автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение эффективности процессов сверления конструкционных материалов за счет наноструктурированных фуллеренсодержащих смазочно-охлаждающих технологических сред

На правах рукописи

4840053

СОИТУ Наталья Юрьевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ФУЛЛЕРЕНСОДЕРЖАЩИХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2010

4840053

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ - ВТУЗ)»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Петров Владимир Маркович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шумячер Вячеслав Михайлович; кандидат технических наук, доцент Царенко Марат Андреевич

Ведущая организация: Филиал ОАО «Силовые машины» ЛМЗ

(г. Санкт- Петербург)

Защита состоится «22» декабря 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.02 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, корп.1, ауд.319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Автореферат разослан « 22 » ноября 2010 г.

Размещен на сайте sstu@sstu.ru 22 ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие и совершенствование современного технологического оборудования предполагают применение конструкционных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами - большой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью и другими специальными заданными свойствами. В механообрабатывающем производстве, в том числе в энергетическом машиностроении, используется широкая номенклатура традиционных конструкционных материалов - углеродистых, легированных сталей, жаропрочных, коррозионно-стойких сталей, а также новых - титановых сплавов и композиционных углепластиков. Последние характеризуются низкой обрабатываемостью резанием, связанной с особенностями их физико-химических свойств. Эти свойства вызывают интенсивное изнашивание инструмента, что приводит к снижению производительности обработки и затрудняет достижение требуемых точности и качества. Решить данные проблемы на операциях механической обработки можно за счет смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), содержащих активные препараты (АП).

Исследованиям в области резания конструкционных материалов с СОТС посвящены работы школ известных ученых: В.Н. Латышева, J1.B. Худобина, В.М. Шумячера и ряда других.

Перспективными АП, находящими применение в СОТС, в настоящее время являются наномодификаторы карбоновой группы - фуллероидные наномодификаторы (ФИ), которые обеспечивают многофункциональное воздействие на пары «инструмент - заготовка», «инструмент - стружка», что приводит в итоге к значительному уменьшению адгезионного и усталостного изнашивания инструмента и к обеспечению требуемых параметров качества поверхностного слоя и точности формируемых заготовок. Вследствие этого актуальной является разработка перспективных СОТС, содержащих АП, дающих возможность сохранить, а в отдельных случаях повысить работоспособность режущего инструмента и производительность обработки.

Цель работы. Повышение работоспособности режущего лезвийного инструмента - спиральных сверл за счет применения жидких СОТС, содержащих активные препараты - фуллероидные наномодификаторы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• на базе накопленного опыта расчетно-экспериментальных исследований разработана модель процесса трения и износа пары «инструмент -заготовка» при резании с учетом влияния СОТС с АП;

• на базе выполненных экспериментальных работ по применению АП ФН в паре трения «инструмент - заготовка» разработана физическая модель их работы в СОТС;

• на основе полученных экспериментальных данных выполнена классификация современных АП к СОТС по основным классификационным признакам, позволяющих обоснованно рекомендовать ту или марку СОТС для конкретного производства;

• разработан алгоритм введения и адаптации АП ФН к СОТС с целью обеспечения повышенной работоспособности режущего инструмента по разработанным критериям;

• предложены эффективные методики и средства испытаний, а также разработана система комплексного контроля эксплуатационных параметров качества режущей кромки инструмента й обработанных поверхностей при условии применения СОТС с АП ФН.

Методы и средства исследования. В работе использованы основные положения теории резания, динамики трибосопряжений технологических систем для граничного трения, трения и изнашивания конструкционных и инструментальных материалов, принципы прикладной механики, методы системного анализа, оптимизации динамических параметров пары трения «инструментальный - обрабатываемый материал», развитые в задачах мониторинга и диагностики.

Оценка основных характеристик СОТС с АП проводилась на спроектированном измерительно-вычислительном комплексе (ИВК') «Задир» на базе сверлильного станка 2А113, а также на стандартных стендах ЧМТ-1, СМЦ-2. Натурные испытания - на измерительных комплексах на базе сверлильного станка 2Н125 и фрезерного станка 6В75. Оценка параметров качества - на ИВК «Профиль», «Latimet Automatic», «Твердость», «Thixomet Standard» для металлографической оценки поверхностей трения. Исследования микроструктуры ФН проводились на просвечивающем электронном микроскопе модели «JEM - 100С» и растровом электронном микроскопе «JSM-35CF», наличие примесей в СОТС определялось с помощью микровизора MVizo-101, а окисляемость - спектрофотометром Юнико 2100/2100UV, реологические свойства СОТС ~ ИВК «Пирсп-03 Л».

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанная методика, позволяющая обоснованно рекомендовать те или иные АП в СОТС, позволила обеспечить высокую работоспособность режущего инструмента (спиральных сверл), а также добиться заданных параметров качества и точности обработанных заготовок.

Предложенные методы комплексной оценки основных эксплуатационных параметров качества пары трения «инструмент - заготовка» и методы проектирования СОТС с АП ФН нашли применение в машиностроении на операциях механической лезвийной обработки, при разработке новых СОТС на водной и масляной основах, содержащих ФН (ОАО «Силовые машины» JIM3, ЗАО Завод «Композит»),

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс и использованы при подготовке профилирующих дисциплин на технологическом факультете ГОУ ВПОПИМаш.

Отдельные результаты, полученные в рамках проектов и представленные в диссертационной работе:

1. Проект «Исследование влияния наноструктуризации технологических сред применительно к триботехническим задачам энергомашиностроения» в рамках целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» per. №2.1.2/6730.

2. Госзаказ от 05.10.2005 г. №02.467.11.2007, тема с ФГУП «ПРОМЕТЕЙ». «Создание новых высокоэкономичных композиционных материалов для экстремальных условий эксплуатации, разработка технологии их изготовления и адаптации к применению в производстве и их коммерциализация».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы:

- обсуждались на ряде научно-технических конференций, симпозиумов, совещаний и семинаров: Международной научно-практической конференции «Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Режущий инструмент и оснастка» (г. С.-Петербург, 2003); Международной научно-практической конференции «Технологии третьего тысячелетия» (г. С.Петербург, 2003); 6-й Международной практической конференции-выставке «Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций»; Международном симпозиуме по транспортной триботехнике «Триботехника на транспорте»; «Транстрибо - 2001, 2002, 2005» (г. С.-Петербург, СПбГТУ, 2001, 2002, 2005); Международной научно-практической конференции «Качество поверхностного слоя деталей машин» (г. С.-Петербург, 2003); Международной научно-практической конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Безопасность водного транспорта» (г. С.-Петербург, 2003); на научно-технических семинарах ПИМаш (2005-2009); Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений» (Рыбинск, 2009);

- докладывались на расширенном заседании кафедры «Станки и металлообрабатывающие комплексы» (РГАТА, Рыбинск, 2009) и «Проектирование технических и технологических комплексов» (СГТУ, Саратов, 2009,2010).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 173 наименований и содержит 231 страницу текста, включая 16 таблиц, 46 рисунков и семь приложений, которые подтверждают работоспособность разработанных алгоритмов и внедрение результатов диссертационной работы на отраслевом уровне.

На защиту выносятся:

• результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров пары «инструмент - заготовка» и характеристик работоспособности режущего инструмента при наличии СОТС с АП\

• предложенная модель процесса трения и изнашивания, учитывающая с необходимой полнотой влияние АП в СОТС на эксплуатационные параметры режущего инструмента;

• система комплексных триботехнических испытаний и мониторинга параметров качества и диагностики состояния поверхностного слоя пары «инструмент - заготовка» для обеспечения требуемой работоспособности инструмента при наличии СОТС с АП;

• выдвинутая, экспериментально обоснованная и инструментально подтвержденная модель действия АП ФН на СОТС и поверхности- режущего инструмента;

• созданная и апробированная на практике эффективная система адаптации АП ФН к СОТС на основе дифференцированного учета их физико-химических свойств.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, показана ее научная и практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой - главе дается анализ проблем, связанных с обеспечением требуемой работоспособности режущего инструмента. Исследование отражает результаты, полученные на основе анализа публикаций в научно-технических изданиях России и зарубежных стран по процессам трения и обработки резанием при наличии СОТС.

Исследованиями в области теории резания конструкционных материалов, в том числе с использованием СОТС, с целью повышения эффективности лезвийной обработки занимались отечественные и зарубежные ученые: A.A. Аваков, В.Ф. Безъязычный, А.И. Белоусов, В.Ф. Бобров, Г.И. Грановский, A.M. Даниелян, А.И. Исаев, В.А. Кривоухов, М.И. Клушин, К.С. Колев, Б.А. Кравченко, В.Д. Кузнецов, В.Н. Латышев, Т.Н. Лоладзе,. А.Д. Макаров, A.A. Маталин, А.Г. Наумов, В.Н. Подураев, М.Ф. Полетика, А.Н. Резников, A.M. Розенберг, С.С. Силин, В.К. Старков, Л.В. Худобин, В.М. Шумячер и др.

Динамические явления при резании описаны в основополагающих работах Д.Н. Решетова, В.А. Кудинова, М.Е. Эльясберга, Б.М. Бржозовского, Ю.И. Городецкого, В.Л. Заковоротного, В.Л. Вейца и др.

Одним из важных факторов снижения трудоемкости обработки при резании является использование на операциях лезвийной обработки эффективных жидких СОТС, содержащих АП.

В наибольшей степени высокие функциональные свойства современных СОТС с АП проявляются при оптимальном сочетании физико-химических свойств технологической среды, обрабатываемого материала и режущего инструмента. В соответствии с этим сформулирована цель и поставлены задачи исследований.

Во второй главе представлены результаты анализа контактных взаимодействий в процессе резания лезвийным инструментом без СОТС.

Рассмотрены структурные особенности трибосистемы «инструмент -заготовка» в целом, определяющие ее как сложную, неавтономную и незамкнутую. При этом несущая система взаимодействует через систему базирования и закрепления деталей пары «инструмент - заготовка», которые через СОТС образуют трибосопряжение.

Существуют два основных способа управления сложными процессами контактного взаимодействия в трибосопряжениях: активное управление

(внешнее энергетическое воздействие) и пассивное (используется структурно-параметрический синтез).

Во втором случае необходимо рассматривать квазиоптимальные модели или рациональные системы. Одним из перспективных подходов пассивного управления трибосопряжениями является метод программной модификации, разработанный Д.В. Васильковым и примененный В.М. Петровым к решению задач управления параметрами трибосопряжений за счет АП в смазочных материалах. Применительно к решению задач использования СОТС с АП в трибосопряжениях «инструмент - заготовка» метод программной модификации можно представить в виде схемы, представленной на рис.1.

Рис. 1. Схема управления на основе программной модификации трибосопряжений при резании

На первом уровне задаются параметры на основе анализа проектируемой или исследуемой трибосистемы х2, х3,..., х„).

На втором уровне необходимо классифицировать вид трения: скольжения Р2к(хь х2, X},..., х„); качения; качения с проскальзыванием; без смазочного материала; граничное или гидродинамическое трение.

На третьем уровне необходимо определить вид изнашивания Р3к(х,, х2, х),..., х„), характерный для исследуемого процесса.

На четвертом уровне необходимо определить характер /ч/х/, х2, х3,..., х„) деформации контактного взаимодействия при граничном трении (определить вид реологической модели).

На пятом уровне необходимо рассматривать реологические и теплофизические свойства СОТС, АП и ПАВ Р}к(х/, х2, х3,..., х„).

На шестом уровне необходимо оценить параметры качества контактирующих поверхностей, выбрать методы и средства инструментального контроля х2, х3,..., х„).

На седьмом уровне необходимо выбрать по кинематическому признаку схему испытания /^„(.г/, дгд х3,..., л"„), машину трения или стенд для натурных испытаний, а также характеристики износа.

На восьмом уровне для управления посредством АП выбрать необходимые: физико-химические характеристики; кинематические характеристики СОТС и т.п. /^(х/, х2. •••> х„).

Операции сверления являются в настоящее время распространенным методом формообразования поверхностей изделий. Динамическая характеристика процесса резания представляет собой зависимость изменения силы резания от вызвавшего это изменение относительного смещбния заготовки и инструмента. Теоретические и экспериментальные исследования в области моделирования трибосопряжения, выполненные школами В.Л. Вейца, Б.В. Дерягипа, Т.Н. Лоладзе, Е.М. Макушка, А.П. Семенова и др., показали, что с контактирующими ювенальными поверхностями «поверхность трения -режущий клин» при трении в процессе резания происходит местная адгезия -возникают пятна схватывания отдельных микровыступов шероховатой поверхности.

Для рассмотрения процессов микрорезания в процессе трения можно использовать результаты работ школы проф. В.Л. Вейца в области резания лезвийным инструментом. При этом, в первом приближении, процесс микрорезания пластичных материалов условно можно разбить на два этапа: деформация до плоскости сдвига и сдвиг элемента малой толщины по плоскости сдвига. Схождение стружки по передней поверхности микровыступа определяется отношением касательных напряжений к нормальным в каждой точке контакта. Это отношение напряжений определяется через локальный коэффициент трения микростружки по передней поверхности как ¡.1Стр~^0 (где в - угол трения).

Физические свойства деформируемого и. разрушаемого металла могут быть наглядно отображены в виде реологической модели: вязкоупругая модель Максвелла (М), вязконаследственная модель Фойхта (Г), упругопластическая модель Прандтля (Р) и пластическая модель Сен-Венана (Л. I7)-

При резании микровыступом на его поверхности со стороны стружки имеют место два режима: скольжение и схватывание. Исследования, проведенные под руководством проф. В.Л. Вейца в области контактных взаимодействий, показали условия существования двух фазовых состояний.

1) Условие схватывания предусматривает строгое одновременное выполнение двух неравенств

г» >./»«/; Г« .... (!)

где <5„, - нормальная контактная деформация в зоне взаимодействия разрушаемого микрорезанием материала передней поверхности микровыступа (двух сопрягаемых локальных поверхностей деталей трибосопряжения); Ук "скорость относительного движения разрушенного резанием материала "и микровыступа (двух поверхностей); [<5И,] - критическая нормальная контактная деформация, при которой возможно начало адгезионного процесса; [Ук] -критическая скорость относительного движения разрушенного резанием

материала и передней поверхности, ниже которой при контактной деформации, превышающей [SK„], начинается адгезионный процесс.

2) При выполнении условия (1) фаза схватывания продолжается до тех пор, пока выполняется неравенство

?сб < SH, (2)

где Рсд - сдвигающее усилие в контакте, направленное по касательной к передней поверхности режущего микроклина; S„ - несущая способность контакта.

Проведенные исследования на образцах показали, что несущая способность контакта определяется как сумма молекулярной Бнмол и механической SHmex составляющих

Sh~ SH.mcu& SH.MEX ■ (3)

Молекулярная составляющая несущей способности контакта определяется уравнением

Тмол ' dSH М0Л ¡di + &НМОЛ = Sfl.HОЛ > (4)

где S*„.„0J¡ - несущая способность контакта при полном насыщении молекулярных связей; ТМ01 - постоянная времени процесса адгезионного взаимодействия; Тмол= 1M0/[VJ, где 1М0Л - длина участка схватывания в зоне пятна контакта с поверхностью режущего микровыступа.

Для расчетов необходимо определить действительную площадь контакта и коэффициент приведения k¡. В конкретном случае можно использовать метод ощупывания поверхности алмазной иглой, реализованный на ИВК «Профиль» оценки параметров микрогеометрии.

Коэффициент приведения ¿/определяется соотношением

kj =fj /(" b) , (5)

где fj= n-xj -y/z ,j = 1, ...,11 - площади опорной поверхности трения.

Среднее значение размеров полуосей эллипсов x¡, y¡ частично изношенных выступов на опорной поверхности трения инструмента, в двух взаимно перпендикулярных поверхностях определяется

XÍ y¡ ='»,/W= 1.....11'(б)

где za =a-(s¡¡ -b)'- среднее число выступов вдоль следов трения а; и

zb = b ■ [sb ■ а) ' - среднее число выступов поперек следов трения b; z ~ za-zb -общее число выступов в зоне оценки шероховатости ах Ь.

По полученным на ИВК «Профиль» профилограммам определяем Sa, St¡ -

значение шагов неровностей по средней линии, где S0i,Sb¡,i -1 ,...,n,k =

Система дифференциальных уравнений состояния рассматриваемой модели, состоящей из фаз схватывания и скольжения, является нелинейной. Для фазы схватывания применим экспресс-метод, основанный на анализе процесса внедрения алмазного индентора в поверхностный слой материала и реализованный в ИВК «Твердость», оценки микротвердости и параметров напряженно-деформированного состояния. Данный метод позволяет получить диаграммы состояния поверхностного слоя - временную и силовую при вдавливании алмазного индентора.

Проведенные расчетно-экепериментальные исследования показали применимость для конструкционных и инструментальных материалов реологических моделей Фойхта и Максвелла, согласно которым деформация при внедрении индентора определяется по формулам

е = (ст„ /Е) ■ [1 - ехр{- E/b)-t];e = ea+ (о/й) • /, (7)

где сг0 = (йй - h0) ■ Е • с/hB - среднее напряжение в слое глубиной hs; Е = HVA /е0 -модуль упругости в слое; HVA - микротвердость по Виккерсу в тонком поверхностном слое; е0 - средняя деформация в слое; b - коэффициент диссипации; а - внутренние напряжения в слое; с - коэффициент формы индентора.

Процесс вторичных деформаций при трении приводит к образованию фазовых переходов, состоящих из фаз схватывания и скольжения, которые в зависимости от условий деформации формируют функцию переключения Sg(w), где w = Vs + х — й; Vs - скорость резания обрабатываемого материала

отдельным микровыступом; х, й - скорость изменения параметров вдоль осей координат.

Важным условием реализации предлагаемого метода, учета режимов взаимодействия при разрушении является корректное описание реологических процессов и условий переключения фаз, описываемых соответствующими дифференциальными уравнениями.

Моделирование на основе кусочно-линейной аппроксимации процесса образования микростружек с уметом чередования фаз скольжения и схватывания позволило разработать методы для построения нелинейных дифференциальных уравнений взаимодействия в трибосистеме «инструмент - заготовка».

Приведенное математическое описание явлений является основой для моделирования контактных взаимодействий при разрушении резанием триботехиических материалов при трении без смазочного материала.

В третьей главе проведен анализ существующих АП, применяемых к смазочным материалам и СОТС. На основании анализа предложена классификация АП.

Из работ по трению известно, что АП может оказывать на реологическое поведение смазочной технологической среды (СТС) не только пластифицирующее, но и упрочняющее (отверждающее) влияние.

Рассматриваемую СТС можно представить как однородную сплошную среду в упругой области и двухслойную с поверхностно-модифицированной пленкой АП. В зависимости от вида АП возможны следующие соотношения между указанными пределами текучести as ,oss-

= 1 в инактивной среде; 1

< 1 -с поверхностно - пластифицирующей среде; > (8)

>1 в поверхностно - упрочняющей среде. J

Неизотермическое течение исследуемой СОТС с АП может быть описано четырехэлементной реологической моделью Шведова или трехэлементной Биигама с коэффициентами, зависящими от температуры и состава СОТС, согласно уравнению

т(Т)=тд(Т) + г,(Т)-у, (9)

где у - градиент скорости сдвига; х(Т) - кажущаяся вязкость; Хд(Т) -динамический предел прочности; г](Т) - пластическая вязкость от температуры.

Наиболее перспективными наномодификаторами смазочных и антифрикционных материалов в настоящее время являются наномодификаторы карбонной группы - фуллероидные материалы (рис. 2).

а б

Рис. 2. Электронные фотографии композита углеродных наночастиц: а - микрофотография полидисперсных многослойных углеродных наночастиц (средний размер составляет 50 нм, истинная плотность 2,1 г/см3, насыпная плотность

< 0,25 г/см ); б - распределение наночастиц УНМ по размеру, определенное в разбавленной водной суспензии АП ФН методом динамического светорассеивания на приборе Ма1уегп 7е1аз1гег (Великобритания)

Особые физико-механические и физико-химические свойства АП ФН обусловлены {8р2 - Зр3) гибридизацией и атомарно-химическими связями фуллероидов. Они способны поглощать большую тепловую энергию с последующей диссипацией её малыми порциями; наличие капилляра (канала) -особенность строения; наноразмер частицы (10...300 нм) по сравнению с полимерными материалами или металлическими частицами; термобароустойчивость ФН (нанотрубок и астрапенов), то есть способность выдерживать нагрузки до 50 МПа при 2800....3000°С, в том числе в среде кислорода; высокая электропроводность и теплопроводность ФН и изменение свойств материалов, в которые они введены; анизотропия формы - способность выстраиваться в цепочки в направлении энергетического воздействия.

Рассмотрен механизм действия АП ФН в СОТС на материалы в зоне трения при резании, а также проведен анализ чувствительности к изменению параметров трибосопряжения в эксплуатационных условиях. На основе собственных исследований были разработаны: алгоритм адаптации АП ФН к жидким СОТС и два технологических процесса (изготовление фуллероидного наномодификатора, приготовление концентрата фуллероидного наномодификатора для модификации СОТС). Вышеизложенное позволяет обоснованно выбрать ФН в виде АП к СОТС.

В четвертой главе приведены: данные об основных характеристиках спроектированного стенда, приспособлений и ИВК, а также результаты

экспериментальных исследований влияния АП ФН в жидких СОТС на работоспособность пары трения «инструмент - заготовка».

Методы и средства триботехнических и натурных испытаний, инструментальной оценки поверхностей трения и СОТС, металлографических исследований были приведены выше.

В рамках диссертационной работы проводились:

1. Испытания СОТС на масляной основе. Эксперимент включал в себя проведение сравнительных испытаний СОТС трех составов: - масляная И-20А СОТС без добавок; И-20А + антизадирная присадка С5А; И-20А + С5А + ФН. В табл. 1 и 2 представлены результаты испытаний (микрофотографии образцов СОТС показаны на рис.3).

Таблица 1

Сравнение нагрузки сваривания, критической нагрузки, показателя износа

и индекса задира

Наименование СОТС Наименование показателя

нагрузка сваривания Pc, H средний диаметр пятна износа Du, мм индекс задира Из критическая нагрузка Рк, H

С1(И-20А ГОСТ 20799-88) база 1764 0,36 36,1 788

С2 (И-20А)+у/з* 1975 0,375 40 941

СЗ(И-20А+5%) 2080 0,811 27,5 659

С4(И-20А+2,5%) 2080 0,718 27,2 659

С5(И-20А+1%) 1882 0,372 32,2 882

С6(И-20А+0,5%) 1882 0,351 40,3 941

С7(И- 0А+0,25%) 1975 0,364 36,5 988

*- проводились исследования влияния ультразвука на СОТС. Ультразвуковая кавитация вызывает в жидкости образование потоков, которые разрушают агломераты на отдельные частицы. Результаты исследования влияния ультразвука в данной статье не приводятся, но работа ведётся.

Таблица 2

Определение нагрузки сваривания (Pc) составов СЗ-С4__

№ и/п Нагрузка Диаметр пятен износа, мм Средний диаметр пятна износа, мм Нагрузка сваривания Н,кгс

H кгс

1 1882 192 3,253 3,013 2,830 3,032 ■ -

2 2352 240 3,984 3,942 3,942 3,957 -

3 2480 253 сваривание - 2480(253)

4 2480 253 сваривание - ■ -

5 2634 269 сваривание - -

6 2940 300 сваривание - -

а б в

Рис, 3. Микрофотографии масляных СОТС, полученных на микровизоре mVízo-101 : а - на базе И-20А; б - на базе И-20А + С JA; в - на базе И-20А + С5А + АП ФН (Х200, после 25 часов триботехнических испытаний)

2. Испытания СОТС на водной основе. Первый этап включал исследование стабильности диспергированного графита (ДГ) в базовой СОТС (Укринол - IM 5%) и показал, что подготовленная в ультразвуковой ванне суспензия устойчива только в течение трех дней. После этого срока, в результате агрегатирования частиц графита в более крупные конгломераты, наблюдается выпадение осадка. Для суспензии ДГ, обработанного фуллереновыми АП ФН, содержащими более 5% массы смеси фуллеренов С60/С70, такой процесс не наблюдается в течение более длительного времени (более 30 суток). Этот эффект может быть объяснен тем, что сольватная оболочка, присущая растворенному и адсорбированному фуллерену, не дает возможности для тесного сближения частичек графита, тем самым предотвращается агрегатирование. Действие фуллеренов подобно действию ПАВ, хотя фуллерены представляют собой неполярные молекулы, а ПАВ свойственен ярко выраженный полярный характер молекулярных связей.

Второй этап испытаний осуществлялся на операции сверления. Объектом испытаний был АП ФН к базовой СОТС. Условия испытаний (приборы, оборудование, оснастка): станок мод. 2Н125; ИВК «Latimet Automatic»; обрабатываемый материал - сталь 40Х (состояние поставки, НВ 220...280); инструмент - спиральные сверла диаметром 6,8 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Режимы резания: подача 5= 0,1 мм/об, скорость резания V = 23,8 м/мин (2000 об/мин, минутная подача S„m = 200 мм/мин), глубина сверления / = 20 мм (сверление сквозное), подача СОТС в зону резания осуществлялась поливом.

Эффективность СОТС с АП ФН оценивалась по их влиянию на стойкость сверл по сравнению с базовой СОТС без АП. В качестве исследуемых СОТС были взяты следующие составы: СОТС ASI (База + 0,2% (95%ДГ+5% С60/С70)), СОТС AS2 (База + 2%ДГ), СОТС А83(База + 0,2% (91,7% ДГ+8,3% С60/С70)), СОТС AS5(Ba3a+0.5%(92,5% ДГ + 7,5% С60/С70)), СОТС AS6(Ba3a + 0,1% (92,5%ДГ +7,5% С60/С7о)), в качестве контрольного был взят следующий состав: СОТС №4 (База - Укринол - 1М). За период стойкости инструмента Т было принято количество отверстий, просверленных до затупления сверла (принималась фаска износа по задней поверхности h = 0,3 мм). Результаты испытаний представлены в табл.3.

Таблица 3

Результаты испытаний модифицированных АП ФН СОТС_

№ п/п Обозначение исследуемой СОТС Стойкость (количество отверстий), шт Доверительный интервал при вероятности (0,95 + /- X), шт Эффективность СОТС по сравнению с базовой, %

1 СОТС ASI 93 10 163% по сравнению с №4

2 СОТС AS2 75 8 131 % по сравнению с №4

3 СОТС AS3 123 9 215% по сравнению с №4

4 СОТС №4 57 6 100% базовый состав

5 СОТС AS5 160 9 280% по сравнению с №4

6 СОТС AS6 120 8 210% по сравнению с №4

Третий этап. Стойкостные испытания сверл из быстрорежущей стали 06,8 мм фирмы «'\Vedevag» при сверлении композиционных углепластиков марки УГЭТ на ИВК на базе станка модели 2Н125, при следующих режимах резания: скорость резания V = 35 м/мин; подача 5 = 0,25 мм/об; толщина обрабатываемой заготовки 47 мм (СОТС состав № 4 и 5, табл. 1 и 2).

Четвертый этап. Стойкостные испытания сверл из быстрорежущей стали Р6М5 и Р6М5К5 06,8 мм при сверлении сталей 45; 40Х; 12X18Н10Т; титановых сплавов - ВТЗ-1. В качестве исследуемых СОТС служили: 5%-я эмульсия ЭТ-2, ИНХП-2, применяемые ОАО «Силовые машины», а также экспериментальная СОТС с АП ФН.

На базе разработанных оригинальных ИВК и программно-аппаратных средств выполнен значительный объем сопоставительных расчетно-экспериментальных исследований с целью обоснования исходных предположений, созданных методов, алгоритмов и методик. В частности, было установлено следующее:

• использование АП ФН в СОТС позволило существенно снизить износ образцов из стали ШХ15. Результаты исследования представлены на рис. 4;

• триботехнические испытания, проведенные на стенде «Задир», показали, что АП ФН позволяют снизить коэффициент трения (рис.5);

• экспериментальная СОТС с АП ФН позволила получить более низкую шероховатость поверхности заготовки из стали 40Х и высокую микротвердость режущей кромки сверла. Данные представлены в табл. 4 и на рис. 6;

Таблица 4

Шероховатость обработанной поверхности (сверло Р6М5 - сталь 40Х)

Режимы резания Шероховатость при исход. СОТС Шероховатость при эксперим. СОТС

№ t, мм S, мм/об п, об/мин V, м/мин Ra, мкм Rz, мкм Ra, мкм Rz, мкм

1 3,4 0,2 500 10,67 2,58 12,10 2,38 11,14

2 зД""1 0,2 710 15,16 2,72 14,93 2,34 12,15

3 3,4 0,28 500 10,67 2,74 12,66 2,54 11,75

4 3,4 0,28 710 15,16 4,01 18,58 3,00 14,89

5 3,4 0,28 1000 21,35 5,34 22,02 5,10 23,36

6 5 0,4 1400 43,96 6,23 29,94 5,81 25,00

• натурные испытания при обработке композиционного углепластика УПЭТ показали повышение работоспособности сверл, в среднем, на 40% по основным показателям (рис. 7);

• натурные испытания при обработке ВТЗ-1 показали повышение работоспособности сверл, в среднем, в 1,8 раза и снижение износа в 2 раза (рис.8 и 9).

Рис. 4. Диаметр пятна контакта ____таЯВЯ'лЗадир»_

ри«)т)ейкромкисгсрпа1

»ив «Твердость»

7800 7600 5 ¡1 7400

52 7200

га 7ооо

I1 6800 Р1 6600

: -6400 6200

--

Ш 7

КП7П ■

Г ) |

С07С сотс сотс соте сотс сотг А51 АЬ2 А$3 Н«4 АБ5 А56

Рис. 6. Результаты измерения микротвердости режущей кромки сверла на ИВК «Твердость»

Испытания образцов СОТС на стенде трения ИВК '«Задир»

Рис. 5. Испытания образцов СОТС на стенде трения ИВК «Задир»

600 400 200 о

I

* режущие кромки сверла при работе с базовой СОТС-1.x

О режущие кромки сверла при работе СОТСс АП ФН -2.x

Рис. 7. Интенсивность износа сверла: - по перемычке; б - по задней поверхности главной режущей кромки; в - по ленточке сверла

Зависимость длины пути резания I. от скорости резания V

Рис. 8. Влияние СОТС и скорости резания на длину пути резания £ при сверлении ВТЗ - 1 (5 = 0,1 мм/об, 0 = 6,8 мм, Р6М5), базовая СОТС Укринол - 1М

Зависимость относительного износа Ьоз от скорости резания V

I

Рис. 9. Влияние СОТС и скорости резания на величину относительно поверхностного износа коз при сверлении ВТЗ -1 (5= 0,1 мм/об, 0 = 6,8 мм, Р6М5), базовая СОТС Укринол - 1М

-Акют-б

■ £ База — А*2ССТ - 2

Получены скоррелированные параметры и функции, проведены триботехнические и натурные испытания на технологическом оборудовании. Инструментальные исследования состояния поверхностного слоя образцов трения, режущего инструмента и обработанных заготовок показали высокий уровень значимости динамических характеристик пары «инструмент -заготовка» при наличии АП ФН в СОТС.

В пятой главе рассмотрены вопросы адаптации АП ФН к СОТС. Задача адаптации для операций лезвийной обработки решается комплексно. Система разделена на семь укрупненных блоков, взаимодействующих друг с другом: организация и .оценка исходных данных; определение вида лезвийной механической обработки; обеспечение условий работоспособности режущего инструмента; определение вида трения; оценка параметров износа; определение теплофизических характеристик СОТС, АП и пар трения; оптимизация; определение технических ограничений (по мощности, по показателям качества и т.п.).

Алгоритм схемы адаптации АП ФН к СОТС построен по блочной оптимизированной схеме с возможностью многовариантных расчетов режимов работы режущего инструмента с заданной производительностью и представлен в диссертации. На примере сверления конструкционной стали 40X13 с помощью разработанной методики проведен расчет технологических параметров системы и определены рациональные режимы, в частности отмечено увеличение скорости резания в 1,5...2 раза и периода стойкости в 2,5 раза по сравнению с СОТС, не содержащей АП ФН.

При применении экспериментальной СОТС с АП ФН на сверлильной операции сплава ВТЗ-1 обеспечивается экономия годовых эксплуатационных расходов для одного станка, уменьшение трудоемкости обработки, в среднем, на 10...20% и улучшение показателей качества, в частности, точности размеров и шероховатости поверхности до 20% по сравнению с известными методами.

Предварительный экономический расчет показал, что срок окупаемости затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки в рамках действующего производства ОАО «Силовые машины» составит 1,7 года и подтверждает целесообразность применения АП ФН в СОТС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена и обоснована совокупность моделей, на основании которых разработаны алгоритмы, определяющие состояние пары «инструмент -заготовка», позволяющие выполнить необходимую количественную оценку основных свойств системы с учетом возможного изменения условий трения и износа при использовании СОТС с АП ФН.

2. На основании выполненных экспериментов и анализа результатов известных расчетно-экспериментальных работ других авторов предложена модель работы АП ФН в СОТС.

3. Разработана и обоснована классификация АП по их основным классификационным признакам на основе учета их физико-химических характеристик, позволяющая рекомендовать определенную марку СОТС для конкретного производства.

4. Разработан алгоритм введения и адаптации АП ФН в СОТС, методики и технологические приемы их испытаний с близкими по условиям эксплуатации пары «инструмент - заготовка».

5. Разработаны эффективные методики получения необходимых исходных данных для выполнения расчетов применительно к контактным взаимодействиям в процессе резания и трения с использованием предложенных специальных экспресс-методов количественной оценки и моделирования процессов.

6. Для осуществления имитационного моделирования при экспериментальном исследовании контактных взаимодействий в процессе трения и механической обработки резанием при наличии СОТС с АП ФН предложены программно-аппаратные комплексы, ИВКн разработанные стенды.

7. На базе обоснованных обобщенных моделей и показателей состояния качества, состояния режущих кромок инструмента и поверхности обработанных заготовок были разработаны, испытаны и предложены для реализации в промышленности новые жидкие СОТС с АП ФН, позволившие уменьшить энергозатраты на механическую обработку сверлением в условиях производства и повысить производительность обработки в среднем в 1,5 раза с одновременным улучшением значений показателей качества, например, высотных параметров шероховатости в 1,5...2 раза.

8. Основные результаты исследований были внедрены и получили широкую апробацию в условиях действующего производства ОАО «Силовые машины» (ЛМЗ, Электросила, «Завод турбинных лопаток»), ЗАО «Завод «Композит», ОАО «Санкт-Петербургский завод прецизионного станкостроения», ПК ЦНТУ «Прометей», ООО «Обуховский Терминал - М» и других организациях и предприятиях РФ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

В гаданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Сойту Н.Ю. Особенности процесса резания композиционных углепластиков лезвийным инструментом без охлаждения и с модифицированными СОТС / Е.Н. Белецкий, Н.Ю. Сойту, В.М. Петров // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2009. №3(41). С.98-105.

2. Сойту Н.Ю. Результаты испытаний наноструктурированных СОТС, содержащих активные фуллероидные наномодификаторы на операциях сверления конструкционных материалов, применяемых в энергомашиностроении / В.М. Петров, Н.Ю. Сойту, Ю.В. Петров // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. №3(46). С.49-54.

В других изданиях

3. Сойту Н.Ю. Реологические модели, используемые при моделировании процессов резания с использованием наноструктурированных СОТС / Н.Ю. Сойту // Инструмент и технологии. 2009. №32. С. 186-190.

4. Сойту Н.Ю. Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к СОТС для механической обработки резанием / Н.Ю. Сойту // Инструмент и технологии. 2008. №28-29. С.115-118.

5. Сойту Н.Ю. Методы динамического исследования изгибных систем при резании / H.H. Агаркова, Н.Ю. Сойту // Инструмент и технологии. 2008. №30-31. С.37-44.

6. Сойту Н.Ю. Антифрикционные модификаторы, входящие в состав масляных СОТС / В.А. Никитин, А.Н. Пономарев, Н.Ю. Сойту и др. II Проблемы машиноведения и машиностроения: межвуз. сб. науч. тр. СПб.: СЗПИ, 2000. Вып.21.С. 18-26.

7. Сойту Н.Ю. Возможность применения активных мелкодисперсных модификаторов трения в современных СОТС / О.В. Говорова, В.М. Петров, Н.Ю. Сойту // Повышение износостойкости и долговечности машин и механизмов на транспорте: труды Третьего Междунар. симпозиума по транспортной триботехнике «ТРАНСТРИБО-2005». СПб.: СПбГПУ, 2005. С.192-196.

8. Сойту Н.Ю. Оценка антифрикционных свойств СОТС на модернизированном стенде с точечным контактом / М.В. Малинок, В.А. Михайлов, Н.Ю. Сойту и др. // Проблемы машиноведения и машиностроения: межвуз. сб. науч. тр. СПб.: СЗПИ, 2001. Вып.22. С. 32-39.

9. Сойту Н.Ю. Исследование износа спиральных сверл фирмы «Wedewag» при обработке нержавеющей стали №757 / В.М. Петров, Н.Ю. Сойту, A.B. Чеботарев // Инструмент и технологии. 2002. №9-10. С.37-42.

10. Сойту Н.Ю. Экспресс-оценка антифрикционных свойств разрабатываемых СОТС I В.М. Петров, Н.Ю. Сойту, В.А. Михайлов // Инструмент и технологии. 2003. №15-16. С.144-150.

11. Сойту Н.Ю. Поверхностно-активные вещества, применяемые в современных СОТС обработки металлов резанием / В.М. Петров, E.H. Белецкий, Н.Ю. Сойту и др. // Инструмент и технологии. 2006. №24-25. С.155-158.

12. Сойту Н.Ю. Комплексный подход при диагностике режущей способности лезвийного инструмента и оценке обрабатываемости конструкционных материалов / В.М. Петров, Н.Ю. Сойту, A.B. Чеботарев // Инструмент и технологии. 2003. №13-14. С.73-74.

13. Сойту Н.Ю. Комплексный подход при исследовании износа поверхностно-модифицированных спиральных сверл, изготовленных из быстрорежущей стали / В.М. Петров, Н.Ю. Сойту, С.Г. Чулкин и др. // Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций: материалы 6-й Междунар. практ. конф.: в 4 т. СПб.: ИИЦ СПГУВК, 2004. Т. 3. С. 158-162.

14. Сойту Н.Ю. Применение СОТС для механической обработки композиционных углепластиков / В.М. Петров, O.A. Иванов, Н.Ю. Сойту и др. // Инструмент и технологии. 2006. №24-25. С.138-141.

15. Сойту Н.Ю. Анализ контактных взаимодействий в процессе трения и износа осевого лезвийного инструмента при наличии СОТС, содержащих активные модификаторы / С.Н. Безпальчук, E.H. Белецкий, Н.Ю. Сойту и др. // Инструмент и технологии. 2007. №26-27. С.132-135.

16. Сойту НЛО. Стружкообразование в процессе лезвийной механической обработки композиционных углепластиков / O.A. Иванов, Н.Ю. Сойту, С.Н. Безпальчук и др. // Инструмент и технологии. 2008. №30-31. С.101-104.

17. Сойту Н.Ю. Разрушение композиционных углепластиков в процессе резания лезвийным инструментом без охлаждения и с СОТС / O.A. Иванов, Н.Ю. Сойту, С.Н. Безпальчук и др. // Инструмент и технологии. 2008. №30-31. С.178-182.

СОЙТУ Наталья Юрьевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ФУЛЛЕРЕНСОДЕРЖАЩИХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД

Автореферат

Корректор О.А.Панина

Подписано в печать 18.11.10 Формат 60 х 84 1/16

Бум.офсет. Усл.-печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 385 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул.Политехническая, 77

Отпечатано в Издательстве СГТУ, 410054 г.Саратов, ул.Политехническая, 77

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Методы динамического моделирования контактных взаимодействий в элементах трибосопряжений технологических систем при .механической лезвийной обработке.!.

1.2 Способы влияния на процессы трения и износа режущего инструмента, основанные на учете явлений структурной приспосабливаемости и совместимости контактирующих поверхностей трибосопряжений.

1.3 Трение при наличии граничного слоя смазочного материала . 26 1.4. Основные виды износа режущего лезвийного инструмента, используемого на операциях механической обработки конструкционных материалов, используемых в современном энергомашиностроении.

1.5 Современные СОТС, используемые на операциях механической лезвийной обработки в энергомашиностроении. Назначение и классификация.

1.6 Анализ источников экономической и экологической эффективности от применения СОТС.

1.7 Цель и задачи исследования.

2 АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРЫ ТРЕНИЯ «РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ЗАГОТОВКА».

2.1 Управление и оптимизация параметров процессов,, происходящих в трибосистеме «режущий инструмент -заготовка». Способы их осуществления. 41?

2.2 Общий* подход при составлении схемы для определения основных- эксплуатационных параметров качества трибосистемы с целью повышения ее эффективности.

2.3 Математическая модель трибосопряжения «режущий • инструмент - заготовка». 54;

2.4 Моделирование, условий, фазовых переходов; в процессе; разрушения триботехнических материалов микрорезанием, при; трении.

2.5 Определение основных, характеристик, описывающих условия контактного взаимодействия в процессе трения и разрушения триботехничесьсих материалов при»сухом трении.

2:6 . Результаты и выводы по главе.

3 СПОСОБ ВЛИЯНИЯ; НА ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В , ЗОНЕ РЕЗАНИЯ; ПОСРЕДСТВОМ ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД С . АКТИВНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ ФУЛЛЕРОИДНЫМИНАНОМОДИФИКАТОРАМИ.'.

3.1 Реологическое представление контактных взаимодействий . поверхностей при наличии; активных; сред в зоне трения при резании.

3.2 Определение характеристик, описывающих основные реологические и теплофизические характеристики активных . технологических смазочных сред.

3.3 Классификация: и основные характеристики? современных АЛ используемых для модификации в СОГС. 91;

3.4 Применение наномодификаторов карбоновой группы (фуллероидных наномодификаторов) для решения триботехнических задач при резании.

3.4.1 Общее состояние проблемы получения и использования фуллероидных наномодификаторов.

3.4.2 Механизм работы углеродных фуллероидных наномодификаторов в паре трения «режущий инструмент -заготовка».

3.4.3 Подготовка и способы введения фуллероидных наномодификаторов в СОТС.

3.4.4 Применение теории фракталов при решении триботехнических задач с использованием фуллероидных наномодификаторов.

3.5 Результаты и выводы по главе.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД СОДЕРЖАЩИХ АКТИВНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ФУЛЛЕРОИДНЫЕ НАНОМОДИФИКАТОРЫ, С УЧЕТОМ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И СОСТОЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБРАБОТАННЫХ ЗАГОТОВОК.

4.1 Выбор методов и средств испытаний и контроля показателей качества поверхностного слоя обработанных заготовок.

4.2 Стенды, используемые для триботехнических испытаний ИВК «Задир».

4.3 Измерительно-вычислительные комплексы контроля параметров качества поверхностного слоя обработанных заготовок.

4.4 Стендовые и натурные испытания СОТС с АП ФН.

4.4.1 Результаты исследования образцов на стандартной четырехшариковой машине трения ЧМТ - 1 СОТС на масляной основе.

4.4.2 Результаты исследования образцов на стандартной четырехшариковой машине трения ЧМТ-1 СОТС на водной основе.

4.5 Используемые методики испытания СОТС при сверлении конструкционных материалов, применяемых в энергомашиностроении.

4.6 Сверление отверстий в композиционном углепластике марки УГЭТ.

4.7 Исследования структурных изменений поверхностных слоев спиральных сверл под действием активных препаратов.

4.8 Результаты и выводы по главе.

5 РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВЫБОР СОСТАВА АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ В СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ.

5.1 Алгоритм автоматизированной системы выбора рационального состава АП в СОТС.

5.2 Технико-экономическое обоснование эффективности применения для лезвийной обработки СОТС, содержащей в своем составе АП ФН.

5.2.1 Постановка вопроса оценки экономической эффективности

5.2.2 Методика оценки экономической эффективности применения индустриальной СОТС с АП ФН на операции сверления.

5.2.3 Расчет экономической эффективности применения СОТС с АП ФН на операции сверления.

5.2.4 Расчет интегрального экономического эффекта и срока окупаемости затрат.

5.3 Результаты и выводы по главе.

Ведущая роль в ускорении научно-технического! прогресса; отводится, машиностроению как базе совершенствования техники и технологии; повышениям производительности«труда^ш качествшпродукциш.Во •• всех; отраслях; машиностроения большой: удельный вес составляет/ механическая1 обработка конструкционных материалов, позволяющая' получать различные: по форме и сложности; изделия»: с; высокими« требованиями, к точности! и1 качеству их изготовления.1 . . - • . . . дним^ из* важных: факторов»; снижения* трудоемкости; обработки- т интенсификации процесса резания является использование на операциях лезвийной? обработки« эффективных^ - поверхностно- 'т химически! активных;; смазочно-охлаждающих технологических:, средств;; ((ИОТС)> [13Г,- 157,. 159]ё' Широкий спектр обрабатываемых, материалов, отличающихся своими; физико-механическими и эксплуатационными характеристиками; большая номенклатура инструментальных материалов, конструктивные и геометрические* особенности- различных видот' инструмента- специфические• условия выполнения различных операций, а также большое количество? выпускаемых промышленностью; СОТС с разнообразным функциональным действием требуют определения оптимальных условий • применения технологических сред, их сос гава и концентрации.

Результаты лабораторных исследований, опытно-промышленные испытания ряда современных водосмешиваемых и масляных СОТ£ показали их высокую эффективность для повышения; обрабатываемости различных, материалов; - Это: выражается» повышением стойкости режущего инструмента,. в; среднем;, в; 2.3* раза; интенсификацией.режимов резаниягна^ 20:.50% 'при: сохранении? технологической стойкости инструмента, снижением-: энергосиловых затрат на-20;.30% [147]; повышением;точностшобработки-на

1.2 квалитета и снижением,шероховатости обрабатываемых поверхностей, по сравнению с.традиционными составами промышленных эмульсий [ 146]:

В: наибольшей степени высокие функциональные: свойства современных, СОТС проявляются при оптимальном сочетании;: технологической, среды, обрабатываемого материала; режущего инструмента и условий обработки на конкретной операции^Оптимизация условий обработки в значительнойстепени способствует интенсификации процесса резания, возможности автоматизированного получения рациональных режимов обработки [163; 165]. " Анализ результатов современных, исследований;, связанных с построением; моделей процессов трения при > резании? лезвийным; инструментом с отсутствием СОШ' в- зоне резанияшлш ограниченным; количеством- СОТС" в; виде пленок: [89, 100, 156; 167, 166]; не: позволяет с достаточной полнотой отобразить указанные процессы трения и износа инструмента. Основным недостатком существующих моделей," описывающих процессы трения прш резании с СОТС, является рассмотрение процесса с позиции квазистатической теории. Поэтому применение, комплексного динамического подхода- позволит существенно расширить возможности технических расчетов и в сочетании с эмпирически полученными, коэффициентами на основе стендовых и натурных испытаний, с использованием вычислительных средств создать информативные работоспособные модели процесса трения при резании лезвийным инструментом с СОТС. ■

Проблема , осуществления управляемого трения и износа элементов режущего лезвийного-инструмента; технологических систем в настоящее время решается« различными способами: [149] созданием; специальных инструментальных- материалов; модификацией поверхностного слоя<- за счет нанесения покрытия; изменением характеристик смазочной среды посредством. СОТС с добавлением активных препаратов; (АН) и поверхностно-активных веществ {ПАВ) [134, 138]; применением специальных инженерных решений и пр. Однако применением каждого из указанных способов решаются, как;

- 10 правило, частные задачи. Необходимо разработать комплексный подход, охватывающий все этапы, начиная с проектирования, изготовления и эксплуатации режущего инструмента с СОТС, с учетом работоспособности пары; инструментальный - обрабатываемый материал, производительности, надежности и ресурса инструмента.

Цель диссертационной работы; Основной целью исследований; выполненных в работе, является повышение работоспособности спиральных сверл за счет применения СОТС, содержащих активные препараты. -фуллероидные наномодификаторы.

Объект исследования; Объектом исследования: в диссертации являются процессы трения и разрушения режущих кромок в зоне резания лезвийным инструментом при наличие СОТС, в том числе содержащих АП. .

Предмет исследования: Активные препараты, в. том числе на основе кластеров углерода - фуллероидные наномодификаторы, добавляемые в СОТС, с целью стабилизации во времени процесса трения и повышения работоспособности спиральных.сверл.

Методы исследований, достоверность и обоснованность результатов.

В работе использованы основные положения динамики трибосопряжений технологических систем для граничного трения, основные положения; теории трения и изнашивания конструкционных и инструментальных материалов, принципы прикладной механики, методы системного анализа, оптимизации динамических параметров пары трения «инструментальный - обрабатываемый материал», развитые в задачи мониторинга и диагностики.

Научные положения и выводы, полученные аналитически, подтверждены экспериментально положительными результатами применения в производственных условиях. Достоверность результатов исследования контактных взаимодействий трибосопряжений подтверждена удовлетворительной сходимостью с теоретическими и экспериментальными данными, полученными в работах по процессам трения в трибосопряжениях технологических систем механической лезвийной обработки, а также результатами исследований других авторов. Новизна выполненных технических решений» подтверждается соответствующими техническими актами, приложенными в работе.

На защиту выносятся:

• результаты теоретических и экспериментальных исследований, параметров,пары «инструмент - заготовка» и характеристик работоспособности режущего инструмента;

• принцип действия и конструкции триботехнического стенда «Задир», а также, методики измерения с применением измерительно-вычислительных комплексов (ИВК)< «Профиль» и «Latimet Automatic» для оценки параметров качества поверхностного слоя'режутцей кромки инструмента и обработанной заготовки;

• предложенная модель процесса трения и изнашивания; учитывающая с необходимой полнотой влияние АП в. СОТС на параметры трения и износа режущего инструмента;

• система, комплексного, мониторинга параметров качества и. диагностики состояния поверхностного слоя пары «инструмент - заготовка» для обеспечения »требуемой работоспособности инструмента;

• выдвинутая, экспериментально обоснованная и инструментально подтвержденная, модель действия АП ФН на СОТС и поверхности режущего инструмента;

• созданная и апробированная на практике эффективная система адаптации АП ФН в СОТС на основе дифференцированного учета характеристик процесса резания их физико-химических наномодификаторов.

Научная новизна результатов исследований заключается в следующем: • предложена и обоснована единая концепция обеспечения работоспособности трибосопряжения «инструмент — заготовка» при наличие СОТС с АП;

• описан и исследован механизм оценки влияния параметров трибосистемы «инструмент - заготовка» на показатели динамического качества;

• предложены методы управления параметрами процесса трения и износа режущего инструмента на основе использования СОТС с АП ФН;

• предложен системный подход и эффективная методика исследования характеристик процесса резания спиральными сверлами при оценке влияния АП к СОТС на показатели качества;

• разработаны методы комплексной оценки свойств поверхностного слоя пары трения «инструмент - заготовка», основанные на использовании специальной аппаратуры и новых измерительно-вычислительных комплексов (ИВК);

• адаптирован принцип действия активных наномодификаторов карбонной группы - фуллероидных материалов на показатели износостойкости спиральных сверл.

Практическая полезность работы. Разработанная система адаптации АП ФН в СОТС, применяемых на операциях сверления, позволяет обеспечить высокую работоспособность режущего инструмента, а также добиться параметров качества и точности обработанных заготовок из конструкционных материалов, применяемых на предприятиях современного энергомашиностроения.

Система, работая с современными измерительно-вычислительными комплексами триботехнических и натурных испытаний и методов инструментального контроля показателей качества, на современном производстве, позволяет осуществлять оценку эффективности самих СОТС и способов их применения.

Личный вклад автора. В диссертации изложены результаты исследований, полученные автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками ПИМаш - В.М. Петровым, В.А. Никитиным; СПбГПУ - С.Г. Чулкиным.

При этом лично автору принадлежат:

• обоснование направления исследований; постановка задач и разработка методологии исследований; планирование и проведение экспериментальных исследований, связанных с триботехническими испытаниями на триботехнических стендах, металлорежущем оборудовании и комплексной оценкой параметров качества на приборах и ИВК;

• разработка модели для оценки комплексного влияния АП ФН на проектируемые СОТО,

• обобщение экспериментальных исследований, построение на их основе моделей и установление основных закономерностей исследуемых процессов;

• разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий в промышленности на основе СОТС с АП ФН.

Реализация результатов. Предложенные методы комплексной оценки основных эксплуатационных параметров качества пары трения «инструмент -заготовка» и методы проектирования СОТС с АП ФН нашли применение в машиностроении на операциях механической лезвийной обработки, при разработке новых СОТС на водной основе, содержащих наномодификаторы карбоновой группы - фуллероидные материалы (ОАО Концерн «Силовые машины» ЛМЗ, ЗАО Завод «Композит»).

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс и использованы при подготовке профилирующих дисциплин на технологическом факультете ГОУ ВПО ПИМаш, таких, как:

• «Резание, станки и инструменты» - по разделу «Применение модификаторов и антифрикционных препаратов для создания СОТС с особыми свойствами».

• «Взаимозаменяемость и стандартизация» и «Метрология» - по разделу «Методы и средства контроля параметров точности и качества».

• «Основы технологии машиностроения» - по разделу «Влияние параметров точности и качества на основные эксплуатационные характеристики пар трения».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в период с 2001 г. по 2010 г. на ряде научно - технических конференций, симпозиумов, совещаний и семинарах: Международной научно-практической конференции «Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Режущий инструмент и оснастка» (г. С.-Петербург, 2003); Международной научно-практической конференции «Технологии третьего тысячелетия» (г. С.-Петербург, 2003); 6-ой Международной практической конференции - выставке «Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций»; Международном симпозиуме по транспортной триботехнике «Триботехника на . транспорте»; «Транстрибо - 2001, 2002, 2005» (г. С.-Петербург, СПбГТУ, 2001, 2002, 2005); Международной научно-практической конференции «Качество поверхностного слоя деталей машин» (г. С.-Петербург, 2003); Международной научно-практической конференции, посвященной 300 - летию Санкт-Петербурга: «Безопасность водного транспорта» (г. С.-Петербург, 2003), на научно-технических семинарах ПИМаш (2005-2009); Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений» (Рыбинск, 2009); докладывались на расширенном заседании кафедры «Проектирование технических и технологических комплексов» (СГТУ, Саратов, декабрь 2009, апрель 2010).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ, в том числе 2 в трудах рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 173 наименований и содержит 231 страницу текста, включая 16 таблиц, 46 рисунков и семь приложений, которые подтверждают работоспособность разработанных алгоритмов и внедрение результатов диссертационной работы на отраслевом уровне.

8. Основные результаты исследований были- внедрены- и получили; широкую апробацию в условиях действующего производства ОАО «Силовые машины» (ЛМЗ, Электросила, «Завод турбинных лопаток»); ЗАО5 «Завод «Композит», ОАО* «Санкт - Петербургский завод прецизионного станкостроения», ПК ЦНТУ «Прометей»,:ООО «Обуховскйй Терминал - М» и других организациях и предприятиях РФ. •

Заключение

1. Предложена; совокупность моделей; ыа основании которых разработаны алгоритмы, определяющие состояние парыч«режущий инструмент - заготовка»; позволяющие; выполнить необходимую? количественную оценку основных свойств системы с учетом возможного изменения условий трения и износа- при использовании СОТС с АП.

2: Представлена классификация АП по их основным, классификационным« признакамша.основе учета! их.физико-химических характеристик.

3. На основании выполненных- экспериментов; ш анализа, результатов; известных расчетно-экспериментальных работ других авторов? предложена, модель работы ;4Д ФНв СОТС.

4;. Разработан; алгоритм введениями адаптации^®ФЖв^С^Т'С, методикиш; технологические приемы,их испытаний с близкими1 по условиям эксплуатации' пары «режущий инструмент - заготовка». '

5. Разработаны эффективные методики получения необходимых исходных данных для; выполнения« динамических расчетов. применительно- к контактным, взаимодействиям в процессе резания-и трения с:использованием предложенных, специальных экспресс - методов- количественной оценки: и моделирования процессов.

6. Для;; осуществления. . имитационного моделирования- при1 экспериментальном; исследовании контактных, взаимодействий в процессе трения? и механической обработки резанием предложены; программно-аппаратные комплексы, ИВ К и разработанные стенды.

7. На базе обоснованных обобщенных; моделей й .показателей, состояния? качества состояния режущих кромок инструмента и поверхности обработанных заготовок; были разработаны, испытаны. и предложены- для; реализации в промышленности, новые СОТС с АП ФН.

1. Алексеев Н.М., Буше H.A. Некоторые аспекты совместимости материаЛ0В1985.при трении I. Подповерхностные процессы.// Трение и износ. T.VI.№5. С.773-783.

2. Алексеев Н.М., Буше H.A. Некоторые аспекты совместимости материалов1. YX №6.при трении II. Поверхностные процессы.// Трение и износ. 1985- т- С.965-974.

3. Алексеев Н.М., Буше H.A. Некоторые аспекты совместимости матери*"10® при трении III. Микропроцессы механической фрикДйоННОИ приспосабливаемое™.// Трение и износ. 1987. т.8.№2. - С.197-205

4. Антифрикционная композиция. Патент на изобретение РФ №2188834, о1. В Е1009.2002. (Рыбин В.В., Пономарев А.Н., Абозин Ю.В., Бахарева Никитин В.А., Петров В.М., Малинок М.В.)

5. Антифрикционный композиционный материал. Патент на изобретен*10 №2237685, от 10.10.2004 г (Бланк Е.Д., Виноградов С.Е., Герцык Мтз н.,

6. Никитин В .А., Орышенко A.C., Пономарев А.Н., Рыбин В.В., Слепнез Петров В.М., Чистяков В.В., Шекалов В.И.)

7. Балабанов В.Н. Безразборное восстановление трущихся соеды-^ автомобиля, (методы и средства).-М.:Астрель,2002.-64 с.

8. Бартенев Г.М., Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров. М.: 1972.-240 с.

9. Белецкий М.С. Рентгенографическое и электроннографическое исследование структур пленок поверхностно активных веществ, адсорбированных поверхностью деформированного алюминия: Дис. д-ра. техн. наук / ВАМИ.Л, 1954. 370 с.

10. Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. -М.: Машиностроение,1968.-С.155 -219.

11. Билик Ш.М. Пары трения металл-пластмасс в машинах и механизмах. -М.: Машиностроение, 1965. 311 с.

12. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. М.: Машиностроение, 1968. - 543 с.

13. Брайсон А., ХО Ю-ШИ. Прикладная теория оптимального управления/ Пер. с анг.- М.: Мир, 1972.- 544 с.

14. Брейтуэйт Е.Р. Твердые смазочные материалы и антифрикционные покрытия / Пер. с анг.-М.:Химия, 1967.- 320 с.

15. Бусленко Н.П. Лекции по теории сложных систем. М.: Советское радио, 1973.-440 с.

16. Буше H.A., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981.- 128 с.

17. Быховский М.Л. Чувствительность и динамическая точность систем управления // Техническая кибернетика. 1964. №6. - С. 24-28.

18. Валетов В.А. Оптимизация микрогеометрии поверхностей деталей в приборостроении.- Л.: ЛИТМО, 1989.-100 с.

19. Валетов В.А., Васильков Д.В., Воронин А.В, Могендович М.Р. Автоматизированная система непараметрической оценки микрогеометрии поверхности / Межвуз. Сб. науч.тр.Вып.2.- С-Пб.: СЗПИД995. С.54-67.

20. Васильков Д.В. Теория и практика обеспечения стабильности и качества механической обработки маложестких заготовок/ Машиностроение и автоматизация производста: Межвуз. Сборник. Вып З.-СПб.: СЗПИ, 1996.-С.54-76.

21. Васильков Д.В. Теория и практика оптимизационного проектирования механической обработки маложестких заготовок: Дис. д-ра. техн. наук: 05.03.01/ГТУ. СПб., 1997.426 с.

22. Васильков Д.В., Вейц В.Л., Лонцих П.А. Динамика технологической системы при обработке маложестких заготовок.- Иркутск: Иркут. Ун-та, 1994.- 98 с.

23. Васильков Д.В., Вейц В.Л., Шевченко B.C. Динамика технологических систем механической обработки. СПб.: ТОО «Ивентекс», 1997. - 230 с.

24. Васильков Д.В., Петров В.М. Контроль состояния поверхностного слоя конструкционных материалов // Инструмент. 1996, № 2. - С. 28-29.

25. Васильков Д.В., Роменская Т.В. Анализ чувствительности динамической системы механической обработки к изменению параметров/ Современное машиностроение. Сб. науч. труд, (приложение к журналу «Инструмент»). Вып.1.-СПб.: Инструмент,1997.-С.24-26.

26. Васильков Д.В., Петров В.М., Сенчило И.А. Комплексное исследование состояния поверхностного слоя инструментальных материалов при ионно -вакуумной обработке/ Управление качеством финишных методов обработки. Сб. науч. Тр.- Пермь: ПГТУ, 1996.- С. 176-179.

27. Вейц В.Л. Вопросы динамики машин: Дис. д-ра. техн. наук./ ЛПИ. Л., 1966. 330 с.

28. Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов. Л.: Машиностроение, 1969. — 370 с.

29. Вейц В.Л., Васильков Д.В. Определние параметров дискретной эквивалентной модели тонкостенного закрученного стержня// Вибротехника. Вильнюс :Мокслас,1990.№60 (3).-С.55-64.

30. Вейц В.Л., Дондошанский В.К., Чиряев В.И. Вынужденные колебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1959. - 288 с.

31. Вейц В.Л., Кочура А.Е. Динамика машинных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания. -Л.: Машиностроение, 1976.- 384 с.

32. Вейц В.Л., Кочура А.Е., Федотов А.И. Колебательные системы машинных агрегатов.-Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1979.- 256 с.

33. Вейц В.Л., Максаров В.В., Лонцих П.А. Динамические процессы, оценка и обеспечение качества технологических систем механической обработки.-Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001.-299с.

34. Вейц В.Л., Максаров В.В., Лонцих П.А. Динамика и моделирование процессов резания при механической обработке. Иркутск: ИГИУВ, 2000. -189 с.

35. Вейц В.Л., Максаров В.В. Динамика технологических систем механической обработки резанием в 5-ти частях. Часть5. Автоколебания в технологических системах механической обработки.- СПб.: Изд-во СЗТУ -СПбИМаш, 2002. 224 с.

36. Вейц В.Л., Чиряев В.И. Некоторые вопросы расчетов механизмов подачи тяжелых металлорежущих станков на плавность и чувствительность перемещения // М.: ЭНИМС, 1958. 32 с.

37. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М. Металлургия, 1984.- 280 с.

38. Вульфсон И.И. О влиянии фазовых сдвигов на развитие квазилинейных фрикционных автоколебаний. Вильнюс: Вибротехника, 1970. —С. 26-31.

39. Гаркунов Д.Н., Крагельский И.В., Поляков A.A. Избирательный перенос в узлах трения.-М.:Транспорт, 1969.-104 с.

40. Гаркунов Д.Н. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса.-М.Машиностроение, 1977.- 214 с.

41. Гельдфанбейн Я.А. Методы кибернитической диагностики динамических систем.- Рига: Зинатие, 1967.-542 с.

42. Гончаренко Ю.В., Петров В.М., Шабанов А.Ю. Восстанавливающие антифрикционные препараты. -М.: Русэкотранс,2003. -40 с.

43. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии- ~ М. Машиностроение, 1988. 256 с.

44. Грин А.П. Пластическое течение металлических соединений при совместном действии сдвига и нормального давления // Машиностроение.-1955.№6. С. 43-58.

45. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение,1981.- 244 с.

46. Денисов A.A., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления.- Л.: Энергоиздат, 1982.-288 с.

47. Дерягин Б.В. Что такое трение. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 230 с.

48. Дерягин Б.В., Кротова H.A., Смилга В.П. Адгезия твердых тел.-М.: Наука,1973.-280 с.

49. Джонсон У., Меллор П.Б. Теория пластичности для инженеров. / Пер. с англ. А.Г. Овчинников.- М.: Машиностроение, 1979.- 567 с.

50. Егоров С.Н. Оптимизация в системах автоматизированного проектирования технологических процессов. М.: НИИЗинформэнергомаш, 1987. - С.87.

51. Егоров С.Н. Оптимизация режимов фрезерования криволинейных поверхностей на станках с ЧПУ: Дис. канд. техн. наук. Л.: 1984. С. 268.

52. Елецкий A.B. Новые направления в исследованиях фуллеренов// Успехи физических наук.-1995.т.164.№9. С. 1007-1009.

53. Епифанов Г.И. О двухчленном законе трения / Исследования по физике твердого тела. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 60-70.

54. Епифанов Г.И., Ребиндер П.А. Влияние поверхностно-активных сред на граничное трение и износ / Развитие теории трения и изнашивания. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 47-58.

55. Зеленый JI.M., Мнлованов A.B. Фрактальная топология и странная кинетика: от теории перколяции к проблемам космической электродинамики// Успехи физических наук.- 2004. Т.174.№8. С. 809-852.

56. Зимов А.Д. Адгезия пыли и порошков. Изд.2-е, пер. и доп.-М.:Химия,1976.-432 с.

57. Зимов А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.:Химия,1974.-416 с.

58. Зорев H.H. Вопросы механики процессов резания металлов. М.: Машгиз, 1956. - 367 с.

59. Изнашивание полиуретанов при трении скольжения/ Державец Ю.А., Никитин В.А., Петров В.М. и др.// Межвузовский сборник. Проблемы машиноведения и машиностроения. Вып 21 СПб.: СЗПИ, 2000. - С.79-87.

60. Ишлинский А.Ю. и Крагельский И.В. О скачках при тренШ^ Л Техническая физика.- 1944. Т. 14. вып. 5-6. С. 276-283.

61. Ишлинский А.Ю. Теория сопротивления перекатыванию и с^езКНЬ1Х явлений / В кн. Трение и износ в машинах. 1-я Всероссийская конфеРеНЦИЯ по трению и износу в машинах M.-JL: Изд-во АН СССР, 1940, "Г*-^' 255-264.

62. Кайдановский H.JI. Природа механических автоколебаний,при сухом трении // Техническая физика.- 1949. Т. 19. Вып. 9. С. 996.

63. Кайдановский H.JL, Хайкин С.Э. Механические релаксационные коЛе^анИЯ // Техническая физика. 1933. Т.З. Вып.1. - С.91-109.

64. Комплексные исследования состояния поверхностного слоя ответо'1':веННЬ1Х1. С Юдеталей машинных агрегатов / Васильков Д.В., Петров В.М., Иватк^»^ Прима В.И.//Тяжелое машиностроение. -1998, №3.- С. 31- 34

65. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей гдашин.л 991.

66. Учебное пособие для машиностр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 319с.:ил.

67. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы/ англ.- М.: Мир, 1982.-216 с.

68. Колев К.С., Горчаков Л.М. Точность обработки и режимы резат-г^^-Машиностроение, 1976.- 144 с.

69. Ко Р., Брокли С. Измерение трения и колебаний, вызванныхтрения// Проблемы трения и смазки. М.: Мир, 1970. Вып. 4. - С. 9 —"

70. Конструкционные материалы. Справочник/ Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990.-688 с.

71. Костерин Ю.И., Крагельский И.В. Причины захватывания и вибрации в автомобильном сцеплении / Конструирование, исследование и испытание автомобилей. Вып. 2. М.: Машгиз, 1956. - С. 64-76.

72. Костерин Ю.И., Крагельский И.В. Релаксационные колебания в упругих системах трения // Трение и износ в машинах. 1958, Вып.12. С.119-143.

73. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин.-М.-Кйев.: Машгиз, 1959.- 220 с.

74. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах.-Киев: Техшка, 1970.385 с.

75. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

76. Крагельский И.В. О двучленном законе трения // ДАН СССР,1961, т.140, №5,-С. 1048-1050.

77. Крагельский И.В., Виноградов И.Э. Коэффициенты трения. М.: Машгиз, 1962. - 220 с.

78. Крон Г. Исследование сложных систем по частям (диакоптика)/ Пер. с англ.-М.:Наука,1972.- 544 с.

79. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. - 359 с.

80. Кудинов В.А. Динамические характеристики процесса сухого трения / Сухое трение. Рига: Изд-во АН Латв. ССР, 1961.-е. 37-41.

81. Кудинов В.А., Толстой Д.М. Трение и колебания // Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х т. / Под ред. И.В.Крагельского и В.В.Алисина. -М.: Машиностроение, 1979. Т.2. - С. 11-22.

82. Кузьмин В.Н Погодаев Л.И. Структурно-энергетические модели надежности материалов и деталей машин.- СПб.: Академия транспорта РФ, 2006.-608 с.

83. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985.64 с.

84. Ле Суань Ань. Автоколебания при трении // Машиноведение.- 1973. №2. -С. 20-25.

85. Ле Суань Ань. Механические релаксационные автоколебания // Механика твердого тела. 1973. №2. - С. 47 - 50.

86. Лихтман И.В., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. М.: АН СССР, 1961.- 304 с.

87. Максаров В.В. Реологическое представление при моделировании стружкообразования в процессе резания. // Машиностроение и автоматизация производства. Межвуз. Сб. Вып.14. СПб.: СЗГШ, 1999. -С.21-24.

88. Максаров В.В. Теория и методы моделирования и управления процессом стружкообразования при лезвийной механической обработке Дис. док. техн. наук.:05.03.01/ Северо-Западный заочный политехнический институт. СПб., 1999. 337 с.

89. Матвеевский P.M. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов.- М. Наука, 1971.-227 с.

90. Методы комплексного исследования реологических свойств полимерных систем. Виноградов Г.В., Малкин А.Я., Плотникова Е.И., и др. // Механика полимеров. 1997.№8. -С.-226-229.

91. Мурашкин Л.С., Мурашкин С.Л. Прикладная нелинейная: механикастанков. Л.: Машиностроение, 1977. - 192 с.

92. Новое в области испытания на микротвердость/ Под. Ред. М.1У1.Хрущев.-М.:Наука, 1974.-272 с.

93. Наумов А. Г. Повышение стойкости быстрорежущего инструмента методом йодонитроцементации : дис. . канд. техн. наук, Иваново, 1989.

94. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного/ Пер. с англ.-М.: Мир; 1990.344 с.

95. Ю2'.Николис Г., Пригожин И. Саморегуляция в неравновесных системах.-М.:Мир,1979:- 367 с.

96. Папок К.К., Рагозин H.A. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям (химмотологический'словарь). Изд. 4-е. пер. и доп., М.: Химия, 1975.- 392с.

97. Юб.Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз,1960:-193 с.

98. Петров В.М. Перспективы использования СОТС для управления явлениями процесса резания- и износом режущего лезвийного инструмента //Современное машиностроение: Сб. науч. труд. Вып.2. СПб: ПИМАШ,2000.- С. 194 - 200.

99. Ю.Петров В.М. Повышение эффективности обработки лезвийным инструментом на основе учета физико-механических характеристик материалов: Дис. канд. техн. наук.:05.03.01/ПИМАШ. СПб. 1995. 224 с.

100. Ш.Петров В.М. Применение модификаторов в узлах машин для решения триботехнических задач. СПб.: СПбГПУ, 2004. - 282 с.

101. Петров В.М., Васильев A.C., Федосов A.B. Перспективы применения твердых смазочных материалов при обработке металлов резанием // Инструмент и технологии, №13, 2003. С. 75 -78.

102. Петров В.М. Реологическая модель разрушения углепластиков при резании лезвийным инструментом. Вопросы материаловедения: Научно- -технический журнал. №3(31) 2002. -G. 1004 110.

103. Петров В.М. Управление процессами контактного взаимодействия элементов трибосопряжения машин, и технологических систем путем: применения активных сред: Дис. д-ра: техн. наук: 05.02.04/ ПИМАШ. СПб. 2004. 335 с. ! .

104. Петров Н.П.-Еидродинамическая теория? смазки. М.: Изд-во АН СССР, ; 1948. - 552 с. ' ;■ ■■•

105. Петров В."Мл,, Васильков Д.В. Исследование упруго-пластических . характеристик поверхностного слоя материалов методов микротвердости //

106. Межвуз; сб. научн. тр: Вып 1. СПб: СЗПИ;1995. - С.99-109.- ;,

107. Поверхностная прочность материалов;. при: трении/. Костецкий ' Б.И., Носовский;H.F., Караулов А.К. и др./ Под общ. рёд. Костецкого Б.И.- Киев.: Техшка,1976.- 296 с. ; .

108. Погодаев Л.И., Кузьмин В.Н., Дудко П.П. Повышение надежности трибосоиряжений.-СПб.: МКС, 2001'. 304 с.

109. Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа. №2196731,20.12.20()3.(ПономаревА.Н., Никитин В. А.).

110. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию.- М.:Наука, 1983.-384 с. •

111. Приборы и комплексы,контроля качества машин/ Васильков Д.В., Валетов? В .А., Петров В.М. и др./ Под ред. Галасовой К.П. СПб.: АО ППЦ КОНТАКТ, 1995.-18 с.

112. РТМ 44 -62. Методика статистической обработки эмпирических данных. - М.: Гостандарт, 1963. - 112 с:

113. Ребиидер; H.A. Избранные труды. Физико химическая механика. М;:. Наука, 1979. 384с.

114. Синицын В.В. Подбор и применение: пластичных, смазок. -; М.: Химия,1974.-414 с. ■ :

115. Сборник стандартов «Смазка». М.: Изд-во Стаодартов, 1967.- 512 с.

116. Смазочно-охлаждающие технологические стредства для обработки* металлов: резанием:, Справочник/ Под общ; ред. С.Г.Энтелиса, Э.М. Берлинера. — 2-е изд., перераб. И доп. М.: Машиностроение, 1995; 496 е.:; ил; ■" " . ; . '.

117. Сойту Н.Ю. Антифрикционные модификаторы входящие в состав масляных СОТС /Никитин В.А., Пономарев А.Н., Петров В.М., Сойту Н.Ю.ги др./ Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвуз. сборн. научн. тр. С-Пб.: СЗПИ. 2000. - Вып21. - 9с.

118. Сойту Н.Ю. Экспресс оценка антифрикционных свойств разрабатываемых

119. СОТС /Петров В.М., Сойту Н.Ю., Михайлов В.А.// Международная научно-практическая конференция "Прогрессивные технологии обработки материалов, режущий инструмент и оснастка", СПб.: Изд. «Инструмент и технологии» 2003. №15-16. - 144-150с.

120. Справочник, по триботехнике. Смазочные материалы, тexникav смазки, опоры скольжения и- качения/ Под. общ. ред. М. Хебды. М.: Машиностроение, 1990.- 412 с.

121. Суслов А. Г. Качество» поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. - 320*с.

122. Г47.Томсон Э; , Энг Ч:, Кобаяши Ш: Механика пластических деформаций^ при обработке металлов/ Пер. с.англ. -М.: Машиностроение, 1969: 504с.

123. Толстой Д.М: Скольжение жидкостей и дисперсионных систем по твердым поверхностям: Дис.док. техн. наук. / СТАНКИН. М: 1953. 330 с.

124. Фридман Я.Б:.Механические свойства-металлов. Механические испытания. Конструкционная прочность. -М.: Машиностроение, 1974.Т. 1.-368 с.

125. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей.-М.: АН"СССР, 1945.- 418 с.

126. Хитрик В.Э., Шмаков В.А. Нестационарная характеристика трения скольжения в задачах динамики машин/ Нелинейные задачи динамики и прочности машин. По. Ред. В.Л: Вейца.-Л.:Изд-во Ленингр. Ун-та, 1983.-С. 152-175.

127. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов.-М.: Изд-во АН СССР; 1960.- 260 с.

128. Хрущев М.М. Исследование приработки подшипниковых сплавов-и цапф. Ин-т машиноведения; М!: Изд-во АН!С€€Р^ 1946:- 160 с.

129. Шабанов А.Ю: Очерки современной автохимии: Мифы- или реальность?-СИб.: Иван-Федоров, 2004--216 с.

130. Шумячер В.М. Механо-химическая. модель,процесса финишной абразивной обработки брусками //Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки. М.: МДНТП, 1983. с. 61-64.

131. Шумячер В.М. Механо-химические процессы при финишной обработке металлов/Интергринд- 88. Будапешт, 1988: С. 87-90.

132. Шумячер В.М. Физико-химические процессы при абразивном диспергировании металлов//Трение и износ. 1993: №4. С.741-744.

133. Шумячер В:М. Физико-химические процессы при финишной абразивной обработке: Волгоград: ВолгГАСУ, 2004. 161 с.

134. Эльясберг М.Е. Расчет механизмов», подач металлорежущих станков на плавность и чувствительность перемещения// Стакни и инструмент.-1951.№11:12:-С.1-7,С.6-9. : * . ■

135. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков. Теория и практика. СПб.: Изд-во ОКБС,1993.-180 с.

136. Bowden F.P., Tabor D. Friction und Lubrication of Solis.- Oxford, 1950.

137. Hutchison J.L., Jefferson D. A. and Thomas J.M. The ultrastucture of minerals as revealed by high resolution electron microscopy. Surf. Defect Prop. Solids,6,320 (1977).

138. Buseck P.R. and Cowley J.M. Modulated and intergrowth structures in minerals and electron microscope methods for theis study. Amer. Mineral.,68,18 (1983).

139. Veblen D.R. and Buseck P.R. Serpentint minerals: intergrowths and new combination structures. Science, 206,1398 (1979).