автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности процессов резания совершенствованием условий получения и эксплуатации инструментов с покрытиями

На правах рукописи

ргк од

I 7 КПП 20(13

ПАРФЁНОВ Владимир Дмитриевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНСТРУМЕНТОВ С ПОКРЫТИЯМИ

Специальность 05.03.01 Процессы механической и

физико-технической обработки, станки и инструмент

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Тюмень - 2000

Работа выполнена в Технологическом институте Тюменского государственного нефтегазового университета

Научный руководитель

доктор технических наук Утешев М.Х.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Розенберг Ю.А.

- кандидат технических наук Брюхов В.В.

Ведущая организация - ОАО"Тюменские моторостроители",

г. Тюмень

Защита состоится « 2000г. в

час.

мин. на

заседании диссертационного совета К064.07.07 в Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского 38, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского 38, ученому секретарю диссертационного совета К064.07.07.

Автореферат разослан <<Я -^¡¿яЯ 2000г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные состояния получения и использования поверхности и покрытия режущих инструментов не формируют достаточного комплекса свойств материала инструмента и не обеспечивают необходимую систему характеристик технологического процесса механической обработки, ресурса работоспособности инструмента, качества и эффективности изготовления деталей машин.

Для исследования инструмента и технологии резания актуально привлечение новой методологии системного анализа, основанной на принципах самоорганизации. Настоятельна проблема преобразования поверхности материала инструмента, особенно самоорганизацией покрытия, для улучшения потребительских качеств поверхности обрабатываемых деталей. Назрело решение проблемы износоразрушения инструмента резания, прежде всего поверхности, которое является главным тормозом надежной эксплуатации инструмента, особенно при интенсификации процесса механической автоматизированной обработки.

Новые результаты, полученные износоразрушительным испытанием инструментов с покрытиями создают, более целостную картину процесса от существующего к возникающему при обработке деталей инструментом. Применение микроскопических методов для исследования поверхностей создаёт новое представление о микроэлементах материалов инструмента и детали, являющихся первоносителями макропараметров состояния.

Работа по исследованию износоразрушения поверхностей материалов инструмента резания и деталей машин содержит вариант решения задачи о поверхности и предлагает научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи по использованию режущего инструмента с поверхностью, усовершенствованной покрытием для повышения точности и производительности обработки.

Цель работы: Повысить эффективность процессов резания совершенствованием условий получения и эксплуатации инструментов с покрытиями.

Общие методики: вакуумно-плазменное нанесение покрытий на твёрдосплавные режущие пластины; растровая электронная микроскопия с микроанализом и системным фотомикрографированием; интенсивное точение инструментом цилиндра или торца валов или дисков; истирание инструмента о цилиндрическое конгртело на машине трения; анализ процессов и объектов технологии обработки по методологии системного подхода и принципам самоорганизации; испытание опытных образцов инструментов в технологических процессах практической обработки деталей.

Достоверность полученных результатов исследования подтверждается согласованностью теоретических и практических положений, экспериментальных данных лабораторных и производственных испытаний, использованием результатов в практических технологиях нанесения покрытий и резания материалов, итогами внедрения.

Научная новизна.

Выявлены десять областей знания, с ключевой ролью самоорганизации, для освещения явлений и процессов обработки в технологической системе.

Получена система фотомикрографий изменения обнаруженной микроструктуры материалов поверхности режущего инструмента.

Определено неравномерное влияние покрытия на высокотемпературную ударную прочность твердосплавной режущей пластины. Обнаружено множественное разрушение нитридных покрытий самоорганизацией -элементарных разрывов в систему микротрещин.

Разработан эффективный технологический приём износоразрушн-тельного испытания режущих пластин интенсивным точением цилиндра валов, или торца дисков. Установлено различие в увеличении сопротивления износоразрушению ряда нитридных покрытий. Выработаны предложения о наилучшем использовании пластин с покрытиями при определённых повышенных скоростях резания и на возможно малых подачах.

Предложено положительный эффект защиты поверхности покрытием объяснить повышением износосопротивительного комплекса свойств. Разработан новый методический приём расчёта прогнозирующей оценки ресурса работоспособности поверхности материала инструмента.

Показано влияние изменений нитридных покрытий на размерный износ инструмента, качество обработанной поверхности деталей, характеристики стружки и показатели предельных режимов резания.

Установлены изменения уменьшения модельных показателей трения при нитридоциркониевом покрытии на безвольфрамовых твёрдосплавных режущих пластинах. Обнаружен эффект сложного самоперераспределения микроэлементов пластины, покрытия и детали в процессах покрытия, разрушения, трения и резания.

Обнаружено существенное влияние покрытия инструмента резания на повышение точности и производительности обработки деталей машин. Предлагается использовать в теоретических разработках для практических технологий определенные критические и закритические скорости резания для пар материалов: инструмент-деталь. Повышение технологической производительности на закритических скоростях резания предлагается объяснить синергетикой процесса и самоорганизацией структур материалов.

Практическая значимость результатов исследования:

— установленные закономерности изменения покрытием механизма износоразрушения рабочих поверхностей режущих пластин инструментов в процессах интенсивного точения позволяют прогнозировать разработку новых эффективных технологических приёмов, средств и материалов для увеличения ресурса сопротивления износоразрушению поверхности материала инструмента резания;

— по разработанной методике интенсивного полноресурсного испытания режущих пластин установлены предельные режимы резания инструментом с покрытиями, дающие возможность определить наилучшие рабочие параметры резания в конкретных производственных условиях;

— установленные преобразования микроструктуры и элементного состава поверхности инструмента покрытием, разрушением, трением и-или резанием позволяют контролировать процессы и вырабатывать необходимые рекомендации, способствующие увеличению работоспособности инструмента, точности и производительности обработки детадей;

— по разработанной методике расчёта прогнозирующей оценки ресурса работоспособности поверхности материала инструмента резания определяются значения конкретных сравнительных величин, дающие возможность установить наилучший материал поверхности инструмента для данных условий обработки деталей машин.

Реализация. Результаты работы в виде рекомендаций и данных производственных испытаний переданы для внедрения с экономическим эффектом в расчёте на год: ОАО «Тюменские моторостроители» 191 тыс. руб., АОЗТ «Тюменское автотракторное электрооборудование» 113 тыс. руб., ОАО « Тюменский электромеханический завод» 152 тыс. руб.

На защиту выносятся результаты систематических исследований преобразования поверхностей инструментов и деталей процессами покрытия, разрушения, трения и резания, теоретические обобщения полученных результатов и их приложение к практике технологического использования.

Апробация работы. Основные результаты диссертации обсуждены на конференциях: междунар. "Нефть и газ Западной Сибири" (Тюмень, 1981, 1993, 1996), сибир. "Новые материалы и технологии в машиностроении" (Тюмень, 1984, 1988, 1990-93, 1996-98), всеросс. "Опыт применения СОТС при обработке резанием" (Нижний Новгород, 1987), междунар. "Механика разрушения материалов" (Львов, 1987), междунар. "Интенсификация и оптимизация обработки резанием" (Львов, 1988), междунар. "Динамика станочных систем ГАП" (Тольятти, 1988), урал. "применение САПР режущих инструментов и технологических процессов" (Екатеринбург, 1989), междунар. "Новые технологии получения слоистых материалов и композиционных покрытий" (Магнитогорск, 1989 и Сочи, 1992), урал. "Совершенст-

вование процессов резания" (Курган, 1990), междунар. "Нанесение покрытий" (Луганск, 1988 и Ивано-Франковск, 1990), сибир. "Инструментальное обеспечение автоматизированных систем механообработки" (Иркутск, 1990), поволж. "Концентрированные потоки энергии в обработке и соединении материалов" (Пенза, 1991, 1992), урал. "Вопросы проектирования, изготовления и эксплуатации режущего инструмента" (Екатеринбург, 1987, 1991), урал. "Выбор конструкций и режимов резания при эксплуатации твердосплавного инструмента" (Екатеринбург, 1987, 1991), междунар. "Современное состояние и перспективы развития процессов резания" (Киев, 1992), всеросс. "Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии" (Москва, 1996), междунар. "Синергетика. Самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях "(Комс.-на-Амуре, 1998), междунар. "Технологии ремонта машин, механизмов и обору дования"(Алушта, 1999),урал. "Повышение эффективности технологических процессов изготовления деталей машин"(Курган, 1999).

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 25 избранных работах, в том числе 4 статьях и 21 тезисе докладов в материалах конференций: 7 междунар., 2 всеросс., 11 регион. (4 сибир., 4 урал., 3 поволж.) и 1 обл. уровней.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из предисловия, шести глав, выводов, приложения и литературы. Работа изложена на 184 страницах, включая 67 рисунков и 24 таблицы. Список литературы содержит 120 системно выбранных библиографических описаний документов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В предисловии диссертации содержится оценка современного состояния решаемой проблемы, показана актуальность и новизна темы, охарактеризована связь данной работы с работами других исследователей, приведены цели и задачи исследований в шести главах и их место в целом, определено практическое приложение работы во внедрении рекомендаций по результатам исследований на промышленных предприятиях.

В первой главе при анализе системы литературных работ исследователей в отрасли знания по процессам механической и физико-технической обработки выявилось десять взаимосвязанных областей (которыми занимался автор): технология, резание, инструмент, материал, поверхность, покрытие, разрушение, износ, самоорганизация, прогнозирование. Системный анализ публикаций показывает, что состояние поверхности инструмента может влиять на параметры процесса обработки резанием и на показатели качества деталей.

Режущему инструменту, в том числе с покрытием, посвятили монографии следующие авторы: Андреев В.Н., Артамонов Е.В., Башков В.М., Верещака A.C., Внуков Ю.Н., Лоладзе Т.Н., Макаров А.Д., Мацевитый В.М., Мелихов В.В., Мокрицкий Б.Я., Полетика М.Ф., Постнов В.В., Самойлов B.C., Смолин Н.И., Усачёв П.А., Усманов К.Б., УтешевМ.Х., ФадюшинИ.Л., Филиппов Г.В., Хает ГЛ., и др. Однако покрытию режущего инструмента полностью посвящены монографии только трёх авторов.

Теорию и практику процесса резания инструментом в различных состояниях и условиях изложили в монографиях авторы: Абрамов Ф.И., Барботько А.И., Бобров В.Ф., Вульф A.M., Грановский Г.И., Ерёмин А.Н., Зорев H.H., КлушинМ.И., КушнерВ.С., Розенберг А.М., Розенберг Ю.А., Розенберг O.A., Силин С.С., Талантов Н.В., Тахман С.И., Трент Э.М., Шпилев A.M., Шпур Г., Якимов A.B., Якубов Ф.Я. и др. Однако непосредственным влиянием поверхности и покрытия материала инструмента на параметры и результаты процесса резания при механической обработке вышеуказанные авторы занимались незначительно.

Технологические процессы изготовления режущим инструментом деталей отразили в монографиях авторы: Балакшин Б.С., Болотин В.В., Жучков Н.С., Кабалдин Ю.Г., Маталин A.A., Мосталыгин Г.П., Некрасов Ю.И., Остафьев В.А., Палей М.М., Петруха П.Г., Подураев В.Н., Радин Ю.А., Резников А.Н., Рыжов Э.В., Соломенцев Ю.М., Старков В.К., Сулима A.M., Суслов А.Г., Юликов М.И., Ящерицын П.И. и др. Однако влиянию покрытия инструмента и самоорганизации материала поверхности на эффективность процесса механообработки и на качество деталей внимания уделяется явно недостаточно.

Совокупность обзорных сведений по всем рассмотренным областям отрасли знания выявляет проблему, объект исследования и путь решения. Повышение точности деталей машин обрабатываемых инструментом при интенсивном резании и повышение технологической производительности процесса резания требует совершенствования поверхности инструмента прогнозируемым покрытием, обеспечивающим "сухое" резание и экологически чистое производство.

Хотя основные технологии формирования покрытий на инструментах резания уже достаточно отработаны, положительный эффект часто бывает незначительным, вследствие малоизученности проблем самоорганизации покрытия при износоразрушении поверхности. Остаётся пока неясным направление и механизм дальнейшего совершенствования функциональных покрытий и поверхностей для достаточного увеличения ресурса работоспособности материала инструмента.

В настоящее время до конца неизвестна степень всестороннего влияния и не совсем понятен механизм воздействия функциональных микропокрытий инструмента на характеристики процессов резания и трения при обработке деталей. Не полностью разработаны методики экспресс-испытаний и прогнозирующих оценок ресурса покрытой поверхности инструментов. Нет данных о самоперераспределении химических элементов материалов инструмента, покрытия и обрабатываемой детали.

Основываясь на вышеуказанных проблемах обзора, были сформулированы основные задачи работы:

— совершенствование технологии нанесения покрытия поверхности режущего инструмента;

— разрушительное, микроскопическое и параметрическое исследование поверхности и конструкции режущих пластин с покрытием и прогнозирование ресурса их работоспособности;

— размерная, силовая и фотомикрографическая диагностика процессов износа и разрушения инструмента с покрытием при резании деталей машин;

— исследование изменения показателей трения и износа поверхностей режущей пластины и самоперераспределения элементов материалов покрытия, инструмента и детали;

— повышение точности и производительности обработки деталей инструментом с покрытием.

Во второй главе представлены используемые методы формирования и исследования покрытий задней и передней поверхности режущего лезвия у вершины твёрдосплавных (ВК8, ЛЦК20, Т15К6 и др.) пластин инструментов. Использованием методов: растрово-электронного фотомикрогра-фирования, рентгенографии, термодинамических расчетов, микротвёрдо-метрических измерений и др., - получено обоснование оптимальности технологического процесса нанесения покрытий на поверхности режущих инструментов. Определена оптимальная блочно-слоевая структура покрытий для твердосплавных режущих пластин.

При значимых отклонениях от условий формирования или основного режима нанесения, для примера нитридоциркониевого покрытия (10 - 0,001Па, 200В, 105А), блочно-слоевая система образуется с отклонениями или не образуется вообще. На фотомикрографиях наблюдается существенное различие высокоорганизованного блочно-слоевого покрытия ленточки передней поверхности режущей пластины, перпендикулярной формирующему потоку, и по-другому (из слепленных микрокапель) организованного покрытая прикромочной фаски задней поверхности, параллельной тому же потоку. При уменьшении энергетических параметров основного режима нанесения шпридотитанового покрытия (185В, 90А) на-

блюдается совершенно другая структура - слитные микрокапли. Особенно возможно необразование покрытия на скруглённой режущей кромке, так как на ней существуют переходные условия. При уменьшении величины организующихся частиц потока (особенно значительно менее 0,1мкм) система переходит с микро- на наноуровень организации своей структуры. Нарушение микроструктуры покрытия наблюдается также при выходе с режима нанесения и в стружечной канавке режущей пластины.

Зафиксированная микрокапельная организация оплавленной электродугой поверхности металлического катода из установки ИЭТ8-И2 для нанесения покрытия доказывает аналогию образующихся на катоде частиц с элементами покрытия на режущей пластине. Микроструктура слоя осадка на стенке рабочей камеры установки выявляет низкую организованность частиц, далекую от полученной на поверхности режущей пластины, расположенной в фокусе плазменного потока.

Сравнение величин фасок износов задней поверхности режущих пластин при интенсивном точении показало, что нитридные покрытия в разной степени уменьшили величины и интенсивности процессов износа и разрушения при увеличении скорости резания, что говорит о разной степени износостойкости покрытий (в том числе легированных нестехиометри-ческими нитридами нИобия) для одинаковых условий эксплуатации.

Исследованиями установлены два основных уровня организации качественной поверхности покрытия твердосплавных режущих пластин и инструментов - это микромногогранность, содержащая под собой блоки в слоях, и узорность внутри многогранников, подчёркивающая неравномерность материала. Для получения высокотехнологичных покрытий с повышенным сопротивлением износу необходимо создать внешние режимные условия для процесса самоорганизации блочно-слоевой системы микроструктуры покрытия.

В третьей главе приведены результаты и обобщения исследовании разрушения покрытия поверхности и конструкции твёрдосплавных режущих пластин с покрытием. Определено, что нитридотитановое покрытие более чем в 3 раза увеличило высокотемпературную ударную прочность всей конструкции пластины при 500°С, незначительно изменило при 600, 700, 800°С, почти в 2 раза уменьшила при 900°С. В основном, это влияние сплошной плёнки тугоплавкого покрытия на изменения (высокотемпературным нагревом) структуры твердосплавной пластины. Изменение (от температуры) влияния покрытия связано с изменениями дефектности структуры плёнки покрытия, особенно её сплошности или проницаемости. Образуется система элементарных дефектов поверхности, самоорганизующихся затем при ударе в зарождающуюся трещину разрушения всей конструкции. Поэтому можно рекомендовать работать твёрдосплавными

пластинами с ншридотитановым покрытием при ударных нагрузках на режимах резания, обеспечивающих температуру на поверхности инструмента около 500°С с положительным результатом прочностного действия покрытия для всей конструкции режущей пластины.

Фотомикрографическими исследованиями разрушения покрытия (особенно в изометрии) получены данные об отличиях микроструктур поперечного и продольного участков берегов микротрещины. Установлен нано-микрокапельный механизм самообразования блочно-слоевой системы покрытия и сочетание сложно-поперечных, продольных и других видов растрескивания микропокрытия.

Обнаружено при различных внешних воздействиях явление многотрещинного микроразрушения нитридных покрытий путем самоорганизации процесса множественного слияния цепочек элементарных фрактальных трещинок-разрывов в систему сложноповоротных магистральных микротрещин, приводящих к множественному отделению микрочастиц с поверхности.

Непрямолинейные микроразрушения нитридоциркониевых покрытий на твёрдосплавных режущих пластинах выявили блочно-слоевую микроструктуру поверхностей берегов сколов в системе сложносогласованных микротрещин, подтверждающую микроструктуру покрытия и его хрупкое состояние. Композиция твёрдосплавной пластины и тугоплавкого хрупкого покрытия, с более высоким уровнем хрупко-вязкого перехода, допускает интенсификацию резания до более высокой температуры, но с ограничением при ударной нагрузке.

В четвёртой главе изложены обобщения и экспериментально обнаруженное влияние покрытий инструмента на характеристики процессов резания, износоразрушения и на выходные параметры механической обработки. Для скоростного испытания режущих пластин применялись два основных технологических приёма - торцевое и цилиндрическое точение.

Торцевое точение (глубина 0,5 мм, подача 0,075 мм/об) диска из сплава ХН70ВМТЮ (352НВ) режущими пластинами из ЛЦК20 показало (рис. 1 и 2), что нитридоциркониевое погрытие уменьшило радиус ступени на торце в 0,93 при 100 об/мин, увеличило от 1,03 до 1,07 при 250, 315, 400 об/мин ив 1,23 раза при 500 об/мин. Пластины из ВК8 с покрытием из нитрида циркония показали преимущество в 2,47 раза (в первой основной ступени на торце диска) по сравнению из нитридов титана. Пластины из Т15К6 с покрытием из нитридов циркония с ниобием дали результаты выше в 2,52 раза пластин без покрытия. Следовательно, рекомендуется применять нитридоциркониевое покрытие на более качественных твёрдосплавных пластинах при повышенных скоростях резания.

При торцевом точении (от 0,1 до 10 м/с) твёрдосплавные пластины показали многоступенчатость износоразрушения режущего клина. При увеличении числа оборотов заготовки (порядка 630 - 800 об/мин) замечено стремление к определенной (порядка 3 - 4м/с) скорости резания в ступени на торце каждого материала инструмента. По принципиальному изменению наклона касательной к полученной кривой графика зависимости пути резания до ступени на торце от увеличения числа оборотов, предлагается определять граничную величину числа оборотов для каждого инструментального материала, после увеличения которой происходит резкое уменьшение пути резания до ступени на торце. Определено, что скорость резания в ступени на торце мало зависит от изменения подачи, хотя для разных материалов инструмента и заготовки зависимости резко различаются по уровню скорости резания в ступени на торце (от 0,25 до 2,5 м/с). Покрытия инструмента, как особые инструментальные материалы, в режущем контакте проявляют себя отличительно и занимают свои места в системе материалов инструмента.

При цилиндрическом точении (подача 0,15 мм/об, глубина 0,5мм) сталей 45Х (187 и 243НВ) квадратными пластинами из ВК8, в том числе с покрытиями из нитридов титана, циркония и гафния, были измерены составляющие сил резания в'зависимости от скорости резания в диапазоне от 0,8 до 10,5 м/с. Часть динамометрических результатов представлена на рис. 5. Так как почти все составляющие сил резания при нитридоциркониевом покрытии меньше на величину от 12,5 до 50Н (до 25%), чем при нитридоти-тановом покрытии, то по меньшим результирующим сил резания видно преимущество нитридов циркония. Наибольшие силы резания наблюдаются при скоростях резания 8,4 м/с, а при 10,5 м/с сила резания в обоих случаях уменьшается. Это понижение можно объяснить существенным изменением структур поверхностей и увеличением энергетической составляющей процесса трения. Теплопроводность нитрида циркония значительно выше, чем у нитрида титана, что позволяет покрытию из нитрида циркония значительно существеннее изменять энергетические контактные характеристики процесса резания при равных условиях.

При обработке стали 45Х (243НВ), динамометрия показала разные преимущества трёх нитридных покрытий перед непокрытой поверхностью ВК8. При увеличении скорости резания от 0,8 до 5,6 м/с поверхность без покрытия силу резания уменьшает, нитрид титана и нитрид гафния увеличивает, а нитрид циркония стабилизирует. Обращено внимание на сложное совпадение положительных всплесков процентных показателей вертикальной, радиальной и осевой относительных (к непокрытой поверхности) составляющих силы резания для всех трёх покрытий, особенно при скорости резания 3 м/с. Скорость резания 3 м/с предлагается как наиболее

ВОК71по ХН70МВТЮ

Налипание на ^ 800 об/мин

ВК8 по \ХН70ВМТЮ

100 250 '400 500 630 800 п, об/мин

Рис. 1. Зависимость радиуса ступени на торце от числа оборотов

Рис. 3. Износ задней поверхности режущей пластины из ВК8 без покрытия, х510

0 ~ "100 250 400 500 630 800 п, об)мтГ

Рис. 2. Зависимость скорости резания в ступени на торце от числа оборотов

Рис. 4. Износ задней поверхности режущей пластины с покрытием ггЫ, х1090

приемлемая для вышеуказанных условий, прогнозируется наличие подобной скорости резания и при других обстоятельствах.

Динамометрия также показала, что лучше работать покрытыми поверхностями и на возможно малых подача^, так как темп увеличения сил резания у покрытых поверхностей выше (при увеличении подачи), чем у непокрытой поверхности, а абсолютная величина составляющих и результирующих сил резания меньше.

Исследования влияния нитридоциркониевого покрытия на величину износа задней поверхности квадратных режущих пластан из ЛЦК20 при цилиндрическом точении заготовок из различных сталей показали, что положительный эффект защиты поверхности можно объяснить повышением износосопротивительного комплекса физических свойств материала поверхности инструмента

функции от температуры сочетания трещиностонкости и предела текучести, теплоёмкости и теплопроводности, энергии Гиббса."

Отношением износосопротивления, отражающем запас конструктивной энергии поверхности материала инструмента, к износоразрушению (С\у), выраженному через произведение силы резания (Р) на путь резания (Ь), характеризующему с коэффициентом (В) деструктивную часть работы резания, направленную на износоразрушение поверхности инструмента, получим величину, характеризующую ресурс (И«) работоспособности поверхности, которую можно сравнивать для разных условий или материалов и использовать для прогнозирования ресурса работоспособности поверхности:

% /(к1с-ат-Ср-Я. АС°\ е5~С]У~ Р. Ь/В ()

Сила резания зависит от величины максимального износа пластин при изменении скорости резания (рис. 6 и 7). Режущие пластины с покрытием выглядят предпочтительней, особенно при высоких скоростях резания и температурах, когда износосопротивительный комплекс свойств нитридоциркониевого покрытия дополнительно выше, чем у поверхности твёрдого сплава. При обработке стали ЗОХГСА (197НВ), при увеличении скорости резания до 6 м/с, замечено самоорганизующееся явление согласованного обвала элементов системы вершины пластин с покрытием, приводящее к скачку изменения и нестабильности величины износа от 0,15 до 1,75 мм, у пластин без покрытия от 0,4 до 2,8 мм. Объяснить это можно

0)

Р,Н 350 300

250

-TiN -ZrN -TiN -ZrN -TiN -ZrN

9 10 - 11 12 Скорость резания V, м/с

Рис. 5. Зависимость составляющих силы резания от скорости точения стали 45Х (187НВ) пластинами из ВК8 с покрытиями TiN и ZrN

h 3. мм

1,5 7

1

0,5 О

-ЛЦК20 -nL4K20*ZrN

Рис. 6. Износ пластин при точении стали Х12М

1200 1000 800 600 • 400 200

Р, Н

-ЛЦК20 -ni4K20->-ZrN

5 V, м/с 6

Рис. 7. Сила резания при точении стали Х12М

Рис. 8. Влияние скорости резания на шероховатость обработанной поверхности стали 45Х (243НВ) в зависимости от покрытия

пластин

Примечание: для ВК8 при скорости резания 5,6 м/с - обвальное износоразрушение вершины пластины в 4 этапа:__

Длина проточки, мм 0,0 47,5 71 120 164

Диаметральный уступ, мм 66,0 66,8 67,0 67,1 67,15

уменьшением размеров элементов поверхностей трения и износа при покрытии, что задерживает временное наступление явления и уменьшает его величину при одинаковом тысячеметровом пути резания. Это подтверждается фотомикрографиями поверхностей изцосов (рис. З.и 4), где микроборозды на задней поверхности пластины с покрытием значительно меньше по размерам.

Почти двукратное увеличение (с 10,9 до 19,6 ГПа) микротвёрдости поверхности ЛЦК20 нитридоциркониевым покрытием ведёт к менее значимому уменьшению фаски износа при изменениях скорости резания с 1,0 до 3,6 м/с при обработке стали 45 (207НВ). Однако покрытие в 1,5-2,0 раза позволяет увеличить длину проточки с одинаковой шероховатостью поверхности в диапазоне от 10 до 80 мкм. Объясняется преимущество покрытия над непокрытой твёрдосплавной поверхностью к белее высокой степенью самоорганизации износопротивительного состояния структуры, особенно в условиях интенсивного резания, подтверждаемое более высоким комплексом физических свойств, результатами исследований и испытаний.

Различные нитридные покрытия по-разному влияют на изменение шероховатости обработанной поверхности в зависимости от изменения скорости резания (рис.- 8).

При скоростном цилиндрическом точении пластинами из твёрдого сплава наблюдается явление многоступенчатого обвального износоразру-шения режущей вершины. У пластин с покрытиями обвальное износораз-рушение в данных условиях не наступило, оно наступает при более высоких скоростях резания, вследствие смещения уровня накопления деструктивной энергии. Уменьшение шероховатости обработанной поверхности детали при наличии покрытий на режущих пластинах объяснимо изменениями контактных характеристик поверхности пластин при резании. Значительное уменьшение величины шероховатости детали при увеличении скорости резания при всех состояниях поверхности пластин можно объяснить приработкой вершины пластины и энергетическими изменениями обрабатываемости поверхности материала заготовки, которые связаны с три-ботехническими параметрами, деформационными характеристиками и уменьшением элементов трения и деформации. При высоких скоростях тысячеметрового резания в конце обработки можно наблюдать явление выглаживания раскалённой поверхностью вершины инструмента разогретой поверхности детали. Диапазон скоростей резания от 1,6 до 3,0 м/с можно считать предпочтительным в данных условиях получения равной приемлемой шероховатости (порядка 10 мкм.) обработанной поверхности детали.

Кроме обвального износоразрушення рабочей вершины пластин с покрытием при интенсивном резании, более часто в нормальных условиях эксплуатации наблюдается явление сочетания микроизнашивания с микроразрушением поверхности инструмента с покрытием. Это прекрасно видно на фотомикрографиях. При эксплуатации наблюдается множественное износоразрушение твёрдосплавного инструмента с покрытием как поверхностное, так и конструкционное. Высокоорганизованная энергия поверхности и конструкции режущего клина способна создать более выгодный энергетический слой, заменяющий смазку. Покрытие внешней поверхности инструмента делает ещё один шаг в этом направлении.

В пятой главе отражено выполненное моделирование физических процессов износоразрушення материалов поверхности и покрытия твёрдо-сплавных режущих пластин инструментов на машине трения и поверхностный микроанализ на РЭММА202 перераспределения элементов пластины, покрытия и детали после процессов покрытия, микроразрушения, резания и трения.

Согласованность элементов открытой системы нитридоциркониевого материала покрытия на твердосплавном материале пластин инструмента резания при нелинейной динамике процесса неравновесного трения показала себя лучше по сравнению с поверхностью без покрытия по параметрам стабильности величины канавки износа, коэффициентов и моментов трения при пониженных и, что особенно важно, при повышенных значениях нормальной механической нагрузки в исследованном интервале от 200 до 700Н, когда наиболее вероятна самоорганизация фрагментов диссипативных струкгур безызносности. -

На ленточке передней и фаске задней поверхностей пластин из ВК8 и ЛЦК20 инструментов резания с нитридным материалом покрытий микроанализом обнаружен эффект неравномерного послойного и по участкам самоперемещения химических элементов, даже на внешней поверхности покрытия присутствуют элементы пластины, а элементов покрытия в пластине зафиксировано значительно меньше. Обнаружено явление повышенной концентрации вольфрама и уменьшенной кобальта, особенно существенное на вскрытой поверхности твёрдого сплава ВК8 режущей пластины в углублениях износоразрушенного резанием покрытия, в системе поверхностных железных микронаростов - превышение концентрации кобальта над вольфрамом. .

Взаимное легирование материалов режущей пластины и покрытия укрепляет совместную систему, а вещественное взаимодействие с материалом обрабатываемой детали ухудшают показатели инструмента, детали, процессов резания и трения. Полученные на машине трения данные о три-

ботехнических свойствах поверхности режущих пластин с покрытиями дополняют сведения, определенные в процессе резания.

В шестой главе изложены результаты и обобщения исследований влияния инструмента с покрытием и самоорганизацией материала поверхности при интенсивном резании на повышение точности и производительности обработки валов.

Общее рассмотрение результатов точения валов из сталей Х12М (628 HB), ЗОХГСА (197 HB) и 45 (207 HB) при изменении скоростей резания от 1 до 6 м/с твердосплавным (ЛЦК20) инструментом без покрытия и с покрытием (ZrN) показывает повышенную, в разной степени, точность валов, обработанных инструментом с покрытием. При превышении определенной для каждого обрабатываемого материала скорости резания преимущество покрытия инструмента резко уменьшается, иногда сходя на нет. Можно сделать вывод, что просматривается максимально приемлемая технологическая скорость резания для каждого материала обрабатываемой детали, с точки зрения экономичной минимизации изменения размерных точностных параметров.

Обнаружено преимущество нитридоциркониевого покрытия режущих твердосплавных пластин перед другими исследованными покрытиями по уменьшению величины разброса диаметральных размеров обработанных валов, которое можно объяснить большим и более стабильным сопротивлением износоразрушению поверхности резца или улучшением обрабатываемости материала поверхности валов из-за особого энергетического и деформационного преобразования структуры и изменения свойств. Первичные структуры нитридных покрытий поверхности материала инструмента способны в разной степени к формированию (самоорганизации) вторичных структур сопротивления для данных одинаковых условий воздействия.

Сравнительные результаты обработки валов из стали 45Х (187 HB) резцами из ВК8, покрытыми нитридами циркония или титана, подтвердили преимущество нитридов циркония перед нитридами титана, к тому же на всех скоростях резания, хотя и в разной степени. Наибольшее преимущество (в 1,45 раза) наступило при скорости резания 8,4 м/с. Преимущество проявилось не только в разбросе диаметральных размеров, но, что особенно важно, и в изменении средней величины диаметрального размера валов, что подтверждается изменениями средней величины радиальной составляющей силы резания. При увеличении скорости резания от 2,2 до 10,5 м/с преимущество уменьшается с 2,1 до 1,2 раза, по изменению средней величины диаметрального размера обработанных валов. Можно прогнозировать, что в подобных технологических условиях покрытие из нитридов циркония на режущем инструменте из ВК8 предпочтительнее

циркония на режущем инструменте из ВК8 предпочтительнее нитридов титана, и работать рекомендуется на скоростях резания до 4 м/с.

При точении цилиндра валов (0 100 мм) из стали Х12М (рис. 9.) покрытие позволило самоорганизовать структуру поверхности со значительно большим сопротивлением износоразрушению поверхности режущего инструмента и увеличить производительность (L' - полезный путь резания) при 2,5 м/с в 1,7 раза, а при 3,5 м/с в 1,8 раза, по сравнению с материалом поверхности без покрытия. Скорость резания в 4,5 м/с для твердосплавных (ЛЦК20) пластин без покрытия показала стабилизацию величины производительности, а режущие пластины с покрытием из нитридов циркония неожиданно резко увеличили производительность, существенно (до 2,5 раза) увеличив разрыв с пластинами без покрытия. Объяснить это можно самоорганизацией особо устойчивой структуры элементов поверхности к износоразрушению, которая образуется при соответствующей энергетике процесса. При дальнейшем увеличении скорости резания до 6 м/с, следовательно температуры контакта, происходит распад этой структуры и практически выравнивание показателей производительности пластин без покрытия и с покрытием.

Подобная обработка точением валов из стали 30ХГСА показала своеобразные результаты (рис. 10.). При скоростях резания от 2,5 до 4,5 м/с отчетливо наблюдается при инструменте с покрытием более крутое падение производительности, чем при инструменте без покрытия, что объяснимо постоянной потерей части покрытия и выравниванием свойств поверхностей. При 2,5 м/с преимущество в производительности поверхности с покрытием составило 1,33 раза, при 4,5 м/с уже 1,05 раза, а при 6 м/с преимущество вновь увеличилось до 1,22 раза. Данное,увеличение преимущества в производительности токарной операции можно объяснить значительным замедлением износоразрушения поверхности инструмента с покрытием в этих закритических условиях, самоорганизацией соответствующей структуры дополнительного износосопротивления.

В приложениях представлены акты внедрения результатов работы на трёх промышленных предприятиях.

Рис. 9. Влияние покрытия режущей пластины на производительность обработки при резании валов из стали Х12М, 1=0,5 мм, 8=0,15 мм/об, ¡=1

Рис. 10. Влияние покрытия режущей пластины на производительность

обработки при резании валов из стали ЗОХГСА, 1=0,5 мм, 8=0,15 мм/об, ¡=1

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Фотомикрографированием поверхностей материала инструмента обнаружена блочно-слоевая микроструктура нитридных покрытий на твердосплавных режущих пластинах. Предложены наработанные конструктивные и технологические рекомендации по нанесению покрытий на твердосплавные режущие пластины.

2. Ударными испытаниями в условиях нагрева твердосплавных пластин с нитридными покрытиями внешней поверхности определено, что микропокрытие положительно влияет на высокотемпературную ударную прочность всей конструкции пластины при 500°С; нейтрально - при 600, 700, 800°С; отрицательно - при 900°С. После механических воздействий обнаружено множественное разрушение нитридных покрытий самоорганизацией элементарных разрывов в систему микротрещин.

3. Испытанием режущих пластин интенсивным точением валов и дисков (с контролем сил резания) установлено значимое (до 2,5 раз) различие в увеличении сопротивления износоразрушению рядд нитридных покрытий между собой и исходными твердыми сплавами. Выработаны предложения о наилучшем технологическом использовании более качественных твердосплавных пластин с покрытиями при определенной для каждого типа повышенной скорости резания (порядка 3 м/с) и на возможно малых подачах.

4. Обнаруженный положительный эффект защиты поверхности покрытием объясняется повышением износосопротивительного комплекса свойств или комплексного свойства. Предлагается разработанный способ расчета прогнозирующей оценки ресурса работоспособности материала поверхности инструмента и других конструкций.

5. Получены зависимости влияния изменений нитридных покрытий на размерный износ инструмента, качество обработанной поверхности деталей, характеристики стружки и предельные скорости резания, характеризующие разрушение вершины пластины.

6. Физическим моделированием на машине трения процесса износо-разрушения материалов поверхности или покрытия режущих пластин установлены изменения уменьшения показателей трения при покрытии на безвольфрамовых твердосплавных пластинах. Микроанализом обнаружен эффект сложного самоперераспределения химических элементов пластины, покрытия и детали на ленточке передней и фаске задней поверхности режущей пластины.

7. Покрытие уменьшает величину размерного износа резца, изменение и разброс силы резания и, следовательно, уменьшает изменение и разброс диаметрального размера обработанных валов. Выделилось преимущество (в среднем в 1,5 раза) покрытий из нитридов циркония перед нитридами

титана. Предложенным способом экспериментального испытания можно определить максимально приемлемую скорость резания для любой пары материалов: инструмент-деталь.

8. Производительность токарной операции возрастает в среднем в 1,5 раза при использовании резцов с покрытиями на критических оптимальных скоростях резания. На некоторых высоких закритических скоростях резания производительность неожиданно возрастает до 2,5 раз, что можно объяснить синергетикой процесса резания и самоорганизацией структур материалов инструмента.

9. Предложения по технологиям нанесения и использования нитрид-ных покрытий инструментов резания внедрены на промышленных предприятиях с общим годовым экономическим эффектом 456 тыс. руб. Основная ценность результатов работы состоит в развитии научных основ самоформирования, использования и преобразования покрытий поверхности материала инструментов резания для повышения эффективности технологических процессов изготовления деталей машин.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ОСНОВНЫМ РЕЗУЛЬТАТАМ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в научных журналах и трудах

1. Парфенов В.Д., Утешев М.Х. Поверхностное микроразрушение нит-ридных покрытий на режущих инструментах в процессе механической об-работки//Развитие процессов резания/Ин-т сверхтвёрдых материалов АН Украины. - Киев, 1994. - С.54-57.

2. Парфенов В.Д., Кусков В.Н. Износоразрушение безвольфрамовых твердосплавных пластин с нитридоциркониевым покрытием в процессе резания //Трение и износ. - Минск, 1994.-Т.15.- №1. - С.131-137.

3. Кусков В.Н., Парфёнов В.Д. Влияние нитридоциркониевого покрытия и термоэлектрического упрочнения безвольфрамовых твёрдосплавных пластин на их износ и качество, обработки при точении //Физика и химия обработки материалов,- Москва, 1994.-№1. - С.79-82.

4. Кусков В.Н., Парфенов В.Д., Ковенский И.М. Формирование и износостойкость нитридных ионно-плазменных покрытий на твердосплавных режущих пластинах //Физика и химия обработки' материалов.- Москва, 1992,- №6.-С.76-81.

Тезисы докладов научно-технических конференций

5. Утешев М.Х., Парфенов В.Д. Оптимизация материалов и покрытий режущих'инструментов и режимов обработки //Проектирование, изготовление и эксплуатация режущего инструмента в ГПС: Урал, регион. - Екатеринбург, 1987. - С.33-36.

6. Утешев М.Х., Барбышев Б.В., Парфенов В.Д. Разрушение режущей части инструмента //Механика разрушения материалов: Междунар. - Львов, 1987.-С.298.

7. Парфенов В.Д. Совершенствование режущего инструмента нанесением качественного покрытия //Проблемы качества и совершенствования оборудования машиностроения: Урал, регион. - Екатеринбург, 1988. - С.53.

8. Диагностика и прогнозирование состояния режущей части инструмента /М.Х. Утешев, В.А. Белозеров, Б.В. Барбышев, В.Д. Парфенов //Динамика станочных систем ГАП: Междунар,- Тольятти, 1988. - С.186-187.

9. Парфенов В.Д. Ионно-плазменные нитридные слои на режущих пластинах // Новые технологии производства слоистых материалов: Междунар.

- Магнитогорск, 1989. - С.10.

10. Утешев М.Х., Парфёнов В.Д. Совершенствование процесса резания покрытием инструмента //Технологические методы обеспечения качества и надёжности: Урал, регион. - Курган, 1990.-С. 49-50.

11. Парфёнов В.Д. Повышение стойкости к разрушению поверхности нитридоциркониевых покрытий, твердосплавных режущих инструментов, остужающе-окислительной обработкой:// Нанесение покрытий: Междунар. -Ивано-Франковск, 1990. - С.50.

12. Парфёнов В.Д. Упрочнение поверхности режущего инструмента покрытием // Инструментальное обеспечение автоматизированных систем механообработки: Сибир. регион. - Иркутск, 1990. - С. 14.

13. Утешев М.Х., Парфёнов В.Д. Восстановление режущих свойств инструментов // Эффективные технологические процессы: Поволж. регион. -Пенза, 1991. - С. 15-16.

14. Парфёнов В.Д. Поток микрокапель в плазмохимической технологии физического покрытия режущих инструментов // Концентрированные потоки энергии в обработке и соединении материалов: Поволж. регион. -Пенза, 1991,-С.68-69.

15. Парфёнов В.Д. Конструкция микропокрытия поверхности твердосплавных пластин режущих инструментов // Выбор конструкций и режимов резания при эксплуатации твердосплавного инструмента: Урал, регион. -Екатеринбург, 1991. - С.41. '

16. Парфенов В.Д. Зависимость структуры покрытий от технологии их нанесения на твердосплавные режущие пластины //Проблемы машиностроения: обл. - Тюмень, 1992. - С. 14.

17. Парфенов В.Д. Повышение износодолговечности поверхностей инструментов использованием комплексностехиометрических нитридов в покрытии //Комплексные методы повышения надежности и долговечности: Поволж. регион. - Пенза, 1992. - С.93-94.

18. Парфенов В.Д. Поверхность микроизноса технологических инструментов с покрытием //Вузы и регион: Сибир. регион,- Тюмень, 1993. - Т.2.

- С.21-22.

19. Парфенов В.Д., Некрасов Ю.И. Технология фотомикрографическо-го исследования поверхностей при обработке синергопокрытием и износо-преобразованием // Нефть и газ Западной Сибири: Междунар. - Тюмень, 1993. - С.85-86.

20. Парфёнов В.Д., Некрасов Ю.И. Самоорганизация поверхностей детали, стружки и инструмента в процессе материалообработки резани-ем//Синергетика, самоорганизующиеся технологии: Всеросс.-Москва, 1996. - 4.2. - С.176-177.

21. Утешев М.Х., Парфёнов В.Д. Технология жизни самоорганизующихся покрытий инструментов резания // Синергетика: Всеросс. -Москва, 1996. - 4.2. - С.175-176. '

22. Парфёнов В.Д., Утешев М.Х. Самоорганизация износоразрушения покрытия инструмента//Нефть и газ Западной Сибири: Междунар. - Тюмень, 1996. - С.27-28.

23. Парфенов В.Д., Утешев М.Х. Поверхность материала инструмента резания самоорганизованная покрытием и износоразрушением // Новые материалы и технологии в машиностроении Сибир. регион. - Тюмень, 1997.-С. 103-104.

24. Парфенов В.Д., Пастухов О.Ю. Износ и разрушение поверхности и конструкции режущих пластин с покрытием // Новые технологии - нефтегазовому региону: Сибир. регион. - Тюмень, 1998. - С.148-149.

25. Парфенов В.Д., Утешев М.Х. Исследование поверхности материала инструмента резания самоорганизованной покрытием и износоразрушением // Синергетика. Самоорганизующиеся про цессы в системах и технологиях: Междунар. - Комс.-на-Амуре, 1998. - Ч.1.- С.144

Предисловие.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Режущий инструмент.

1.2. Покрытие поверхности инструментов и деталей.

1.3. Резание материала заготовки.

1.4. Технология изготовления деталей машин инструментом с покрытием.

1.5. Износ материала поверхности инструментов и деталей.

1.6. Разрушение инструментов и деталей.

1.7. Поверхность материала инструментов и деталей.

1.8. Материал инструмента и деталей.

1.9. Прогнозирование состояния поверхности инструмента и детали.

1.10. Самоорганизация поверхности материала инструмента и детали.

1.11. Цель и задачи исследования.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ И СОСТОЯНИЙ ПОКРЫТИЙ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА.

2.1. Методы и результаты исследования состояния (состава, структуры и свойств) покрытия твердосплавных пластин инструментов резания.

2.2. Вакуумный паро-плазме'нный метод технологического формирования композиционно-нитридных покрытий инструментов в установке ГОТ 8-И2.

2.3. Растрово-электронное фотомикрографирование самоорганизованной системы микроструктур поверхности покрытий из нитридов титана и циркония на режущих пластинах из ВК8 и ЛЦК20.

2.4. Способ высокой технологизации покрытием полного процесса инструментального изделия.

Глава 3. РАЗРУШЕНИЕ ПОКРЫТИЯ ПОВЕРХНОСТИ.

3.1. Ударное разрушение твёрдого сплава с покрытием при нагреве.

3.2. Конструкция микропокрытия поверхности твердосплавных пластин инструментов резания.

3.3. Сложно-системное микроразрушение самоорганизованной покрытием поверхности.

3.4. Особенности микроструктуры вакуумно-плазменных покрытий режущих твердосплавных пластин выявленные микроразрушением.

3.5. Многотрещинные микроразрушения нитридных покрытий. Прогнозирование ресурса поверхности.

Глава 4. ИЗНОСОРАЗРУШЕНИЕ ПОКРЫТИЯ РЕЗАНИЕМ.

4.1. Энергетическое испытание режущих пластин с покрытием торцевым ускоряющимся точением дисков из сплава ХН70ВМТЮ, сталей 45 и 30ХГСА.

4.2. Зависимость составляющих силы резания от режимов точения сталей 45Х (187 и 243 HB) пластинами из ВК8 с нитридными покрытиями.

4.3. Влияние нитридоциркониевого покрытия на величину износа задней поверхности квадратных режущих пластин из ЛЦ20 при цилиндрическом точении заготовок из сталей Х12М, 30ХГСА и 45.

4.4. Влияние скорости резания на шероховатость обработанной поверхности детали из стали 45Х (234 HB) и на объёмный коэффициент стружки в зависимости от покрытия пластин.

4.5. Эксплуатационное множественное износоразрушение твердосплавного инструмента с нитридотитановыми покрытиями.

Глава 5. МАТЕРИАЛ ПОКРЫТИЯ ИНСТРУМЕНТА.

5.1. Экспериментальное технологическое моделирование на машине трения 2070-СМТ-1 процесса износоразрушения при резании поверхности пластин ЛЦК20 с нитридоциркониевыми покрытиями.

5.2. Рентгеновский энергодисперсионный микроанализ на РЭММА202 распределения циркония, вольфрама и кобальта на поверхности пластин ВК8 после покрытия нитридами циркония.

5.3. Многоточечное распределение титана, вольфрама и кобальта на энергетически подразрушенной поверхности пластин ВК8 с покрытиями нитридами титана.

5.4. Многоступенчатая концентрация элементов на ленточке передней поверхности пластин ВК8 с нитридоциркониевыми покрытиями после износоразрушения резанием-трением по стали 45Х.

5.5. Координатная концентрация элементов на фаске задней поверхности пластин ЛЦК20 с нитридотитановыми покрытиями после износоразрушения резанием-трением по стали Х12М.

Глава 6. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИНСТРУМЕНТОМ С ПОКРЫТИЕМ И САМООРГАНИЗАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ РЕЗАНИИ.

6.1. Влияние величины фасочного износа задней поверхности режущей пластины на размерную точность детали.

6.2. Влияние показателей резания и инструмента на шероховатость и микротвердость обработанной поверхности.

6.3. Влияние изменений сил резания на разброс размеров деталей.

6.4. Влияние параметров резания и инструмента на производительность процесса обработки.

Основные результаты, выводы и предложения.

Современное состояние получения и использования поверхности и покрытия конструкций рабочих элементов инструментов резания не формирует достаточного комплекса свойств материала инструмента и не обеспечивает необходимую систему контактных характеристик технологического процесса механической обработки, ресурса работоспособности инструмента, качества и эффективности изготовления деталей машин. Основанием для разработки темы научного исследования послужила информация о производственных проблемах по использованию инструментов резания с покрытием и их совершенствованию при внедрении новых материалов и технологий нанесения покрытий. Необходимость проведения данной работы подтверждается промышленными сведениями о недостаточном увеличении ресурса работоспособности поверхности материалов инструментов резания покрытием, что влечет за собой большие инструментальные .затраты при изготовлении продукции, увеличивает вспомогательное время технологической обработки и ухудшает показатели обработанной поверхности детали.

Для исследования инструмента и технологии резания актуально привлечение новой методологии анализа сложносистемных процессов и объектов основанный на принципах самоорганизации. Настоятельна проблема преобразования поверхности материала инструмента резания и самоорганизации покрытия внешней поверхности, в том числе твердосплавных режущих пластин, так-как велика доля их влияния на формирование потребительских качеств поверхности изделий. Назрело решение проблемы износоразрушения инструмента резания, особенно поверхности, которое является главным тормозом надежной эксплуатации инструмента, особенно при интенсификации процесса механической автоматизированной обработки.

Адаптация микроскопических, особенно количественных, методов исследования конструктивных элементов системы инструмента и других продуктов резания создает новое представление о микроэлементах материалов инструмента и детали, являющихся первоносителями макропараметров состояния. В совокупности с новыми множественными результатами резательных, особенно износоразрушительных, испытаний инструментов с покрытиями создается более целостная картина процесса от существующего к возникающему при обработке инструментом деталей.

Работа по исследованию объектов и процессов самоорганизации покрытия и износоразрушения поверхностей материалов инструмента резания и деталей машин содержит вариант решения задачи о поверхности и развивает сделанное в совокупности опубликованных работ других исследователей в отрасли знания по технологическим процессам машиностроительного производства, а также предлагает научно обоснованные технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи по использованию инструмента резания с поверхностью усовершенствованной покрытием.

Целью научно-технического обзора выбранной литературы в первой главе является поиск нового мировоззрения в совокупности научных направлений систематизирующего и продвигающего исследования инструмента и технологического процесса резания деталей машин. Инструмент и деталь предстают, как сложная контактная система способная к самоорганизации в процессе резания, особенно поверхности материалов, в частности с покрытием. Проявляется задача - изменениями системы увеличить ресурс работоспособности инструмента и следовательно повысить точность и производительность механообработки деталей.

Вторая глава нацелена на изложение широкомасштабного применения новых приемов в основных методах исследования на примере получения новых сведений о технологическом процессе нанесения и покрытии.

В задачи третьей главы ставится проведение ударных механических разрушений нагретых твердосплавных пластин инструментов резания с целью определения влияния покрытия на высокотемпературную ударную прочность всей конструкции пластины. А также исследование многотрещинного микроразрушения нитридных покрытий от сложных внешних воздействий для выявления механизма взаимодействия элементарных разрывов.

Важная четвертая глава выдвигает четыре приоритетные задачи с единой целью определить наилучшее из исследуемых нитридных покрытий и определить оптимальные условия его технологического применения в исследованных диапазонах и аналогичных или близких к ним. Первое -испытать пластины торцевым укоряющимся точением дисков с фиксацией износоразрушительного обвала режущего клина. Второе - измерить составляющие силы резания при точении цилиндрических заготовок при тысячеметровых однопроходных перемещениях вершин пластин. Третье -определить величины фасок износов на задних поверхностях режущих клиньев пластин. Оценить изменение ресурса работоспособности поверхности покрытием по изменению комплекса свойств. Четвертое - проследить динамику изменения шероховатости обработанной поверхности детали и объемного 7 коэффициента стружки при увеличении скорости резания пластинами с нитридными покрытиями.

Пятая глава посвящена моделированию физического процесса износоразрушения материала поверхности и покрытия твердосплавных пластин инструментов резания на машине трения. Проведению микрорентгеноспектрального энергодисперсионного анализа ленточек передних и фасок задних поверхностей пластин инструментов с нитридными материалами покрытий, для обнаружения самоперераспределения элементов материалов инструмента, покрытия и детали процессом обработки.

Шестая глава призвана выявить влияние изменений параметров резания и инструмента на показатели качества и эффективности обработки деталей.

Результаты внедрения на промышленных предприятиях рекомендаций по результатам исследований вынесены в приложения к работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Системным анализом литературы выявлены десять областей в отрасли знаний по процессам обработки деталей машин: технология, резание, инструмент, материал, поверхность, покрытие, разрушение, износ, самоорганизация, прогнозирование.

2. Концептуально привлечены основные четыре принципа самоорганизации для объяснения технологических процессов интенсивного резания, покрытия инструмента, безызносного трения и износоразрушения, контактной прочности и множественного разрушения.

3. Впервые широкомасштабно применен методический прием системного фотомикрографирования на растровом электронном микроскопе поверхностей материала инструмента. Обнаружена блочно-слоевая система с многогранно-узорной микроструктурой поверхности нитридного покрытия на твердосплавных режущих пластинах.

4. Использованием рентгеновских исследований, термодинамических расчетов и микротвердометрических измерений получено новое обоснование технологического процесса физико-технической обработки покрытием по механизму самообразования множества нитридов покрытия на поверхности. Предложены конструктивные и. технологические рекомендации по нанесению покрытий на твердосплавные режущие пластины.

5. Произведены ударные испытания в условиях высокотемпературного нагрева твердосплавных пластин с нитридными микропокрытиями внешней поверхности. Определено, что покрытие положительно влияет на высокотемпературную ударную прочность всей конструкции пластины при 500°С; нейтрально при 600, 700, 800°С; отрицательно при 900°С.

6. После механического скалывания, цилиндрического изгиба или многоалмазного надрезания фотомикрографически зафиксировано продольное и-или поперечное многотрещинное микроразрушение нитридных покрытий путём самоорганизации процесса множественного слияния элементарных трещинок-разрывов в систему магистральных микротрещин. Обнаружены особенности хрупких состояний микроструктур поверхностей берегов сколов при различных относительных направлениях движения сложноповоротных микротрещин.

7. Торцевым ускоряющимся точением установлено, что нитридоциркониевые покрытия повышают сопротивление согласованному обвалу элементов системы режущего клина по сравнению с нитридотитановыми на ВК8 и с непокрытой поверхностью Т15К6 в 2,5 раза. Пластины ЛЦК20 с нитридоциркониевым покрытием увеличивают сопротивление износоразрушению в 1,23 раза при 500 об/мин, от 1,07 до 1,03 раза при 400, 315 и 250 об/мин и уменьшают в 0,93 раза при 100 об/мин. Следовательно, нитридоциркониевые покрытия рекомендуется применять при повышенных скоростях резания и на более качественных твердосплавных пластинах.

8. Измерены составляющие сил при точении цилиндрических заготовок пластинами из ВК8, в том числе с покрытиями из нитридов титана, циркония и гафния. Выработаны предложения об наилучшем использовании пластин с нитридными покрытиями при скорости резания порядка 3 м/с и на возможно малых подачах. Прогнозируются подобные скорости резания и при других условиях.

9. При скоростях резания от 1 до 10 м/с износоразрушены вершины твердосплавных пластин с различными покрытиями, системно определены величины фасок износов на задней поверхности режущего клина. Положительный эффект защиты поверхности покрытием предлагается объяснить повышением износосопротивительного комплексного свойства, с разработкой прогнозирующего метода расчета оценки ресурса работоспособности поверхности материала инструмента.

10. При увеличении скорости резания нитридные и особенно нитридоциркониевые покрытия, обладая большей согласованностью меньших по размеру элементов систем трения и деформации, уменьшают величину износа инструмента, величину и темп уменьшения шероховатости обработанной поверхности, но увеличивают объемный коэффициент стружки, скорость резания для обвального износоразрушения и препятствуют самоорганизации налипов и наростов.

11. Моделирован на машине трения процесс износоразрушения материала поверхности и покрытия режущих пластин. Установлено, что нитридоциркониевый материал покрытия задней поверхности показал себя лучше по параметрам стабильности величины канавки износа, коэффициентов и моментов трения при пониженных и особенно важно при повышенных значениях нормальной нагрузки в интервале от 100 до 700 Н.

12. Микроанализом обнаружен эффект сложного перераспределения химических элементов пластины, покрытия и детали на ленточке передней и фаске задней поверхности режущей пластины.

13. Износоразрушение задней поверхности режущих пластин существенно влияет на точность обработанных деталей машин, особенно на повышенных скоростях резания. Покрытие значительно (до 2 раз) уменьшает величину фасочного износа инструментов при одинаковых скоростях резания или заметно сдвигает величину скорости резания в сторону увеличения для одинакового износа резца. Предложенным способом можно определить максимально приемлемую технологическую скорость резания для любой пары материалов инструмент-деталь.

14. Покрытие режущего инструмента уменьшает (до 1,5 раз) величину шероховатости обработанной поверхности. Инструмент резания с покрытием незначительно (до 1,25 раз) уменьшает небольшое увеличение микротвердости при обработке поверхности деталей, по сравнению с инструментом без покрытия.

15. Изменение и разброс силы резания, особенно ее радиальной составляющей, влияют на разброс размеров и среднюю величину отклонения диаметрального размера валов. Нитридные покрытия инструмента существенно

174 влияют на уменьшение разброса и изменение силы резания и следовательно на уменьшение разброса и изменение диаметрального размера валов, особенно выделяется преимущество (в среднем в 1,5 раза) покрытия из нитридов циркония над нитридами титана.

16. Технологическая производительность токарной операции возрастает в среднем в 1,5 раза, при использовании режущего инструмента с покрытием на оптимальных критических скоростях резания. На некоторых закритических высоких скоростях резания технологическая производительность неожиданно возрастает до 2,5 раз, что можно объяснить синергетикой процесса резания и самоорганизацией структур материалов и следовательно изменением их свойств.

17. Предложения по технологиям нанесения и использования нитридных покрытий инструментов резания внедрены на промышленных предприятиях с общим годовым экономическим эффектом 456 тыс. руб. Основная ценность совокупности результатов работы состоит в развитии научных основ самоформирования, использования и преобразования покрытий поверхности материала инструментов резания для повышения эффективности технологических процессов изготовления деталей машин. Совершенствование поверхности твёрдых тел, в том числе инструментов резания и в частности покрытиями, является предпосылкой дальнейшего использования результатов настоящих исследований и служит основой для последующего изучения поверхности материала технологического инструмента и обрабатываемых деталей. результатов научно-исследовательских работ

Настоящий акт составлен в том, что результаты работы "Повышение ресурса работоспособности инструментов резания износостойкими на машиностроительном факультете Тюменского покрытиями , выполненной государственного нефтегазового университета переданы для внедрения ОАО "Тюменские моторостроители" в виде рекомендаций по проектированию конструкций покрытий и инструментов, по формированию и использованию нитридных покрытий на твердосплавных пластинах инструментов резания, ттреттязчаченных для изготовления деталей комплектующих изделия завода".

Исполнители: профессор Утешев М.Х., ассистент Парфёнов В. Д. Апробация и научная новизна подтверждаетея публикациями в зарубежной и центральной печати Российской Академии Наук, докладами на научно-технических конференциях Международного. Всероссийского и регионального уровней.

Опытно-промышленные испытания твердосплавных пластин инструментов резания с различными покрытиями показали повышение ресурса работо-способности в основном от 1.3 до 2-^разТ>

Экономический эффект в расчетежй'б^-Т^! млн. руб.

От вуза: Проректор

Р ручной работе ТюмГНГУ И.М.Ковенский v

А Тюменские \Ъ £ моторо 15 *

Д Ъ строители*/■ г\ о о\ / ; От предприятия: аучный руководитель НИР "М.Х.Угешев

Ассистент еский директор ские моторостроители'

Г.Х.Шагисултанов

А.С.Опарин

Главный инженер инструментального завода

ИЛервяков результатов научно-исследовательских работ

Настоящий акт составлен в том, что результаты работы "Повышение ресурса работоспособности инструментов резания износостойкими покрытиями". выполненной на машиностроительном Факультете Тюменского государственного нефтегазового университета переданы для внедрения на заводе АОЗТ "Тюменское автотракторное электрооборудование" в виде рекомендаций по проектированию конструкций покрытий и инструментов, по формированию и использованию нитридных покрытий на инструментах резания, предназначенных для изготовления деталей комплектующих изделия завода".

Исполнители: профессор Утешев М.Х. ассистент Парфёнов В.Д. Апробация и научная новизна подтверждается публикациями в зарубежной и центральной печати Российской Академии Наук, докладами на научно-технических конференциях Международного. Всероссийского и регионального уровней.

Промышленные испытания опытных партий инструментов резания с износостойкими покрытиями показали повышение ресурса работоспособности в среднем в 1.5 раза.

Экономический эффект в расчете на год 113 млн. руб.

От вуза: а кес ^.Проректор , ^.^^даучной работе ТюмГНГУ

И.М.Ковенский учныи руководитель

1//;М.Х.Утешев

Ассистент

От предприятия: директор

А.Кисличный

Главный технолог

Р.Р.Сагитов Начаг1ьн^инструме1ггального производства

А.П.Орлов результатов научно-исследовательских работ

Настоящий акт составлен в том, что результаты работы "Повышение ресурса работоспособности инструментов резания износостойкими покрытиями" выполненной на машиностроительном факультете Тюменского государственного нефтегазового университета переданы для внедрения ОАО "Тюменский электромеханический завод" в виде рекомендаций по проектированию конструкций покрытий и инструментов. по формированию и использованию покрытий на резцах и многих других инструментов резания, предназначенных для изготовления деталей комплектующих изделий завода".

Исполнители: профессор Утешев М.Х. ассистент Парфёнов В.Д.

Апробация и научная новизна: подтверждается публикациями в зарубежной и центральной печати Российской Академии наук, докладами на научно-технических конференциях международного. Всероссийского и регионального уровней.

Производственные испытания в различных условиях показали повышение ресурса работоспособности разных инструментов резания, в том числе с нитридными покрытиями, от 1.5 до 5.0 раз.

Экономический эффект в расчете на год 152 млн. руб.

Ппг т^о- - гттЧ<=»'1Йг>-гчт.т<гтгт>»сг'

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

2. Андрейкив А.Е., Чернец М.В. Оценка контактного взаимодействия трущихся деталей машин. Киев: Наук, думка, 1991. - 160с.

3. Андриевский P.A., Спивак И.И. Прочность тугоплавких соединений и материалов на их основе. Челябинск: Металлургия, 1989. - 368с.

4. Армарего И.Дж.А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1977. - 325с.

5. Артамонов Е.В., Ефимович И.А. Оптимизация процессов обработки резанием деталей из труднообрабатываемых материалов на токарных станках с ЧПУ. Тюмень: ТюмГНГУ, 1994. - 83с.

6. Артамонов Е.В., Смолин Н.И. Сборный режущий инструмент со сменными многогранными пластинками. Тюмень: ТюмГНГУ, 1993. - 109с.

7. Аршанский М.М., Щербаков В.П. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках,- М.: Машиностроение, 1988.-136с.

8. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии: Дер. с англ. М.: Машиностроение, 1986.-360с.

9. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения : В 2кн. -М.: Машиностроение , 1982. 2.кн.

10. Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Основы система-тологии процесса: В 24. Воронеж: ВГУ, 1990. - 4.2. - 176с.

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

12. Белый A.B., Карпенко Г.Д., Мышкин Н.К. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев. М.: Машиностроение, 1991. - 208с.

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

14. Болотин В.В.* Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. -448с.

15. Верещака A.C. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. - 326с.

16. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. -М.: Машиностроение, 1987. 304с.

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

18. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986. - 223с.

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

20. Иванова B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992. - 160с.

21. Иванов B.C., Зуев А.Н. Контроль качества продукции в машиностроении,-М.: Машиностроение , 1990,- 96с.

22. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС / И.Л. Фадюшин, Я.А. Музыкант, А.И. Мещеряков и др. М.: Машиностроение, 1990. - 272с.

23. Кабалдин Ю.Г., Шпилев A.M. Синергетика. Управление процессами механообработки в автоматизированном производстве,- Комсомольск-на-Амуре: Комс.-на-Амуре ГТУ, 1997,- 260с.

24. Кабалдин Ю.Г., Шпилев А.М. Повышение надежности процессов механообработки в автоматизированном производстве. Владивосток : Даль наука, 1996,-264с.

25. Кабалдин Ю.Г. Механизмы структурной самоорганизации контактных поверхностей инструмента при резании // Вестник машиностроения. 1998.-№Ю. - С. 23-32.

26. Кабалдин Ю.Г. Трение и износ инструмента при резании // Вестник машиностроения. 1995. - N1. - С.26 - 32.

27. Калмуцкий B.C. Прогнозирование ресурса деталей машин и элементов конструкций. Кишинев: Штиинца, 1989. - 159с.

28. Ковшов А.Н. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1987.-320с.

29. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высш. шк., 1991. - 319с.

30. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. -М.: Наука, 1989.-219с.

31. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении,- М.: Машиностроение, 1976,- 288с.

32. Кривенюк В.В. Прогнозирование длительной прочности тугоплавких металлов и сплавов. Киев: Наук, думка, 1990. - 246с.

33. Кудинов В.В., Бобров Г.В. Нанесение покрытий напылением. -М.: Металлургия, 1992. 432с.

34. Кусков В.Н., Парфенов В.Д. Влияние нитридоциркониевого покрытия и термоэлектрического упрочнения безвольфрамовых твердосплавных пластин на их износ и качество обработки при точении //Физика и химия обработки материалов. Москва,1994. - N1. - С.79 - 82.

35. Кусков В.Н., Парфенов В.Д., Ковенский И.М. Формирование и износостойкость нитридных ионно-плазменных покрытий на твердосплавных режущих пластинах // Физика и химия обработки материалов. Москва, 1992. - N6. -С.76-81.

36. Кушнер B.C. Основы теории стружкообразования: В 2кн. Омск: ОмГТУ," 1996,- 2кн.

37. Кушнер B.C. Термомеханическая теория процесса непрерывного резания пластичных материалов. Иркутск: ИГУ, 1982. - 180с.

38. Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. -М.: Машиностроение, 1966. 264с.

39. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. - 276с.

40. Македонски А., Легутко С., Матушак А. Повышение износостойкости инструмента при обработке конических зубчатых колес // Теория реальных передач зацеплением: Тез. докл. 6 Междунар. науч. симп. 30 сентября- 2 октября 1997г. Курган: КГУ, 1997,- С.-106.

41. Маталин A.A. Технология машиностроения.- Спб.: Машиностроение. !985,- 496с.

42. Мацевитый В.М. Покрытия для режущих инструментов. Харьков: Вища гак., 1987. - 123с.

43. Мелихов В.В. Контактные процессы на задней поверхности режущего инструмента. Тюмень: ТГУ, 1989. - 112с.

44. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент / B.C. Самойлов, Э.Ф. Эйхман, В.А. Фальковский и др. М.: Машиностроение, 1988. - 368с.

45. Мосталыгин Г.П., Орлов В.Н. Проектирование технологических процессов обработки заготовок на станках с ЧПУ.- Курган: КМИ, 1994.-108с.

46. Мосталыгин Г.П., Толмачевский H.H. Технология машиностроения,- М.: Машиностроение, 1990,- 288с.

47. Нанесение износостойких покрытий на быстрорежущий инструмент / Ю.Н. Внуков, A.A. Марков, Л.В. Лаврова, Н.Ю. Бердышев. Киев: Техника, 1992. - 143с.

48. Некрасов Ю.И., Шаходанов Ю.И. Основы математического моделирования и анализ размерной точности обработки в технологических системах,- Тюмень: ТюмГНГУ, 1997,- 158с.

49. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного: Введение / Пер. с англ. -М.: Мир, 1990. 342с.

50. Новые материалы и технологии / В.Е. Панин, В.А. Клименов, С.Г. Псахье и др. Новосибирск: Наука, 1993. - 152с.

51. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Под общ. ред. A.A. Панова-: М.: Машиностроение, 1988. - 736с.

52. Остафьев В .А'., Антонюк B.C., Тымчик Г.С. Диагностика процесса металлообработки. Киев: Техника, 1991. - 151с.

53. Палей М.М. Дибнер Л.Г. Флид М.Д. Технология шлифования и заточки режущего инструмента,- М.: Машиностроение, 1988,- 288с.

54. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов.-М.: Машиностроение, 1982.- 256с.

55. Парфенов В.Д., Пастухов О.Ю. Износ и разрушение поверхности и конструкции режущих пластин с покрытием //Новые технологии нефтегазовому региону: Тез. докл. Сибир.регион, науч.-техн. конф. 22-24 апреля 1998г.- Тюмень, 1998,-С.148-149.

56. Парфенов В.Д., Утешев М.Х. Самоорганизация износоразрушения покрытия инструмента // Нефть и газ Западной Сибири : Тез. докл. Междунар. на-уч.-техн. симп. 12-14 ноября 1996г. Тюмень, 1996. - Т.2. С. 27-28.

57. Парфенов В.Д., Кусков В.Н. Износоразрушение безвольфрамовых твердосплавных пластин с нитридоциркониевым покрытием в процессе резания 7 Трение и износ. -Минск, 1994. Т.15. - N1. - С.131 -137.

58. Парфенов В.Д. Поверхность микроизноса технологических инструментов с покрытием // Вузы и регион: Тез. докл. Сибир. регион, науч. практ. конф. 18 мая 1993г. - Тюмень, 1993. - Т.2. - С.21 - 22.

59. Парфенов В.Д. Зависимость структуры ионно-плазменных покрытий от технологии их нанесения на твердосплавные режущие пластины // Проблемы машиностроения: Тез. докл. 3 науч. техн. семин. машиностр. ф-та ТюмИИ 29 апреля 1992г. - Тюмень, 1992. - С. 14.

60. Парфенов В.Д. Упрочнение поверхности режущего инструмента ионно-плазменным покрытием // Инструментальное обеспечение автоматизированныхсистем механообработки: Тез. докл. Сибир. регион, науч.- практ. конф. 9-11 октября 1990г. Иркутск, 1990. - С. 14.

61. Парфенов В.Д. Ионно-плазменные нитридные слои на стальных и режущих порошковых пластинах // Новые технологии производства слоистых материалов: Тез. докл. 2 Всесоюз. науч.-техн. семин. 21-24 ноября 1989г. Магнитогорск, 1989. - С. 10.

62. Парфенов В.Д. Совершенствование режущего инструмента нанесением качественного покрытия // Проблемы качества и совершенствования оборудования машиностроения: Тез. докл. Урал, регион, науч.-техн. конф. 7-9 апреля 1988г. Екатеринбург, 1988. - С.53.

63. Петров В.А., Башкарев А .Я., Веттегрень В.И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб.: Политехника, 1993. - 475с.

64. Повышение эффективности обработки резанием заготовок из титановых сплавов // Н.С. Жучков, П.Д. Беспахотный, А.Д. Чубаров и др. М.: Машиностроение, 1989. - 152с.

65. Подураев В.Н., Закураев В.В., Корякин B.C. Прогнозирование стойкости режущего инструмента// Вестник машиностроения,- 1993. №1. - С.30-36.

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

67. Подураев В.Н., Базров A.A., Горелов В.А. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии.-М.: Машиностроение, 1988. 56с.

68. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969. - 150с.

69. Поляков A.A., Рузанов. Ф.И. Трение на основе самоорганизации. М.: Наука, 1992. - 133с. •

70. Постнов В.В., Шарипов Б.У., Шустер JI.HI. Процессы на контактных поверхностях, износ режущего инструмента и свойства обработанной поверхности. -Екатеринбург: УГУ, 1988. 224с.

71. Пригожин И. От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках: Пер. с англ. М.: Наука, 1985.-327с.

72. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов / Под общ. ред. В.И. Баранникова. М.: Машиностроение, 1990. - 400с.

73. Проектирование технологии / Под общ. ред. Ю.М. Соломенцева,- М.: Машиностроение , 1990,-416с.

74. Пути повышения производительности при обработке резанием / Под ред. Ю.А. Розенберга,- Челябинск: Юж. урал. кн. из-во,- 1966.- 190с.

75. Радин Ю.А., Суслов П.Г. Безызносность деталей машин при трении. -СПб.: Машиностроение, 1989.-229с.

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

77. Розенберг A.M., Розенберг O.A. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания. Киев: Наук, думка. 1990. - 320с.

78. Розенберг Ю.А., Тахман С.И. Силы резания и методы их определения: В 24,- Курган: КМИ, 1995.-2Ч.

79. Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наук, думка, 1989. - 192с.

80. Сборный твердосплавный инструмент / Г.Л. Хает, В.М. Гах, К.Г. Громаков и др. М.: Машиностроение, 1989. - 256с.

81. Современные методы конструирования, контроля качества и прогнозирования работоспособности режущего инструмента / Ю.Г. Кабалдин, Б.Я. Мокрицкий, И.А. Семашко, С.П. Тараев. Владивосток: ДГУ, 1990. - 124с.

82. Справочник по обработке металлов резанием / Ф.Н.Абрамов, В.В.Коваленко, В.Е. Любимов и др. Киев: Техника, 1983,- 239с.

83. Справочник по технологий резания материалов: в 2 кн. / Под. ред. Г. Шпура, Т. Штеферле : Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1985. - Кн1. - 616с.

84. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989. - 296с.

85. Сулима A.M., ШуловВ.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин.-М.: Машиностроение, 1988. 240с.

86. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987.-208с.

87. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. - 240с.

88. Технологические особенности механической обработки инструментом из поликристаллических сверхтвердых материалов / Захаренко П.В., Волкогон В.М., Бочко A.B. и др. Киев: Наук. думка,1991. - 288с.

89. Технология обработки конструкционных материалов / ПетрухаП.Г., Марков А.И., Беспахотный П.Д. и др. М.: Высш. шк., 1991. - 512с.

90. Трент Э.М. Резание металлов : Пер. с англ.-М.: Машиностроение, 1980.-263с.

91. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976.-528с.

92. Триботехнология формирования поверхностей / Чеповецкий И.Х., Юшенко С.А., Бараболя A.B. и др. Киев: Наук, думка,1989.-226с.

93. Тушинский Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск: Наука, 1990. - 306с.

94. Усачев П.А., Пархоменко В.П. Повышение износостойкости и прочности режущих инструментов. Киев: Тэхника, 1981. - 159с.

95. Усманов К.Б., Якунин Г.И. Влияние внешних сред на износ и стойкость режущих инструментов. Ташкент: Фан, 1984. - 158с.

96. Утешев М.Х. Проектирование и производство металлорежущих инструментов. Тюмень: ТГУ, 1983. - 118с.

97. Утешев М.Х., Карбышев Б.В., Парфенов В.Д. Разрушение режущей части инструмента // Механика разрушения материалов: Тез.докл. 1 Всесоюз. научной конф. 20-22 октября 1987г.-Львов, 1987.-С.298.

98. Хофман Р. Строение твердых тел и поверхностей: Пер. с англ.-М.: Мир, 1990.-216с.

99. Хубка В. Теория технических систем: Пер. с нем.-М.: Мир, 1987.-208с.

100. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. СПб: Машиностроение, 1990. - 208с.

101. Якимов A.B., Слободяник П.Т., Усов A.B. Теплофизика механической обработки. -тКиев: Лыбидь, 1991. 240с.

102. Якобе Г.Ю.,'Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания: Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1981. - 279с.

103. Якубов Ф.Я. Энергетические соотношения процесса механической обработки материалов. Ташкент: Фан, 1985. - 104с.

104. Ящерицын П.И., Еременко М.Л., Фельдштейн Е.Э. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Минск: Вышэй-шая шк., 1990. - 512с.