эксплуатации или завершенной эксплуатации; "1" -состояние нагружения системы при эксплуатации;

Параметры данной СМО определяются следующими выражениями:

— (9)

К Рбл

Вероятность безотказной работы инструмента Рб - это вероятность Р/ состояния"!":

7 \ 1

Р,=-7Г'{1+(вт-1>хр(-вт))>вт=1ь1;—(А* -')> (10>

ит 1=1 ^бл

где Рбл - вероятность отсутствия / — го вида преимущественного отказа, определяемая выражением (8); Ьт- количество преимущественных видов отказов, возникающих в процессе эксплуатации режущего инструмента.

Возможность использования систем массового обслуживания для моделирования процессов возникновения преимущественных видов отказов торцовых фрез и оценки вероятности их безотказной работы при обработке заданной партии деталей основана на предположении о том, что как потоки случайных событий, оказывающих влияние на возникновение отказов инструмента, так и сами отказы подчиняются закону распределения Пуассона случайных величин.

Для проверки данного допущения были проведены экспериментальные исследования, целью которых являлось установление характера распределения отказов режущих элементов торцовых фрез.

В рамках экспериментальных исследований осуществлялась обработка заготовок из стали 5ХНМ, фрезой (£> = /25лш, 2-8, у — 1Г,а = 1Г, Л = 1 Г), оснащенной пятигранными неперетачиваемыми пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 19064-80. Фрезерование проводилось на следующих режимах: = 0,1 мм/зуб; V = 120 м/мин. Контролировалось возникновение отказов по критериям адгезионного износа и усталостного разрушения режущих кромок пластин фрезы. В качестве критериев, характеризующих состояние инструмента, были приняты: высота площадки износа задней поверхности, равная —3

0,9 • 10 м; поломка режущей пластины.

На рисунке 2,6 приведены значения вероятности безотказной работы фрезы, полученные в ходе экспериментов, и значения данной величины, рассчитанные по предложенной модели. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышает 10%.

Вероятность безотказной работы режущего инструмента Р/ оценивалась при средних значениях величин Для определения влияния колебаний этих параметров на величину Р1 использовались коэффициенты вариации:

где ст^. — среднеквадратическое отклонение величины

Область использования полученных оценок вероятности безотказной работы торцовых фрез по критериям преимущественных видов отказов достаточно широка:

- во-первых, основываясь на данном критерии, можно оценить среднее время наработки на отказ торцовой фрезы с учетом возникновения преимущественных видов отказов, которое в дальнейшем можно использовать при решении задачи оптимизации режимов фрезерования. Данную величину предлагается оценить выражением:

То=т.Н0,М0Л±\Щ--[^-м\рб\ (12)

где г — время обработки одной заготовки; И0 — количество обрабатываемых заготовок, соответствующее средней стойкости инструмента;

(И)

- во-вторых, на основании заданного уровня надежности функционирования режущего инструмента может быть определена оптимальная партия заготовок, обрабатываемая одним комплектом режущего инструмента.

Будем считать, что затраты, связанные с эксплуатацией инструмента при заданном уровне надежности его функционирования, определяются зависимостью:

где Р1 -надежность функционирования режущего инструмента; С2 - стоимость одного комплекта режущего инструмента.

Первое слагаемое этого выражения определяет затраты на исправление брака, вызванного отказами режущего инструмента, а второе слагаемое определяет затраты, связанные с обеспечением заданного уровня надежности Р1 режущего инструмента. Значения /-//, в первом приближении, можно аппроксимировать зависимостью: 1— Р1 = , где Ь] , Ь2 - коэффициенты, характерные для конкретных условий обработки, определяемые методом наименьших квадратов.

Оптимальная партия запуска заготовок с учетом (13) оценивается выражением:

- в-третьих, учитывая надежность функционирования режущего инструмента, можно разработать научно обоснованное решение по замене инструментального материала, целесообразность которой выражается условием: .

где Р" - вероятность безотказной работы режущего инструмента из предлагаемого для замены инструментального материала; Р£ - вероятность безотказной работы режущего инструмента из заменяемого инструментального материала; С, - средняя величина затрат, связанная с исправлением брака детали, вызванного отказом инструмента; С3 — величина затрат, необходимых для повышения стойкости одного комплекта инструмента; - нормативная стойкость инструмента; у — процент брака деталей, обусловленный отказами инструмента.

В этой же главе представлен пример расчета, иллюстрирующий применение полученных оценок вероятности безотказной работы торцовых фрез Р/. Так, для производства деталей из стали 5ХНМ с программой выпуска П = 1000шт.(у —100м/мин, —0,1 мм/зуб, / = /лш) оптимальная партия де-

з = п-гсг{1~р])+~

(13)

(14)

05)

талей, запускаемых в производство, обработка которых возможна одним комплектом фрез (О = ЮОлш = 8, материал режущей части Т15К6), при уровне надежности их эксплуатации Р] =0,866 (Ы1=25шт., Рб]= 0,855,

= 107шт., Рб2 = 0,9998, N3 = 33шт., Рб3 = 0,94) равна: ЛГ™"- =23.

Оценена возможность замены этих фрез (15) на фрезы с более высоким значением Р/ —0,955 (£) = 100мм, г —8, материал режущей части Т5К10, Ы1 = 33шт., Рб1 = 0,94, Ы2 = 163шт., Рб2 =0,99, N3 = 95шт., Рб3 =0,99), при следующих исходных данных ( С1 = 540руб. ,17 = 1000шт., Л^ = 30шт., у = 0,1, С3 =22,3руб.).

Согласно (15), экономия от снижения брака деталей, вызванного отказами режущего инструмента, в 5123руб. не превышает величины затрат на повышение надежности его эксплуатирования, равной 12159руб., что говорит о нецелесообразности реализации данного организационно-технического решения.

Основные выводы и результаты по работе

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народно-хозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности процесса торцового фрезерования на основе прогнозирования надежности режущего инструмента на этапах подготовки и сопровождения производства.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований и компьютерного моделирования получены следующие основные результаты и выводы:

1. Разработаны и экспериментально проверены расчетно-аналитические модели оценки стойкости режущих элементов торцовых фрез по критериям их адгезионного износа и усталостного разрушения, являющихся преимущественными видами отказов в процессе эксплуатации, позволяющие учесть влияние на возникновение данных отказов технологических режимов эксплуатации режущего инструмента, физико-механических свойств материала обрабатываемой заготовки и инструментальных материалов.

2. Теоретически и экспериментально подтверждено, что фактором, оказывающим наиболее существенное влияние на возникновение обоих видов рассматриваемых отказов, является скорость резания. Установлено, что при обработке заготовок с <?ви/&м > 1 доминирует износ по задней поверхности режущего инструмента.

3. Произведена оценка влияния колебаний прочностных свойств инструментального и обрабатываемого материалов, скорости резания, на расчетные значения стойкости режущего инструмента с помощью коэффициентов вариации, показавшая, что наибольшее значение коэффициенты вариации имеют при расчете стойкости, обусловленной адгезионным износом передней поверхности.

4. Разработана модель для оценки вероятности безотказной работы режущих элементов торцовых фрез методами теории массового обслуживания, имитирующая процессы возникновения преимущественных видов отказов.

5. Экспериментально доказана возможность моделирования взаимосвязанных процессов возникновения преимущественных видов отказов торцовых фрез функционированием многоканальной системы массового обслуживания с двумя состояниями.

6. Оценены колебания расчетных значений величин вероятности безотказной работы в зависимости от возможных колебаний среднего числа заготовок, обработка которых возможна до возникновения преимущественных видов отказов. Наиболее существенное влияние на колебание расчетных значений вероятности безотказной работы оказывают колебания среднего числа заготовок, обработка которых возможна до возникновения отказа по критерию адгезионного износа передней поверхности.

7. Созданное на базе разработанной методики программное обеспечение позволяет прогнозировать вероятности возникновения преимущественных видов отказов режущего инструмента и вероятность безотказной работы режущего инструмента с учетом отсутствия рассматриваемых отказов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Шестакова Ж.В. Разработка программного обеспечения для расчета температур на контактных поверхностях режущего инструмента в условиях торцового фрезерования/ Ж.В. Шестакова // V научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов/ Рубцовский индустриальный институт. — Рубцовск, 2003. - С. 41-47.

2. Шестакова Ж.В. Оценка стойкости зуба торцовой фрезы по критерию предельно допустимого износа передней поверхности/ Ж.В. Шестакова // VI научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов/ Рубцовский индустриальный институт. — Рубцовск, 2004. - С. 40-44.

3. Шестакова Ж.В. Оценка стойкости зуба торцовой фрезы по критерию предельно допустимого износа задней поверхности/ Ж.В. Шестакова // Новые материалы и технологии - НМТ-2004. Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции. Москва, 17-19 ноября 2004 г. В 3 томах. Т 2. - М.: Издательско-типографский центр <МАТИ>-РГТУ им. К.Э. Циолковского.-

2004.- С.40-41.

4. Шестакова Ж.В. Прогнозирование адгезионного износа торцовых фрез/ Ж.В. Шестакова, A.B. Шашок // Вестник Оренбургского государственного университета.- 2004.- №10. - С. 149-152.

5. Шестакова Ж.В. Оценка стойкости торцовой фрезы по критерию усталостного разрушения/ Ж.В. Шестакова // Известия вузов. Машиностроение. -

2005.-№3. - С.51-60.

6. Шестакова Ж.В. Моделирование основных видов износа торцовых фрез/ Ж.В. Шестакова // Фундаментальные и прикладные исследования по приоритетным направлениям развития науки и техники. 4.2/ Современные технологические системы в машиностроении: сборник тезисов докладов международной школы — конференции по приоритетным направлениям развития науки и техники с участием молодых ученых, аспирантов и студентов/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ.- 2005. - С.42-45.

7. Шестакова Ж.В. Оценка влияния процессов усталостного разрушения на стойкость торцовых фрез/ Ж.В. Шестакова, A.B. Кутышкин // Вестник АНЦ САН ВШ.- 2005.- №8. - С.186-195.

Подписано к печати 14.11.2006. Формат 60x84 1/16 Усл.п.л.1. Тираж 100 экз. Зак. 06-521 Per. №67. Отпечатано в РИО Рубцовского индустриального института 658207. Рубцовск, ул. Тракторная. 2/6

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ПРИМЕНЯЕМОГО НА ОПЕРАЦИЯХ ТОРЦОВОГО 8 ФРЕЗЕРОВАНИЯ

1.1 Основные понятия надежности функционирования ре- 8 жущего инструмента.

1.2 Факторы и источники отказов режущего инструмента. 10 Критерии износа режущего инструмента.

1.3 Методы и модели оценки стойкости и надежности экс- 21 плуатации режущего инструмента.

1.3.1 Методы расчета стойкости инструмента.

1.3.2 Методы оценки надежности режущего инструмента ВЫВОДЫ

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОСНОВНЫХ ВИ- 45 ДОВ ИЗНОСА ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ

2.1 Математическая модель оценки стойкости режущих эле- 45 ментов торцовых фрез по критерию адгезионного износа.

2.1.1 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию 45 предельно допустимого износа по задней поверхности.

2.1.2 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию 53 предельно допустимого износа передней поверхности.

2.2 Прогнозирование стойкости режущих кромок зубьев 59 торцовых фрез по критерию усталостного разрушения.

2.3 Оценка коэффициентов вариации расчетных значений 68 стойкости режущего инструмента.

2.4 Экспериментальная оценка точности и адекватности 73 математических моделей стойкости торцовых фрез. ВЫВОДЫ 87 3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ. 89 3.1 Математические модели надежности функционирования торцовых фрез по преимущественным видам отказов.

В технологических процессах обработки металлов резанием удельный вес операций фрезерования составляет до 35 % от общего количества операций металлообработки, из которых доля операций торцового фрезерования составляет 25%. Данные цифры говорят о том, что операции фрезерования в значительной степени определяют затраты, связанные с изготовлением большой номенклатуры деталей. Недостаточный уровень надежности технологических процессов приводит к увеличению брака обрабатываемых деталей и повышению затрат на устранение отказов режущего инструмента и оборудования. Поэтому необходимо осуществлять прогноз уровня надежности на стадии проектирования технологических процессов, преимущественно без экспериментальных проверок, так как они чрезвычайно дороги и часто неосуществимы. Осуществление прогноза на базе экспериментов, при условии, что в проектируемом технологическом процессе предусмотрено использование специального оборудования, инструмента, потребует фактически внедрения этого процесса. Учитывая, что при запуске в производство нового изделия требуется разработка большого количества технологических процессов, то становится очевидным, что прогноз на базе экспериментов фактически неосуществим. Поэтому задача прогнозирования уровня надежности технологических процессов на стадии их проектирования расчетными методами является актуальной.

Технологические процессы металлообработки представляют собой сложные системы, состоящие из большого количества подсистем. Одной из основных подсистем, определяющих общую надежность технологических процессов, является подсистема режущего инструмента. Так, например, доля отказов, связанная с износом и поломкой режущего инструмента на операциях фрезерования составляет « 40%.

Анализ существующих методов оценки надежности показал, что в настоящее время оценка показателей надежности режущего инструмента осуществляется преимущественно методами параметрической теории надежно- ' сти. Несмотря на универсальность данных методов, они имеют ряд недостатков, среди которых наиболее существенным является: необходимость проведения значительного количества испытаний для определения показателей надежности и дополнительного обоснования возможности применения полученных результатов для прогнозирования надежности эксплуатации аналогичного режущего инструмента. Одним из возможных направлений решения данной проблемы является моделирование процессов развития преимущественных отказов режущего инструмента системами массового обслуживания. Это позволит получать гарантированные «нижние оценки» надежности эксплуатации режущего инструмента и использовать их в качестве дополнительных критериев при оптимизации процесса торцового фрезерования. Вследствие этого, получение количественных оценок надежности эксплуатации режущего инструмента является актуальной задачей, решение которой позволит повысить эффективность процесса торцового фрезерования и снизить затраты, связанные с технологическим обеспечением операции, как на этапе подготовки производства, так и при его сопровождении.

Целью данной работы является повышение эффективности процесса торцового фрезерования на основе прогнозирования и учета надежности эксплуатации режущего инструмента при подготовке и сопровождении производства.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- разработка математических моделей, позволяющих оценивать средние значения стойкости торцовых фрез до возникновения преимущественных видов их эксплуатационных отказов, таких как адгезионный износ по задней и передней поверхности, усталостное разрушение режущей части;

- оценка влияния на стойкость торцовых фрез колебаний физико-механических свойств инструментального материала и материала обрабатываемой заготовки, режимов эксплуатации режущего инструмента;

- разработка обобщенных вероятностных моделей возникновения преимущественных видов эксплуатационных отказов торцовых фрез с учетом имеющихся расчетных и статистических данных о причинах возникновения отказов;

- оценка влияния колебаний, физико-механических свойств инструментального и обрабатываемого материала, режимов эксплуатации режущего инструмента на надежность инструмента;

- разработка программного обеспечения, позволяющего прогнозировать вероятность возникновения преимущественных видов отказов режущего инструмента и вероятность безотказной работы с учетом отсутствия всех видов отказов.

Для решения поставленных задач применялись методы теории резания, методы теории массового обслуживания, методы математической статистики, численные методы, методы теории упругости, методы теории теплообмена.

Научная новизна работы заключается:

- в математических моделях оценки стойкости торцовых фрез по критериям адгезионного износа и усталостного разрушения режущих элементов;

- в закономерностях, характеризующих влияние на возникновение отказов торцовых фрез таких факторов, как неравномерность распределения напряжений в зоне контакта инструмента с заготовкой, а также изменение физико-механических свойств инструментального и обрабатываемого материала;

- в разработанных вероятностных моделях прогнозирования преимущественных видов эксплуатационных отказов торцовых фрез, учитывающих статистические и расчетные данные о причинах их возникновения;

- в разработанной модели надежности эксплуатации торцовых фрез, учитывающей взаимосвязь возникновения преимущественных видов эксплуатационных отказов;

- в количественной оценке влияния на надежность режущего инструмента возможных колебаний основных технологических параметров и случайных факторов, характерных для процесса фрезерования.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в рекомендациях по:

- определению оптимальных размеров партий заготовок, запускаемых в производство, обеспечивающих снижение времени на замену режущего инструмента и сокращению затрат на устранение его отказов;

- разработке на стадии технологической подготовки производства научно обоснованных решений по выбору режущего инструмента с учетом надежности его эксплуатации и программы выпуска деталей;

- использованию основных показателей надежности функционирования режущего инструмента в качестве дополнительных критериев при его выборе на этапе проектирования технологической операции фрезерования.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах:

1. V научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Рубцовск

2003 г.

2. VI научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Рубцовск

2004 г.

3. IV Всероссийская научно-практическая конференция, Новосибирск 2006 г.

Результаты работы по мере их готовности, а также работа в целом обсуждались и были одобрены на заседаниях кафедр «Технология автоматизированного производства» и «Технология машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Основные результаты работы опубликованы в 7 печатных работах.

ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народно-хозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности процесса торцового фрезерования на основе прогнозирования надежности режущего инструмента на этапах подготовки и сопровождения производства.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований и компьютерного моделирования получены следующие основные результаты и выводы:

1. Разработаны и экспериментально проверены расчетно-аналитические модели оценки стойкости торцовых фрез по критериям адгезионного износа и усталостного разрушения их режущих элементов, позволяющие в более полном объеме учесть влияние на возникновение данных отказов технологических режимов функционирования режущего инструмента, физико-механических свойств материала обрабатываемой заготовки и инструментальных материалов.

2. Теоретически и экспериментально подтверждено, что фактором, оказывающим наиболее существенное влияние на возникновение обоих видов рассматриваемых отказов, является скорость резания. Установлено, что при обработке заготовок с сгви/ам>1 доминирует износ по задней поверхности режущего инструмента. В частности, при обработке стали 12Х18Н9Т фрезами, оснащенными пластинами из твердого сплава Т14К8, стойкость, обусловленная износом по передней поверхности в 3,65-3,8 раз превышает стойкость по задней поверхности, стойкость, обусловленная усталостным разрушением режущих элементов в 3,3-4 раза.

3. Произведена оценка влияния колебаний физико-механических свойств инструментального и обрабатываемого материалов, скорости резания, на расчетные значения стойкости режущего инструмента с помощью коэффициентов вариации. Для сгем /сгм <1, коэффициент вариации стойкости колеблется в диапазоне от 0,0162 до 0,141, что говорит о том, что вышеперечисленные факторы могут оказывать значительное влияние на стойкость торцовой фрезы. Наибольшее значение коэффициенты вариации имеют при расчете стойкости, обусловленной адгезионным износом передней поверхности, их значения при обработке стали 40, фрезой, оснащенной твердым сплавом Т15К6, в интервале скоростей 80-150 м/мин увеличиваются с 0,138 до 0,14.

4. Разработана модель надежности, имитирующая процессы возникновения преимущественных видов отказов, для оценки вероятности безотказной работы режущих элементов торцовых фрез методами теории массового обслуживания. Экспериментально доказана возможность моделирования взаимосвязанных процессов возникновения преимущественных видов отказов торцовых фрез функционированием многоканальной системы массового обслуживания с двумя состояниями. Каждый канал данной системы в свою очередь представляет собой одноканальную систему-аналог, полученную в результате свертки многоканальной СМО с очередями на обслуживание, работа которой имитирует образование определенного вида преимущественных отказов режущего инструмента.

5. Оценены колебания расчетных значений величин вероятности безотказной работы в зависимости от возможных колебаний среднего числа заготовок, обработка которых возможна до возникновения преимущественных видов отказов. Наиболее существенное влияние на колебание расчетных значений вероятности безотказной работы оказывают колебания среднего числа заготовок, обработка которых возможна до возникновения отказа по критерию адгезионного износа передней поверхности.

6. Созданное на базе разработанной методики программное обеспечение позволяет прогнозировать вероятности возникновения преимущественных видов отказов режущего инструмента и вероятность безотказной работы режущего инструмента с учетом отсутствия всех видов отказов.

1. ГОСТ 27.002 - 89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. - Введ. 01.07.90. - М.: Изд-во стандартов, 1990.-24с.

2. Степанский J1. Г. Оценка стойкости инструмента для обработки давлением: Учеб. пособие / Л.Г. Степанский М.: Мосстанкин, 1988. - 68 с.

3. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента / Т.Н. Лоладзе М.: Маш-гиз, 1958.-354 с.

4. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента/ Т.Н. Лоладзе М.: Машиностроение, 1982. - 320 е., ил.

5. Андреев Г.С. Определение режущих свойств инструментальных материалов при периодическом резании / Г.С. Андреев // Станки и инстру-мент.-1975.~ № 5. с.23-24.

6. Андреев Г.С. Повышение работоспособности режущего инструмента при периодическом резании / Г.С. Андреев // Станки и инструмент.1979.-№11.- с.31-33.

7. Кабалдин Ю.Г. Исследование температуры и адгезии при непрерывном и прерывистом резании / Ю.Г. Кабалдин // Станки и инструмент.1980.-№4.- с.27-29.

8. Кабалдин Ю.Г. Исследование прочности сцепления стружки с инструментом при прерывистом резании / Ю.Г. Кабалдин // Станки и инструмент,- 1973.-№4.- с.36-37.

9. Шарипов Б.У. Исследование изнашивания режущих инструментов / Б.У. Шарипов // Станки и инструмент.- 1989.- № 8.- с.7-8.

10. Зорев Н.Н. Обработка резанием тугоплавких сплавов / Н.Н. Зорев, З.М. Фетисова. М.: Машиностроение, 1966.-226с.

11. Подпоркин В.Г. Фрезерование труднообрабатываемых материалов / В.Г. Подпоркин, Л.Н. Бердников. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд.-е., 1983.-136с.

12. Фадеев B.C. Хрупкое разрушение твердосплавного инструмента при фрезеровании / B.C. Фадеев//Станки и инструмент.- 1985.- № 9.- с.23-24.

13. Симонян М.М. О влиянии некоторых факторов на стойкость твердосплавных инструментов при прерывистом резании / М.М. Симонян П Вестник машиностроения.- 2004.- № 11.- с.44-46.

14. Ташлицкий Н.И. Особенности изнашивания твердосплавного инструмента при прерывистом резании / Н.И. Ташлицкий // Вестник машиностроения.- 2005.- № 7.- с.55-56.

15. Гуревич Д.М. Адгезионно-усталостное изнашивание твердосплавного режущего инструмента / Д.М. Гуревич // Вестник машиностроения.-1986.-№5.- с.43-45.

16. ГОСТ 26596-91. Фрезы торцовые нерегулируемые с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Технические условия. Введ. 01.07.92,- М.: Изд-во стандартов, 1991.- 7с.

17. Подураев В.Н. Выбор оптимальных средств диагностирования состояния режущего инструмента / В.Н. Подураев, В.В. Щербаков, Б.М. Наседкин // Станки и инструмент.- 1986.- № 12.- с.23-24.

18. Кибальченко А.В. Акустическая эмиссия при обработке материалов резанием / А.В. Кибальченко, Н.Н. Рассказов // Вестник машиностроения.-1991,-№6.- с. 34-37.

19. Подураев В.Н. Активный контроль износа инструмента методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.А. Барзов, А.В. Кибальченко // Вестник машиностроения.- 1985.- № 4.- с. 14-19.

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

21. Васильев С.В. ЭДС и температура резания / С.В. Васильев //Станки и инструмент.- 1980.-№ 10.- с.20-22.

22. Васильев С.В. Измерение ЭДС резания / С.В. Васильев // Станки и инструмент.- 1983.- № 6.- с.23-24.

23. Зориктуев В.Ц. Температуры на контактных поверхностях инструмента и средняя термо-ЭДС контакта инструмент-деталь / В.Ц. Зориктуев, Ш.Г. Исаев//Известия вузов.- 1985,-№10,- с. 146-151.

24. Кретинин О.В. Выбор параметров для оценки износа инструмента в процессе обработки / О.В. Кретинин, А.П. Елепин, А.Р. Кварталов // Станки и инструмент.-1981.- № 2.- с.25-26.

25. Древаль А.Е. Диагностирование состояния осевого режущего инструмента / А.Е. Древаль, В.К. Ардисламов // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1991.- №2,- с. 111-116.

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

27. Овсеенко А.Н. Устройство для исследования вибраций при обработке металлов резанием / А.Н. Овсеенко, В.М. Терехов, Л.И. Ребров // СТИН.- 1995.-№4,- с. 41-43.

28. Мокрицкий Б.Н. Диагностика качества и разрушения инструмента / Б.Н. Мокрицкий, С.Д. Алешин // Известия вузов,- 1992.- №7-9.-с. 141-146.

29. Писаренко Г.С. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии / Г.С. Писаренко, А.А. Лебедев.- Киев: Нау-кова думка, 1976. 415 с.

30. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента / В.А. Остафьев М.: Машиностроение, 1979. - 168 с.

31. Остафьев В.А. Учет прочности инструмента при его проектировании и эксплуатации / В.А. Остафьев // Станки и инструмент.- 1983.-№7.- с. 1920.

32. Остафьев В.А. Расчет прочности режущей части инструмента / В.А. Остафьев // Станки и инструмент,- 1972.-№7.- с. 30-32.

33. Рымин А.В. Анализ напряженного состояния лезвия инструмента / А.В. Рымин, В.А. Сенюков, А.В. Серов // Известия вузов.-1985.-№7.-с. 117-120.

34. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов / Н.Н. Зо-рев М.: Машгиз, 1956. - 396 с.

35. Зорев Н.Н. Исследование элементов механики процесса резания / Н.Н. Зорев М.: Машгиз, 1952. - 370 с.

36. Розенберг A.M. Элементы теории процесса резания металлов / A.M. Розенберг, А.Н. Еремин М.: Машгиз, 1956. - 324 с.

37. Розенберг A.M. К вопросу о напряженно-деформированном состоянии металла в процессе резания / A.M. Розенберг, О.А. Розенберг // Сверхтвердые материалы.-1988.- №5.-с. 41-48.

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

39. Полетика М.Ф. Влияние свойств обрабатываемого материала на процесс стружкообразования / М.Ф. Полетика // Вестник машиностроения.-2001.-№7.-с. 45-48.

40. Усачев П.А. Контактные нагрузки на передней поверхности режущего инструмента / П.А. Усачев // Станки и инструмент.- 1986.-№ 8.-е. 18-19.

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

42. Васильев С.В. О трении при резании металлов / С.В. Васильев /7 Вестник машиностроения.-1985.- №6,- с. 32-36.

43. Тимощенко В.А. Связь условий резания и предельной пластической деформации металла в очаге стружкообразования / В.А. Тимощенко, Е.В. Голдыш // СТИН.-1996.- № 11с. 14-16.

44. Кравченко Б.А. О влиянии параметров обработки на силы, действующие на задней поверхности инструмента / Б.А. Кравченко // Вестник-машиностроения.-1989.- №6.- с. 41-43.

45. Кудинов В А Схема стружкообразования / В.А. Кудинов // Станки и инструмент.- 1992.-№10.- с. 14-17.

46. Томсен Э. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Э. Томсен, Ч. Янг, Ш. Кобаяши М.: Машиностроение, 1968.-504 с.

47. Огарков Н.Н. Расчет угла сдвига при стружкообразовании / Н.Н. Огарков // Известия вузов. Машиностроение.- 1989.-№ 8.-е. 134-137.

48. Петрушин С.И. Определение напряжений в зоне стружкообразования методом линий скольжения с учетом контактных нагрузок / С.И. Петрушин // Известия вузов. Машиностроение.- 1988.-№ 6.-е. 117-120.

49. Силин Р.И. Анализ процесса снятия стружки металла режущим клином / Р.И. Силин, А.А. Мясищев, С.С. Ковальчук // Известия вузов. Машиностроение.-1989.-№ 2.- с. 145-148.

50. Шатерин М.А. Силы и контактные нагрузки, действующие на заднюю поверхность режущего инструмента / М.А. Шатерин, М.А. Ермолаев, В.Д. Самойленко // Станки и инструмент.- 1988.-№ 3.-е. 28-30.

51. Стрельцов В.А. Исследование процесса контактирования задней поверхности режущего инструмента с обрабатываемой поверхностью / В.А. Стрельцов // Вестник машиностроения.-2001.-№ 10.-е. 38-41.

52. Сидоренко JI.C. Математическое моделирование физических явлений процесса резания металлов на основе законов реологии / JI.C. Сидоренко // Вестник машиностроения.-2000.-№ 7.-е. 40-46.

53. Вульф A.M. Резание металлов / A.M. Вульф. 2-е изд.-Jl.: Машиностроение, 1973.- 496 с.

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

55. Резников А.Н. Тепловые процессы в технологических системах / А.Н. Резников, Л.А. Резников М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

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

57. Остафьев В.А. Термопрочность режущего инструмента / В.А. Ос-тафьев, А.Н. Нощенко // Вестник машиностроения.-1990.-№ Ю.-с. 61-63.

58. Кабалдин Ю.Г. Механизмы разрушения твердосплавного инструмента при прерывистом резании / Ю.Г. Кабалдин, А.А. Бурков, С.В. Виноградов // Вестник машиностроения.- 2000.- № 5.- с. 31-35.

59. Кабалдин Ю.Г. Разрушение режущей части твердосплавного инструмента под воздействием адгезионных явлений / Ю.Г. Кабалдин // Станки и инструмент.-1981.-№ 2,- с. 23-25.

60. Кабалдин Ю.Г. Расчет 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.

61. Кабалдин Ю.Г. Трение и износ инструмента при резании / Ю.Г. Кабалдин // Вестник машиностроения.-1995.- № 1,- с. 26-32.

62. Кабалдин Ю.Г. Синергетика эволюции структур и солитонные механизмы трения, износа и смазки при резании / Ю.Г. Кабалдин, А.И. Олейников, А.А. Бурков // Вестник машиностроения.-2000.- № 1,- с. 34-41.

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

64. Подураев В.Н. Прогнозирование стойкости режущего инструмента /

65. B.Н. Подураев, В.В. Закураев, B.C. Карякин // Вестник машиностроения.-1993.-№1.- с. 30-37.

66. Подураев В.Н. Прогнозирование стойкости режущего инструмента методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.В. Кибальченко, В.Н. Алтухов//Известия вузов.- 1985.-№7.- с. 114-116.

67. Кибальченко А.В. Кинетика износа инструмента в условиях нестационарного резания / А.В. Кибальченко, Г.А. Жигарев // Известия вузов.-1986.-№1.-с.117-119.

68. Каракозов Э.С. Термоактивационный анализ процесса изнашивания инструмента при резании / Э.С. Каракозов, Г.А. Арутюнян // Вестник машиностроения." 1991.-№ 2,- с. 43-49.

69. Блохин В.В. Расчет стойкости режущего инструмента с использованием прочностных и деформационных характеристик материала / В.В. Блохин // СТИН.-1995.- №9.- с.12-13.

70. Грановский Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский М.: Высш.шк., 1985. - 304 с.

71. Васильев С.В. Предпосылки физической теории резания металлов /

72. C.В. Васильев // Вестник машиностроения.- 1989.- № 10.- с. 45-48.

73. Новоселов Ю.А. Расчет напряженно деформированного состояния режущих инструментов с учетом особенностей их исполнения / Ю.А. Новоселов, М.И. Михайлов//Известия вузов.- 1984,-№5.- с.126-130.

74. Малыгин В.И. Модель напряженно-деформированного состояния режущего элемента сборного инструмента / В.И. Малыгин, Н.В. Лобанов // Вестник машиностроения,- 2000.- № 2.- с. 22-27.

75. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В.П. Когаев М.: Машиностроение, 1977.-232 с. 75. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента / Г.Л. Хает - М.: Машиностроение, 1975.-168 с.

76. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов / М.Г. Лошак Киев: Наукова Думка, 1984.-328 с.

77. Созинов А.И. Определение усталостной долговечности многогранных режущих пластин при случайном характере внешней нагрузки / А.И. Созинов, А.Я. Котляров, Ю.В. Иванов // Известия вузов.-1984.- №8.-с.152-155.

78. Хохлов В.М. Методика расчета предела выносливости материалов / В.М. Хохлов // Вестник машиностроения.-1994.- № 9.- с. 19-21.

79. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов / В.И. Владимиров М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

80. Креймер Г.С; Прочность твердых сплавов / Г.С. Креймер М.: Металлургия, 1971.-248 с.

81. ГОСТ 25.504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. Введ. 01.07.83 - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 80с.

82. ГОСТ 27.203 83. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности. - Взамен ГОСТ 22955-78; введ. 01.07.84 -М.: Изд-во стандартов, 1984. - 4с.

83. ГОСТ 27.003 90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. - Введ. 01.01.92 - М.: Изд.-во стандартов, 1991. - 19с.

84. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров М.: Наука, 1988. - 480 с.

85. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента/П.Г. Кацев М.: Машиностроение, 1968,- 156 с.

86. Башков В.М. Испытания режущих инструментов на стойкость / В.М. Башков, П.Г. Кацев-М.: Машиностроение, 1985.-136 с.

87. Борисов С.П. Стойкость и надежность металлорежущего инструмента / С.П. Борисов, П.Г. Кацев, А.И. Мещеряков М.: Машиностроение, 1989,- 68 с.

88. Кацев П.Г. Исследования режущего инструмента с рандомизацией факторов / П.Г. Кацев // Станки и инструмент,- 1984.-№ 5.- с. 23-25.

89. Палей С.М. Комплексный подход к выбору правила замены режущего инструмента в ГПМ / С.М. Палей, С.А. Малышев // Станки и инструмент.- 1992.- № 7.-е. 4-8.

90. Палей С.М. Выбор правила замены режущих инструментов при обработке заданного числа заготовок / С.М. Палей, О.Ф. Пославский // Станки и инструмент.- 1987.-№ 5.-е. 21-23.

91. Палей С.М. Оптимизация резерва режущих инструментов при непрерывном контроле их работоспособности / С.М. Палей, О.Ф. Пославский // Вестник машиностроения.-1986.-№ 1.-е. 49-52.

92. Вильсон A.J1. Расчет оптимальных скоростей резания с учетом требований к надежности инструмента / A.JI. Вильсон // Станки и инструмент.- 1984.-№ 5.-е. 29-31.

93. Этин А.О. Надежность инструмента, оснащенного пластинами из современных режущих материалов / А.О. Этин, A.JI. Вильсон // Станки и инструмент.-1983.- № 7.- с. 22-23.

94. Нодельман М.О. Идентификация периодичности смены режущего инструмента / М.О. Нодельман // Вестник машиностроения.-1989.-№7.- с. 46-48.

95. Сгибнев А.В. Экспресс-метод оценки надежности инструмента на операциях механической обработки / А.В. Сгибнев, А.И. Бойчев, Т.В. Ползикова // Вестник машиностроения.-1991.- № 12.-е. 43-45.

96. Вентцель Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, JI.A. Овчаров. М.: Высш. шк., 2000. - 383 с.

97. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы методология / Е.С. Вентцель. М.: Дрофа, 2004. - 208 с.

98. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. 4-ое изд. - М.: Наука, ГЛ. ред. физ.-мат. лит., 1969. - 576 с.

99. Ю1.Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности / Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев М.: Наука, 1965. - 242 с.

100. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т., т 2: Математические методы в теории надежности и эффективности / под ред. Б.В. Гнеденко-М.: Машиностроение, 1987.-280 с.

101. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении / А.И. Кубарев.- 2-е изд.- М.: Изд. стандартов, 1989. 224 с.

102. Новиков О.А. Прикладные вопросы теории массового обслуживания / О.А. Новиков, С.И. Петухов М.: Сов. радио, 1969. - 400 с.

103. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения / Т.Л. Саати М.: Сов. радио, 1963. - 287 с.

104. Хинчин А.Я. Работы по математической теории массового обслуживания / А.Я. Хинчин Физматгиз, 1962. - 342 с.

105. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Леонард Клейнрок; пер. с англ. под ред. д.т.н. В.И. Неймана М.: Машиностроение, 1979. -432 с.

106. Шестакова Ж.В. Оценка стойкости торцовой фрезы по критерию усталостного разрушения / Ж.В. Шестакова // Известия вузов. Машиностроение. 2005.-№3. - с. 51-60.

107. Сопротивление материалов / под ред. Г.С. Писаренко. Киев: Вища школа, 1973.- 672 с.

108. Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация / Ольгерд Зенкевич, Кеннет Морган; пер. с англ. под ред. Н.С. Бахвалова -М.: Мир, 1986.-318с.

109. Демидов С.П. Теория упругости / С.П. Демидов М.: Высш.школа, 1979.-432с.

110. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента / под ред. С.О.Охапкина. М.: Машиностроение, 1970.-568с.

111. Созинов А.И. Фрезерование крупных заготовок из труднообрабатываемых сплавов / А.И. Созинов, Ю.В. Иванов, А.Н. Строшков // Станки и инструмент.-1991.- № 2.- с. 15-17.

112. Ташлицкий Н.И. Влияние жесткости технологической системы на стойкость твердосплавных торцовых фрез / Н.И. Ташлицкий, А.В. Попов // Вестник Машиностроения.-1987.-№12.- с.46-48.