автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение эффективности работы концевых твердосплавных фрез на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента

005002690

На правах рукописи

КОЛЕСОВ КОНСТАНТИН НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОНЦЕВЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ФРЕЗ НА ОСНОВЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТОВ КИНЕМАТИКИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 НОЯ 2011

Москва 2011

005002690

Работа выполнена на кафедре «Инструментальная техника и технология формообразования» ФГБОУ ВПО \ Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Гречишников Владимир Андреевич

Официальные оппоненты Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Таратынов Олег Васильевич

Доктор технических наук, профессор Рогов Владимир Александрович

Ведущая организация ОАО «ВНИИИНСТРУМЕНТ» (г.Москва)

Защита состоится « 13 »декабря 2011г. в« » часов на заседании диссертационного совета Д.212.142.01 при ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» по адресу: 127994, Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д.За

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения (организации), просим направить по указанному адресу.

Автореферат разослан «^» ноября 2011г. Ученый секретарь ~

диссертационного сове й

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В различных отраслях машиностроения при обработке разнообразных деталей находят широкое применение цельные (составные) концевые твердосплавные фрезы. На универсальных станках и станках с ЧПУ они используются для обработки различных поверхностей с прямолинейным и фасонным профилем.

Отечественные и зарубежные производители предоставляют большой выбор таких фрез. Совершенствуется конструкция и технология их изготовления, применяются новые марки твердых сплавов, высокоскоростные и точные станки и патроны при их эксплуатации.

Вместе с тем непрерывно повышаются требования к качеству и точности обработки этими фрезами, растет стоимость фрез, станков и оснастки.

В этих условиях особенно актуально повышение эффективности работы твердосплавных концевых фрез: стойкости, качества обработанной поверхности, производительности.

Одним из важных направлений в решении этой научно-технической задачи является обоснованный выбор элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров фрез.

Как показал анализ, ряд теоретических задач, связанных с выбором параметров фрезы и кинематикой формообразования при двухкоординатной обработке, не решены или исследованы недостаточно.

К ним относится выбор траектории фрезы при цилиндрическом и торцовом фрезеровании некоторых поверхностей, в том числе, плоскости, ограниченной фасонным контуром; расчет неровности обработанной поверхности с учетом совместного влияния конструктивных параметров фрезы и элементов кинематики формообразования, в том числе, с учетом радиального биения зубьев фрезы.

Отсутствует метод расчета фактического радиального биения зубьев

фрезы при наличии эксцентриситета осей фрезы, патрона и шпинделя станка.

3

Недостаточно сведений о влиянии величины подачи на зуб на стойкость фрез при чистовой обработке, особенно в связи с широким применением новых мелкозернистых твердых сплавов и в условиях «сухой» обработки. Указанные задачи весьма актуальны и имеют важное практическое значение. Современные средства компьютерной математики в большой мере облегчают их решение и практическое использование.

Цель работы: повышение эффективности работы цельных концевых твердосплавных фрез при двухкоординатной обработке на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров фрез: траекторий движения фрезы, в том числе, при обработке сложных поверхностей; фактического радиального биения зубьев; подачи на зуб; диаметра и числа зубьев фрезы.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи.

1. Исследовать метод расчета траектории концевой фрезы при цилиндрическом фрезеровании детали с контуром, состоящим из двух участков разной формы, в том числе, прямолинейного и фасонного, обрабатываемого при одной, общей для разных участков, траектории фрезы.

2. Разработать метод расчета траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании детали, ограниченной фасонным контуром в форме плоской кривой, из условия постоянства перекрытия фрезой линии контура.

3.Разработать метод выбора величины диаметра, числа зубьев и установки концевой фрезы при торцовом фрезеровании детали (плоской прямоугольной формы) из условия заданного числа одновременно работающих зубьев.

4. Разработать метод расчета фактического радиального биения зубьев фрезы с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка, патрона и фрезы. Разработать способ уменьшения радиального биения зубьев фрезы, установленной в шпинделе станка.

5. Разработать метод расчета теоретической высоты неровностей

поверхности с прямолинейным профилем, обработанной при попутном

цилиндрическом фрезеровании плоскости.

4

6. Выполнить исследование влияния подачи на зуб на стойкость фрез (при «сухой» чистовой обработке коррозионно-стойких сталей типа 08Х18Н10Т).

7. Выполнить расчетную и экспериментальную проверку разработанных методов (указанных выше в п.п.1-5).

Научная новнзна работы состоит в:

- методике получения уравнений общей траектории концевой фрезы при цилиндрическом фрезеровании детали с контуром из двух участков разной формы;

- дифференциальном уравнении траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании плоскости детали, ограниченной фасонным контуром, из условия постоянного перекрытия фрезой линии контура;

- математической модели выбора величины диаметра, числа зубьев, величины перекрытия фрезой заготовки из условия заданного числа одновременно работающих зубьев, при торцовом фрезеровании плоскости постоянной ширины концевой фрезой;

- аналитическом и графоаналитическом методах определения фактического радиального биения зубьев концевой фрезы на станке (с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка и фрезы) и методах определения теоретической высоты неровности (при цилиндрическом фрезеровании плоскости) с учетом биения зубьев; экспериментальной проверке возможности снижения радиального биения зубьев концевой фрезы за счет установки фрезы в патроне;

- экспериментально установленном характере влияния подачи на зуб концевой фрезы на ее стойкость при «сухой» обработке стали типа 08Х18Н10 и влиянии угла наклона винтовых зубьев фрезы на интенсивность вибраций при «сухой» обработке сталей 08Х18Н10 и 12Х15Г9НД. Практическая ценность работы состоит в:

- возможности обработки на станке с ЧПУ концевыми фрезами при

цилиндрическом фрезеровании поверхности с фасонным плоским контуром

5

из двух участков разной формы при использовании одной, общей траектории фрезы, что исключает переходные участки траектории на врезание и перебег (при условии достаточно малых погрешностей обработанного контура);

-возможности выполнить обработку концевой фрезой (при торцовом фрезеровании) плоской поверхности, ограниченной фасонным контуром, при постоянной величине перекрытия фрезой линии контура, что позволяет минимизировать заусенцы;

- рациональном выборе диаметра, числа зубьев и величины перекрытия концевой фрезой ширины заготовки при торцовом фрезеровании плоскости из условия заданного числа одновременно работающих зубьев для уменьшения колебаний сил резания;

- уменьшении радиального биения зубьев концевой фрезы за счет оптимизации установки фрезы в патроне, что повышает качество обработанной поверхности и стойкость фрез при чистовом фрезеровании с малыми подачами;

- повышении стойкости фрез при «сухой» чистовой обработке сталей типа 08Х18Н10 за счет рационального выбора подачи на зуб.

Методы исследования.

Использованы теория проектирования инструмента, теория резания, методы математического моделирования, в том числе основанные на использовании дифференциальной и алгебраической геометрии и систем компьютерной математики (MathCAD 14; Maple 10).

Использованы фрезы отечественного и импортного производства и фрезерные станки с ЧПУ производства России, США, Германии, Тайваня. Использованы микроскопы БМИ, лазерный сканирующий микроскоп, профилометры.

Реализация работы. Разработанные рекомендациии и выводы

использованы на Серпуховском инструментальном заводе и в учебном

процессе на кафедре «ИТТФ» МГТУ «Станкин», при проведении

лабораторных работ и при издании учебного пособия.

6

Апробация результатов исследования.

Основные положения работы докладывались и получили одобрение на Х-й научной конференции МГТУ «Станкин - ИММ РАН» по математическому моделированию и информатике, на научно-методической конференции «Машиностроение - традиции и инновации» МТИ-08 , обсуждались на заседаниях кафедры ИТиТФ МГТУ «Станкин».

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе, 5 работ в журналах, входящих в перечень ВАК. Получены два патента на изобретение, подана заявка на изобретение.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Материал диссертации нзложен на 217 страницах машинописного текста, содержит 92 рисунка, 14 таблиц, список литературы из 132 наименований и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложена конечная цель исследования, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе приводится анализ условий работы цельных (составных) концевых твердосплавных фрез с диаметром 3-20 мм, технические требования к ним, предлагаемые производителями конструкции.

К элементам кинематики формообразования и конструктивным параметрам фрезы, которые можно выбирать или рассчитывать, в данной работе отнесены: траектория фрезы; ее установка относительно заготовки (например, симметричная или несимметричная схема торцового фрезерования); диаметр и число зубьев фрезы; фактическое радиальное биение зубьев фрезы; подача на зуб.

Перечисленные элементы позволяют аналитически рассчитывать

/

образуемый при фрезеровании профиль поверхности, включая высоту неровности, то есть являются элементами, обеспечивающими одно из основных требований к инструменту - формообразование заданной поверхности детали.

Концевые фрезы используются для обработки различных поверхностей, в том числе с фасонным контуром (рис.1). Траектория фрезы - один из основных элементов кинематики формообразования, в том числе, при обработке на станках с ЧПУ.

Задача выбора траектории решается, как показал анализ известных работ (В.А.Гречишникова, Ю.Е.Петухова, С,Ю. Илюхина и других) с использованием кинематических методов, дифференциальной и алгебраической геометрии.

Сравнительные расчеты траектории фрезы для обработки контура, заданного уравнениями в явной, параметрической и неявной форме, с использованием различных методов, показали их идентичность, а также преимущества и недостатки.

Вызывает определенные трудности получение траектории 2 фрезы для плоского контура 1, заданного уравнением F(x,y) =0 в неявной форме. Для получения траектории предложен «технический» способ, с применением системы «MathCAD». Численные расчеты подтвердили возможность использования получающихся при этом уравнений траектории фрезы:

Х(х) =х ± г sin{arc tg(- [Э F(x,y) /ох ] 1[д F(x,y) /5у)])};

Y(x) = root(F(x,y),y) -i г cos{ arc tg(- [д F(x,y) /дх ] /[д F(x,y) /ду) ])} где: r-радиус фрезы; root (F(x,y),y) - корень уравнения F(x,y), при заданном х.

Представляет практический интерес способ фрезерования поверхности сложного контура, состоящего из участков разной формы, при общей траектории фрезы. Последняя выражена полиномом с целыми положительными степенями, который аппроксимирует теоретически точную траекторию.

Способ имеет ряд преимуществ, но мало изучен и требует исследований. Отсутствует метод расчета траектории фрезы при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной фасонным контуром, из условия заданного перекрытия фрезой линии заготовки на выходе зубьев.

Для выбора подачи на зуб имеются весьма различные рекомендации.

Представляет интерес характер влияния вг на стойкость при малых подачах, в том числе, при « сухой» обработке.

Анализ известных работ также показал отсутствие точных методов расчета теоретической высоты неровностей обработанной поверхности, в том числе, с учетом радиального биения зубьев фрезы.

Фактическое (на станке) биение зубьев, влияющее на стойкость и производительность обработки, способы его расчета с учетом эксцентриситета осей фрезы и шпинделя, способы уменьшения изучены недостаточно.

С учетом сделанных выводов формулируется цель работы: повышение эффективности работы концевых твердосплавных фрез на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента.

Для достижения этой цели необходимо решить задачи: метод расчета траектории фрезы для цилиндрического фрезерования контура, состоящего из

Рис.1. Контур обработанной поверхности: 1- линия контура; 2- траектория центра окружности фрезы; 3- фреза; 4- касательная к траектории.

двух участков разной формы, в том числе, прямолинейного и фасонного, обрабатываемого при одной, общей для разных участков, траектории фрезы; метод расчета траектории фрезы при торцовом фрезеровании плоской поверхности, ограниченной фасонным контуром в форме плоской кривой, из условия постоянства перекрытия фрезой линии контура; математическая модель выбора диаметра, числа зубьев и установки фрезы при торцовом фрезеровании плоскости (прямоугольной формы) из условия заданного числа одновременно работающих зубьев; метод расчета фактического радиального биения зубьев фрезы с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка и фрезы; способ уменьшения радиального биения; метод расчета теоретической высоты неровностей при попутном цилиндрическом фрезеровании с учетом радиального биения зубьев; исследование влияния подачи на зуб на стойкость фрез при «сухой» обработке коррозионно-стойкой стали.

Во второй главе исследованы и разработаны методы выбора элементов кинематики формообразования и параметров концевой фрезы при цилиндрическом и торцовом фрезеровании.

Исследован специальный метод обработки цилиндрическим фрезерованием детали со сложным контуром из двух или более участков разной формы. Обработка разных участков контура осуществляется при общей траектории фрезы, определяемой одним уравнением. Разработана методика определения траектории 3, основанная на аппроксимации точек эквидистанты к контуру 1 и 2 одним уравнением (рис.2).

х Рис. 2. Формообразование фасонного контура при одной траектории фрезы: 1- фасонный участок контура; 2-прямолинейный участок; 3- траектория фрезы; 4- окружность фрезы с наружным радиусом г.

При использовании специального метода отсутствуют участки траектории на врезание и на перебег при переходе от обработки одного участка контура к обработке другого; переход - более плавный, без резкого изменения направления движения подачи; возможно сокращение длины траектории. Даны численные примеры использования специального метода и расчеты погрешностей контура от аппроксимации (замены) точек эквидистанты к разным участкам контура одной общей траекторией. Погрешность может значительно (в несколько раз) меняться в зависимости от выбранного типа аппроксимирующей кривой и диаметра фрезы.

Например, для контура, состоящего из фасонного участка 1 (две сопряженные окружности) и прямолинейного 2 (рис.2), может быть использована траектория: f(x) = G-(-x)m+W(-x)"+E , где: G= -10; W= -5; m=0,05; n=0,l; E=-3.

Решена задача расчета траектории фрезы при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной фасонным контуром, т. е. произвольной кривой. Траектория, как совокупность точек (хФ,уФ) центра окружности фрезы с наружным радиусом г, определяется параметрическими уравнениями: хФ(у) = х(у) - г sin u(y) уФ(у) = у + г cos u(y) , где у - параметр, координата произвольной точки контура, заданного функцией х(у);

уголи(у) рассчитывают из уравнения:

Е(у) + sin {u(y) +arc tg [ (dx(y)/dy -rcos[u(y)]- du(y)/dy) / Q(y)]} -1= 0,

где: Q(y) = 1- rsin[u(y)]- du(y)/dy; E=k/r , т.е. отношение величины k перекрытия к радиусу г; в общем случае Е - функция у, то есть, Е= Е(у). Уравнение решается относительно функции и (у) как нелинейное дифференциальное уравнение.

Методика определения траектории фрезы с использованием дифференциального уравнения проверена на численном примере. Получена высокая точность расчета (по величине к перекрытия - порядка 10"8 мм), что обеспечивает постоянство перекрытия к заданного контура фрезой и создает условия для повышения стойкости фрезы и минимизации величины заусенцев на выходе зубьев из зоны резания.

В 3 главе решены задачи расчета и снижения величины фактического радиального биения зубьев фрезы, установленной на станке при наличии эксцентриситета Е (рис.3).

сГ /

Рис.3 Схема расположения зубьев фрезы относительно осы шпинделя станка при наличии - эксцентриситета Е: Оф - ось ~ фрезы; Ош - ось шпинделя;

А, В, С - вершины зубьев; V - угол установки фрезы в патроне.

Разработан аналитический и графоаналитический методы расчета фактического радиального биения зубьев. Показана возможность уменьшения биения за счет угловой установки фрезы в патроне, закрепленном в шпинделе станка (рис.4).

'' )Х 'Ч 1 ч 4 /) \ 1С t \ Ч i ■■■Ч..... |\ . tf I . ...../ / / / \

\| i .-■ % :/ ¡V У% / / Е> f/\ *ч\ х

i'-./ 7 ti ' \ 1 i 1

0 4S «i 13* 1» !< 2-е MS з»

Рис. 4 Зависимость от угла v величины биения ó для фрезы с диаметром 12 мм, при z=6, Е=0,01, Л1 = 0,000, А2= 0,010 , А3=0,015, А4= 0,005 , А5= 0,002 , Аб=0,003 мм; Al... Аб - биение каждого зуба относительно зуба №1; ДД- величина S при v=45°;

Практическое использование оптимальной угловой установки фрезы

12

позволяет уменьшить величину радиального биения зубьев от нескольких процентов до 100 -200% и более.

В 4 главе предложены методы расчета неровности профиля поверхности, обработанной при цилиндрическом попутном фрезеровании, с учетом элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров фрезы.

Теоретическая высота Н неровности - функция И многих переменных:

Н= Б, ъ, Бг, 6С, а, го,), диаметра Б, числа зубьев г, подачи Я/, биения соседних зубьев 5С, окружного шага б, радиуса округления кромки Г0| (индекс «¡» - ¡-й зуб).

В общем случае, число N независимых переменных, которые можно учитывать при расчете, составляет: N=32 +1 .

На рис.5 показана схема образования неровности вершинами зубьев фрезы с диаметром 12 мм и числом зубьев 2=6. Неровность AbcdeF, с высшей точкой Ъ, образуется, в данном случае, четырьмя зубьями (из шести).

Предложены аналитические и графоаналитические методы расчета Н.

Известные упрощенные зависимости расчета высоты неровности, в которых трохоиды, описываемые вершинами зубьев, заменяются окружностями, при наличии радиального биения дают недопустимо большую погрешность.

На численных примерах исследовано влияние на величину Н диаметра, числа зубьев фрезы, биения, неравномерности окружного шага.

Высота неровности, прямо влияющая на шероховатость, как показано с использованием разработанных методов, в наибольшей степени (из всех элементов кинематики формообразования), зависит от фактического радиального биения зубьев фрезы, установленной на станке.

У мм 4.99

5.01 ----

-0.7 -0.5 -0.3 -0.1 0.1 „

Хмм

Рис. 5 Неровность АЬсйеР, образованная трохоидами, которые описывают вершины зубьев. Фреза с диаметром 10 мм, 2=6; линии 1',1,2,3,..6,б' - трохоиды зубьев. Радиапьное биение 10 мкм. Радиусы г: г 1=5; г2=4,998; гЗ=4,997; г4=4,996; г5=4,993; г6=5,003. Порядок резания; сначала вступает в резание 1-й зуб (линия I1) , затем 6-й (линия 6), 5-й (линия 5), 4-й, 3-й, 2-й, 1-й зуб (линия 1), затем снова 6-й (линия б1).

Глава 5 содержит экспериментальную часть.

1. Проверено влияние величины перекрытия к фрезы на выходе зубьев из зоны резания при торцовом фрезеровании концевой фрезой плоскости, при диаметре фрезы Э, большем ширины В фрезерования (рис.6). При обработке закаленной стали Ст.45, ШС 45-48 заусенцы не образуются при 0,07Б> к > О (при 1=0,5; 8г=0,0125 мм; у=30 м/мин).

2. Проверено влияние угла со наклона винтовых зубьев на вибрации, субъективно наблюдаемые при «сухой» обработке фасонного контура и уступа на заготовке из коррозионно-стойких сталей мартенситного и аустенитного класса (наблюдалась работа 15 фрез диаметром 6 мм с разными углами ш).

Рис. 6 Установленная на станке заготовка с обрабатываемой плоской поверхностью длиной Ъ и шириной В; размер В уменьшается к концу заготовки; 1-заготовка; 2-фреза; 3 - патрон.

Фрезы с углом со =50° дают при работе шум и вибрации на порядок меньше, чем с углами 25° и 38°.

3. Измерялся износ фрез с диаметром 8 мм, разных производителей, при «сухой» обработке уступа высотой 6 мм на разных станках (производства России, Германии, США) стали 08X18Н10, при глубине резания 0,7 мм, скорости резания 120,6 м/мин, при разных подачах (рис.7 и 8).

1 ^ Рис. 7 Износ по задней

5 7 И !]........,' поверхности: 1 -кромка;

0 II 4 И Ж 2- задняя поверхность;

ШЙРВ 1 - 3 3-ленточка износа;

Щт л!\ »-тД 4-уступ; а) средний

вЯй • рабочий участок зуба;

. , « конец рабочего участка

--~Т

а) 6)

tu, мкм

125 10«

75

Рис. 8 Графики зависимости ширины кз ленточки износа фрез от числа проходов

?с .....МЖ,—j—J— I.......-f......- N: верхняя линия - при подаче на зуб 0,015

мм; нижняя - при подаче 0,04 мм.

При достаточно равномерной ширине ленточки износа по задней поверхности на разных зубьях и вдоль оси фрезы (рис.7,а), несколько большая величина износа (на 20-30%) наблюдалась на концах рабочего участка кромки, у торца фрезы и ближе к хвостовику (рис.7,б). Особенность износа на конце рабочего участка кромки (ближе к хвостовику) вызвана наличием уступа 4 , который образуется по мере увеличения числа проходов и вызывает повышенное трение зуба фрезы с заготовкой.

Установлено, что в диапазоне подач на зуб 0,005 - 0,05 мм, стойкость фрез повышается с увеличением подачи, как это видно, в частности, на примере графиков износа двух фрез (рис.8).

4. Проверено, с использованием 4-х координатного станка с ЧПУ мод.

Си-20 и цангового патрона, в котором крепились фрезы диаметром 12 и 18 мм, что с использованием угловой установки фрезы в патроне можно снизить радиальное биение зубьев до нескольких раз.

Угловая установка фрезы в патроне возможна с использованием рисок, нанесенных на фрезе и патроне (рис.9).

Рис. 9 Фреза, установленная в цанговом патроне; схема нанесения рисок для оптимизации установки фрезы (диаметр 18 мм): 1- фреза; 2-риска на хвостовике фрезы; 3, 6 - риски на конусе патрона; 4 - базовый держатель (хвостовая часть с конусом 7:24); 5- корпус патрона.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В данной диссертационной работе решена научно-техническая задача, имеющая важное значение для машиностроительного производства, заключающаяся в повышении эффективности работы цельных концевых твердосплавных фрез диаметром 3-20 мм, при двухкоординатной обработке, на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента (траектории, диаметра, числа зубьев фрезы, радиального биения зубьев, подачи на зуб и других).

2. Разработана методика получения уравнений общей траектории концевой фрезы для обработки контура из двух участков разной формы, что исключает переходные траектории на врезание и перебег.

3. Получено дифференциальное уравнение для расчета траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной фасонным контуром, из условия заданной на выходе зубьев фрезы величины перекрытия контура фрезой, что обеспечивает постоянную величину перекрытия с высокой точностью.

4. Сформирована математическая модель по определению конструктивных параметров инструмента, - величины диаметра фрезы Б, числа зубьев ъ , величины к перекрытия фрезой ширины В заготовки, - из условия заданного числа одновременно работающих зубьев, при торцовом фрезеровании плоскости концевой фрезой, что обеспечивает выбор любой из четырех переменных (Б, г, к, В).

5. Разработаны аналитические и графоаналитические модели по определению фактического радиального биения зубьев фрезы на станке с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка и фрезы, Использование оптимальной угловой установки фрезы в патроне позволяет уменьшить фактическое радиальное биение зубьев на величину от нескольких процентов до 100-200% и более.

6. Разработаны методы расчета теоретической высоты Н неровности

плоской поверхности при попутном цилиндрическом фрезеровании, что

17

позволило установить влияние отдельных элементов кинематики формообразования на высоту неровности. Наибольшее влияние на высоту Н оказывает величина радиального биения зубьев.

7. Экспериментально установлено, что с увеличением подачи на зуб в диапазоне 0,005- 0,05 мм, при цилиндрическом попутном фрезеровании уступа с высотой 6 мм, при глубине резания 0,7 мм, скорости 120 м/мин, стойкость твердосплавных фрез диаметром 8 мм при «сухой» обработке стали 08X18Н10 возрастает.

8. Экспериментально установлено, что фрезы с диаметром 6 мм, с углом наклона винтового зуба 50°, при «сухом» цилиндрическом попутном фрезеровании фасонного и прямолинейного контура, при глубине резания 0,7 мм и ширине фрезерования 6 мм, дают значительно меньшие наблюдаемые вибрации по сравнению с фрезами, имеющими угол наклона винтовых зубьев 25-38°.

9. Экспериментально подтверждено, что при торцовом фрезеровании плоскости (сталь 45, HRC 47) концевой твердосплавной фрезой с диаметром 8 мм, величина перекрытия фрезой ширины заготовки (на выходе зубьев из зоны резания) оказывает значительное влияние на величину заусенцев.

10. Экспериментально подтверждена возможность уменьшения радиального биения зубьев концевой фрезы, установленной на станке, за счет оптимальной угловой установки фрезы в цанговом патроне.

11. Рекомендации по использованию для чистовой обработки фрез с увеличенным углом наклона зубьев и способ контроля геометрии фрез использованы на инструментальном заводе ОАО «СИЗ»ТВИНТОС», а также в учебном процессе при проведении лабораторных работ.

Основные публикации по теме диссертации.

1. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Математические модели геометрии

режущего инструмента. // Х-я научная конференция МГТУ «Станкин» и

«Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин»

18

-ИММ РАН» Сборник докладов. / Под ред. O.A. Казакова. - М.: «ЯНУС-К», ИЦГОУ МГТУ «Станкин». 2007. - С.187-189.

2. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Выбор геометрии лезвийного режущего инструмента. //Материалы III международной научно-технической конференции. Т.1. - Нальчик: Кабардино-Балкарский государственный университет. - 2007. - С.20-23.

3. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Использование компьютерной математики в инструментальном производстве. II Вестник МГТУ «Станкин». Научный рецензируемый журнал. - 2008 - № 4- С. 11-15

4. Колесов К.Н. Расчет кинематических задних углов фрез. // Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН» -2007 -№3 - С. 14-16

5. Колесов К.Н. Компьютерная модель торцового фрезерования. //Справочник. Инженерный журнал - 2008 - №11-С. 21-24.

6. Колесов К.Н. Выбор траектории движения инструмента при обработке сложных поверхностей. //Вестник Тульского ГУ. Серия «Инструментальные и метрологические системы» . «Материалы Международной юбилейной научно-технической конференции «Инструментальные системы машиностроительных производств.» -Тула.: Издательство ТулГУ, 2008. -С.155-157.

7. Колесов К. Н. Способ обработки фасонных поверхностей на станке с ЧПУ. // Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН». -2009 - №2 - С. 13-15.

8. Колесов К.Н. Математические модели концевых твердосплавных фрез. // Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН». - 2009 - №12 - С. 6-7.

9. Патент 2422248 РФ. МПК В23В1/00. Способ обработки точением

поверхностей сложного контура. // Колесов К.Н. - Опубл. 27.06.2011.

10. Патент 2422249 РФ. МПК В23В1/00. Способ обработки резцом с круглой режущей кромкой поверхностей сложного контура. // Колесов

К.Н.- Опубл. 27.06.2011.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Колесов Константин Николаевич

Повышение эффективности работы концевых твердосплавных фрез на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента

Подписано в печать 31.10.2011. Формат 60x90 1/16. Бумага 80 г. Усл. печ. л. 1.6. Тираж 130 экз. Заказ № 173

Отпечатано в Издательском центре ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин» 127055, Москва, Вадковский пер.,3а Тел.: 8(499) 973-31-03

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ условий работы концевых фрез и методов выбора элементов кинематики формообразования поверхностей обрабатываемых деталей.

1.1 Конструкция концевых фрез, обрабатываемые поверхности деталей, условия работы

1.2 Анализ методов выбора траектории концевых фрез при цилиндрическом фрезеровании.

1.2.1 Две основные задачи формообразования и методы их решения при цилиндрическом фрезеровании концевыми фрезами.

1.2.2 Расчет траектории концевой фрезы.

1.2.3 Расчет контура поверхности детали, обработанной концевой фрезой.

1.2.4 Метод выбора траектории фрезы при обработке поверхности детали с контуром из участков разной формы.

1.3 Выбор траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании.

1.4 Выводы и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. Выбор элементов кинематики формообразования и параметров инструмента при цилиндрическом и торцовом фрезеровании концевыми фрезами.

2.1. Специальный способ цилиндрического фрезерования поверхности детали со сложным контуром.

2.1.1 Особенности специального способа.

2.1.2 Выбор траектории фрезы.

2.1.3 Пример расчета траектории и обработанного контура.

2.1.4 Влияние диаметра и параметров траектории фрезы на погрешности контура.

2.1.5 Расчет координат особых точек обработанного контура.

2.1.6 Определение длины траектории фрезы.

2.1.7 Толщина среза при врезании.

2.1.8 Формообразование контура из двух взаимно перпендикулярных прямых при общей траектории фрезы.

2.2 Определение траектории фрезы для торцового фрезерования плоскости, ограниченной линией произвольного фасонного контура, из условия заданной величины перекрытия на выходе зубьев фрезы.

2.2.1 Определение уравнения траектории фрезы в общем виде.

2.2.2 Определение траектории фрезы для контура в форме параболы.

2.3 Выбор элементов кинематики формообразования при торцовом фрезеровании плоскости постоянной ширины.

2.4 Выводы (по главе 2).

ГЛАВА 3 Методы расчета фактического радиального биения зубьев фрез.

3.1 Схема расположения зубьев фрезы на станке.

3.2 Методы расчета фактического биения.

3.2.1 Математические зависимости для расчета фактического биения.

3.2.2 Ограничение оптимальной установки фрезы величиной угла ю винтового зуба.

3.3 Численные примеры расчетов величины биения зубьев.

3.4. Практическая реализация оптимизации установки фрезы.

3.4.1 Способ установки фрезы с целью уменьшения фактического радиального биения зубьев фрезы (без использования расчетов).

3.4.2 Способ установки фрезы, основанный на расчетах.

3.4.3 Точность установки фрезы в патроне.

3.5 Выводы (по главе 3).

ГЛАВА 4 Определение величины неровности профиля обработанной поверхности детали с учетом факторов кинематики формообразования.

4.1 Кинематическая схема образования неровности.

4.2 Аналитический расчет высоты неровности

4.3 Графоаналитический расчет высоты неровности.

4.4 Влияние отдельных факторов на высоту неровности.

4.5 Выводы (по главе 4).

ГЛАВА 5 Экспериментальная часть.

5.1 Влияние на величину заусенцев перекрытия при торцовом фрезеровании плоскости концевой фрезой.

5.2 Сравнительные испытания концевых твердосплавных фрез.

5.2.1 Испытания №1.

5.2.2 Испытания №2.

5.2.3 Испытания № 3.

5.2.4 Испытания № 4.

5.3 Влияние угловой установки фрезы в патроне на биение зубьев.

5.3.1 Инструмент, оборудование, приборы.

5.3.2 Методика измерений и результаты.

5.4 Выводы (по главе 5).

Концевые твердосплавные цельные (составные) фрезы в настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности, при обработке на универсальных станках и с ЧПУ деталей из разных материалов с прямолинейным и фасонным контуром при двухкоординатной обработке.

Отечественные и зарубежные производители предлагают большой выбор фрез с диаметром 1-25 мм, с различной геометрией, из разных марок твердого сплава, в том числе, с покрытиями. Рекомендуются режимы резания, предлагаются различные способы крепления и патроны, непрерывно и быстрыми темпами совершенствуются станки. Вместе с тем, повышаются требования к качеству обработанных поверхностей, а условия конкуренции делают необходимым снижение затрат на обработку путем повышения стойкости инструмента и повышения производительности обработки. Все более важными становятся и требования к экологической безопасности производства, в связи с чем растет интерес к «сухой» обработке.

В этих условиях становится все более актуальным повышение эффективности работы концевых твердосплавных фрез.

Имеется ряд теоретических и практических задач, связанных с работой фрез, решение которых отсутствует или требует уточнений. Вызывает затруднения получение траектории фрезы при цилиндрическом фрезеровании детали с плоским контуром, заданным уравнением в неявной форме. Отсутствует метод расчета траектории фрезы при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной фасонным контуром, из условия постоянного его перекрытия диаметром фрезы. Не получили должного развития и уточнения аналитические методы расчета неровности профиля поверхности при цилиндрическом фрезеровании. Отсутствует метод расчета фактического радиального биения кромок фрезы при заданном эксцентриситете осей фрезы и шпинделя.

В каталогах фирм Европы и США, производителей фрез, отсутствуют сведения о радиальном биении зубьев фрез, а допустимое ГОСТ 18372 биение 20-30 мкм вызывает вопросы. Рекомендации по выбору подачи на зуб ( Sz) противоречивы. Справочник «Режимы резания для станков.с ЧПУ» (Гузеев В.И. и др., 2005г.), [41], рекомендует для концевых твердосплавных фрез с диаметром свыше Змм подачу Sz не менее 0,03 мм. Каталоги многих фирм («Sandvik Coromant», SGS, Seco и другие) дают весьма широкий диапазон выбора подач для твердосплавных концевых фрез с диаметром 1 -25 мм: от 0,001 до 1 мм.

Перечисленные выше задачи могут быть сведены к одной актуальной научно-технической проблеме: рационального выбора элементов кинематики формообразования поверхностей и выбора конструктивных элементов концевых фрез, непосредственно связанных с кинематикой формообразования поверхностей детали.

К таким элементам в данной работе относятся: траектория движения фрезы при обработке поверхностей детали с плоским фасонным контуром; диаметр и число зубьев фрезы; подача на зуб; фактическое радиальное биение зубьев и некоторые другие элементы.

В работах В.Ф. Боброва, A.C. Верещаки, Г.И. Грановского, В.А. Гречишникова., С.Н. Григорьева, Ю.М. Ермакова, С.И. Лашнева, Т.Н. Лоладзе, B.C. Люкшина, Ю.Е. Петухова, В.Н. Подураева, П.Р. Родина, Г.Н.Сахарова, И.И. Семенченко, Ю.В. Цвиса, М.И. Юликова и других отражены и развиты основные вопросы кинематики резания и формообразования, исследование которых начато А.И.Тиме, Я.Г.Усачевым, К.А.Зворыкиным, Н.Н.Зоревым, М.Н. Лариным, А.М.Розенбергом, М.И. Клушиным и другими.

Ю.Е. Петухов дополнил теорию формообразования учетом числа зубьев инструмента [89] и использованием численных методов [90], [92], что учтено и использовано в данном исследовании.

С.Ю. Илюхин использовал в решении задач формообразования методы алгебраической геометрии [52], также рассмотренные в настоящей работе. Работы Ю.М. Соломенцева, В.А. Гречишникова, С.Н. Григорьева, В. Д. Гурина, М.П. Козочкина, А.Р.Маслова, В.А.Рогова, Ф.С. Сабирова, B.C., Хомякова, К.Н. Шереметьева и других авторов, посвященные диагностики инструмента, вибрациям и шероховатости обработанной поверхности, учитывались при выборе задач и методов исследования.

Методы проектирования инструмента с использованием ЭВМ, в том числе, с применением численных и графоаналитических методов, изложенные в работах В.А. Гречишникова, Ю.Е.Петухова, О.В. Таратынова, М.И. Юликова и других, учтены и использованы в данной работе.

Целью работы является повышение эффективности работы цельных (составных) концевых твердосплавных фрез на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров фрез при двухкоординатной обработке деталей с прямолинейным и сложным фасонным контуром.

При достижении поставленной цели получены следующие научные и практические результаты, которые выносятся на защиту. Научная новизна работы состоит в:

- методике получения уравнений общей траектории концевой фрезы для обработки контура из двух участков разной формы;

- дифференциального уравнения траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании плоскости детали, ограниченной фасонным контуром, из условия постоянного перекрытия фрезой линии контура;

- математической модели выбора величины диаметра, числа зубьев, величины перекрытия фрезой заготовки из условия заданного числа одновременно работающих зубьев, при торцовом фрезеровании плоскости постоянной ширины концевой фрезой;

- аналитическом и графоаналитическом методах определения фактического радиального биения зубьев концевой фрезы на станке (с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка и фрезы) и определения теоретической высоты неровности (при цилиндрическом фрезеровании плоскости) с учетом биения зубьев;

- экспериментально установленном характере влияния подачи на зуб фрезы на ее стойкость при «сухой» обработке стали типа 08X18Н10 и влияния угла наклона винтовых зубьев фрезы на интенсивность вибраций при «сухой» обработке сталей 08Х18Н10 и 12Х15Г9НД;

- в экспериментальной проверке возможности снижения радиального биения зубьев фрезы за счет установки фрезы в патроне.

Практическая ценность работы состоит в:

- возможности обработки на станке с ЧПУ концевыми фрезами при цилиндрическом фрезеровании поверхности с фасонным плоским контуром из двух участков разной формы при использовании одной, общей траектории фрезы, что исключает переходные участки траектории на врезание и перебег (при условии достаточно малых погрешностей обработанного контура);

-возможности выполнить обработку концевой фрезой (при торцовом фрезеровании) плоской поверхности, ограниченной фасонным контуром, при постоянной величине перекрытия фрезой линии контура, что позволяет минимизировать заусенцы;

- рациональном выборе диаметра, числа зубьев и величины перекрытия концевой фрезой ширины заготовки при торцовом фрезеровании плоскости из условия заданного числа одновременно работающих зубьев для уменьшения колебаний сил резания;

- уменьшении радиального биения зубьев концевой фрезы за счет оптимизации установки фрезы в патроне, что повышает качество обработанной поверхности и стойкость фрез при чистовом фрезеровании с малыми подачами;

- повышении стойкости фрез при «сухой» чистовой обработке сталей типа 08X18Н10 за счет рационального выбора величины подачи на зуб.

Апробация результатов исследования.

Основные положения работы докладывались и получили одобрение на Х-й научной конференции МГТУ «Станкин-ИММ РАН» по математическому моделированию и информатике, на научно -методической конференции «Машиностроение - традиции и инновации» МТИ-08 , обсуждались на заседаниях кафедры «Инструментальная техника и технология формообразования» МГТУ «Станкин».

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе, 5 работ в журналах, входящих в перечень ВАК. Получены два патента на изобретение, подана заявка на изобретение.

Условные обозначения и термины, использованные в работе.

Учтены ГОСТ [24- 27], справочники и литература [15], [41], [48], [49], [67].

0 (с1) -диаметр фрезы;

Л (г) - наружный радиус фрезы (Э/2) или радиус окружности, проведенной через вершину определенного зуба фрезы; ( в главе 3 центр окружности с радиусом г расположен на оси фрезы; в главе 4 центр окружности с радиусом г расположен на оси шпинделя); гф (г) - число зубьев фрезы; со - угол наклона винтовой кромки (канавки) фрезы к оси фрезы; Рос (Роб) - осевой шаг винтовой канавки зуба фрезы; у - передний угол; а -задний угол; го- радиус округления кромки (обозначение по ГОСТ: р ); а -толщина срезаемого слоя; и -скорость резания, м/мин; Бг -подача на зуб;

1 -глубина резания [41];

В - ширина фрезерования [41];

11з -величина износа по задней поверхности;

8 -радиальное биение зубьев фрезы, закрепленной в шпинделе станка; 8с -радиальное биение соседних зубьев фрезы, закрепленной в шпинделе станка; СОЖ -смазочно-охлаждающая жидкость (или иное смазочно-охлаждающее средство, в том числе, воздух); сухая» обработка - без использования каких-либо смазочно-охлаждающих средств (жидких, твердых, газообразных); двухкоординатная обработка фрезерованием (в том числе, цилиндрическим или торцовым) — фрезерование при одном или более движениях подачи заготовки относительно фрезы, направление которых лежит в нормальной к оси фрезы плоскости; цилиндрическое (периферийное) фрезерование - обработка, при которой съем всего или основного объема снимаемого с заготовки слоя осуществляется кромками фрезы, расположенными на круглом цилиндре; торцовое фрезерование - обработка, при которой обработанная поверхность -плоскость, нормальная к оси фрезы; контур поверхности - плоская линия, ограничивающая заданную (или обработанную) поверхность ( без учета шероховатости этой поверхности); профиль поверхности - сечение заданной поверхности плоскостью, без учета шероховатости; в данной работе «контур» и «профиль» полностью идентичные понятия при цилиндрическом двухкоординатном фрезеровании; при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной лежащими в этой плоскости линиями, контур - линия, ограничивающая размеры плоскости; полином - многочлен, в том числе, с дробными или отрицательными степенями [49];

Mathcad (MathCAD) - система компьютерной математики [45,48]. Рис. х.у-номер рисунка, где х-номер главы; у - номер рисунка данной главы . Рис. Пх.у - номер рисунка, где х-номер приложения; у - номер рисунка данного приложения.

Примечание: при ссылках на использование расчетов в системе MathCAD используются термины этой системы, например, «are sin» обозначается как «asin»; в скобках указаны возможные обозначения этой же величины или термина, например, число зубьев обозначается «z», если в данном тексте не используется символ «z» как координата в системе х, у, z.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В данной диссертационной работе решена научно-техническая задача, имеющая важное значение для машиностроительного производства, заключающаяся в повышении эффективности работы цельных концевых твердосплавных фрез диаметром 3-20 мм, при двухкоординатной обработке, на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента (траектории, диаметра, числа зубьев фрезы, радиального биения зубьев, подачи на зуб и других).

2. Разработана методика получения уравнений общей траектории концевой фрезы для обработки контура из двух участков разной формы, что исключает переходные траектории на врезание и перебег.

3. Получено дифференциальное уравнение для расчета траектории концевой фрезы при торцовом фрезеровании плоскости, ограниченной фасонным контуром, из условия заданной на выходе зубьев фрезы величины перекрытия контура фрезой, что обеспечивает постоянную величину перекрытия с высокой точностью.

4. Сформирована математическая модель по определению конструктивных параметров инструмента, — величины диаметра фрезы Б, числа зубьев ъ , величины к перекрытия фрезой ширины В заготовки, - из условия заданного числа одновременно работающих зубьев, при торцовом фрезеровании плоскости концевой фрезой, что обеспечивает выбор любой из четырех переменных (Б, г, к, В).

5. Разработаны аналитические и графоаналитические модели по определению фактического радиального биения зубьев фрезы на станке с учетом эксцентриситета осей шпинделя станка и фрезы, Использование оптимальной угловой установки фрезы в патроне позволяет уменьшить фактическое радиальное биение зубьев на величину от нескольких процентов до 100-200% и более.

6. Разработаны методы расчета теоретической высоты Н неровности плоской поверхности при попутном цилиндрическом фрезеровании, что позволило установить влияние отдельных элементов кинематики формообразования на высоту неровности. Наибольшее влияние на высоту Н оказывает величина радиального биения зубьев.

7. Экспериментально установлено, что с увеличением подачи на зуб в диапазоне 0,005- 0,05 мм, при цилиндрическом попутном фрезеровании уступа с высотой 6 мм, при глубине резания 0,7 мм, скорости 120 м/мин, стойкость твердосплавных фрез диаметром 8 мм при «сухой» обработке стали 08X18Н10 возрастает.

8. Экспериментально установлено, что фрезы с диаметром 6 мм, с углом наклона винтового зуба 50°, при «сухом» цилиндрическом попутном фрезеровании фасонного и прямолинейного контура, при глубине резания 0,7 мм и ширине фрезерования 6 мм, дают значительно меньшие наблюдаемые вибрации по сравнению с фрезами, имеющими угол наклона винтовых зубьев 25-38°.

9. Экспериментально подтверждено, что при торцовом фрезеровании плоскости (сталь 45, НЯС 47) концевой твердосплавной фрезой с диаметром 8 мм, величина перекрытия фрезой ширины заготовки (на выходе зубьев из зоны резания) оказывает значительное влияние на величину заусенцев.

10. Экспериментально подтверждена возможность уменьшения радиального биения зубьев концевой фрезы, установленной на станке, за счет оптимальной угловой установки фрезы в цанговом патроне.

11. Рекомендации по использованию для чистовой обработки фрез с увеличенным углом наклона зубьев и способ контроля геометрии фрез использованы на инструментальном заводе ОАО «СИЗ»ТВИНТОС», а также в учебном процессе при проведении лабораторных работ.

1. Амбросимов С.К. Моделирование траектории движения инструмента для обработки сложных поверхностей // СТИН. — 2005. —№12. С. 22-24.

2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. -М.: Наука, 1988. 640 с.

3. Артюхин JI.JL, Балыков А. В., Гречишников В.А. и др. Процессы формообразования и САПР металлорежущего инструмента. Под общ.ред. В.А. Гречишникова. М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010. -356с.

4. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М.: Машиностроение, 1976.-431 с.

5. Афанасьев К.В., Швецов И.В., Щеголев В.А. Способ бесконтактного определения температуры в зоне резания при механической обработке. Пат. 2398659 РФ, МПК В 23 В 25/06 . Опубликован 10.09. 2010 г.

6. Баландин А.Д. Синтез и анализ поверхностей сложной формы. // Станки и инструмент. -1988. -№3 С. 16 -18.

7. Баранчиков В.И., Боровский Г.В., Гречишников В.А. и др. Справочник конструктора-инструментальщика -М.: Машиностроение, 1994. 560 с.

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

9. Безъязычный В.Ф., Лобанов A.B. Некоторые вопросы обработки фасонных поверхностей деталей двигателей летательных аппаратов. // Справочник. Инженерный журнал. -2002. -№ 8 С. 15 -19.

10. Справочник. Под общ. ред. А.Р. Маслова. М.: Изд-во ИТО, 2005. - 248 с.

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

12. Борисов А.Н. Геометрическая теория автоматизированного проектирования металлорежущих инструментов: Дис. докт. техн. наук. —Тула: ТулГУ, 1993. 284 с.

13. Борисов C.B. Разработка фасонных концевых фрез с винтовыми стружечными канавками на криволинейной поверхности вращения: Автореферат дис. канд. техн. наук. М: МГТУ «Станкин», 1998. - 21 с.

14. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1968. - 608 с.

15. Бугров Я.С., Никольский С.М. Дифференциальное и интегральное исчисление. -М.: Наука, 1988. 432 с.

16. Бушуев В.В. Особенности проектирования оборудования с параллельной кинематикой // СТИН. 2004. - № 5. - С. 3 - 7.

17. Васин С.А., Верещака A.C., Кушнер B.C. Резание материалов. Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании.

18. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 437 с.

19. Верещака A.C. Работоспособность режущего инструмента с износо- стойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993. - 336 с.

20. Верещака A.C., Кушнер B.C. Резание материалов. М.: Высшая школа, 2009. -535 с.

21. Власов В.И. Управление процессом резания и его диагностирование. // Диагностирование и контроль технологических систем в машино- строении: Сб. материалов / Под ред А.Р.Маслова. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2008. - С.182 -189.

22. Высокопроизводительная обработка материалов резанием. Sandvik Coromant. SandvikМКТС. -M: Изд-во «Полиграфия», 2003. -301 с.

23. Гжиров Р.И., Гречишников В.А., Логинов В.Г., Серебреницкий П.П.,

24. Соломенцев Ю.М. Автоматизированная система диагностирования. // Диагностирование и контроль технологических систем в машиностроении: Сб. материалов / Под ред. А.Р.Маслова. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2008. - С. 190-212.

25. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий. М.: Госстандарт, 1983. - 42 с.

26. ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий. М.: Госстандарт, 1988. - 24с.

27. ГОСТ 23597-79. Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 1979. -13 с.

28. ГОСТ 18372-73. Фрезы концевые твердосплавные. Дата актуализации текста 2008 г. - М.: Изд-во стандартов, 1984. -15 с.

29. Грановский Г.И. Кинематика резания. М.: Машгиз, 1948. - 200 с.

30. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностроит. и приборостроит. спец. вузов. М.: Высш. школа, 1985.-304 с.

31. Гречишников В.А., Юрасов С.Ю., Гладышев A.B. и др. Способ фрезерования поверхностей сложного контура.// Патент RU 2422251, МПК В23С 3/00 Бюл. изобретений №18,2011.

32. Гречишников В.А., Григорьев С.Н., Кирсанов C.B., Кожевников Д.В., Кокарев В.И., Схиртладзе А.Г. Металлорежущие инструменты.: Учебник. М.: ИЦ МГТУ «Станкин». - Янус-К,2005. 568 с.

33. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Выбор геометрии лезвийного режущего инструмента. Материалы III междунар. науч.-техн. конф. Т.1. Нальчик: Кабардино-Балкарский гос. ун-т, 2007. - С. 20 - 23.

34. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Использование компьютерной математики в инструментальном производстве. Вестник МГТУ Станкин, , 2008.- №4.— С.11-15.

35. Гречишников В.А., Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. Математическое моделирование в инструментальном производстве. М.: МГТУ Станкин, 2003. -113 с.

36. Григорьев С.Н. Эффективность процессов обработки: Учеб. пособие. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2006. -284 с.

37. Григорьев С.Н., Маслов А.Р., Синопальников В.А. Резание металлов в автоматизированном производстве. М.: Издательский центр МГТУ «Станкин» , 2008. - 372 с.

38. Григорьев С.Н.,Черкасова Н.Ю. Минимизация размеров заусенцев при сверлении с помощью нанесения антифрикционного покрытия на инструмент// Справочник. Инженерный журнал, 2005.-№8.- С.37-39.

39. Григорьев С.Н., Черкасова Н.Ю. Краевые дефекты изделий при обработке резанием. Методы обеспечения качества: Учеб. пособие. — М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2005. -152 с.

40. Гузеев В.И., Батуев В.А., Сурков И.В. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно- расточных станков с числовым программным управлением: Справочник. -М.: Машиностроение, 2005. 368 с.

41. Гуревич Я.Л. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Гуревич Я.Л., Горохов М.Г., Захаров В.И., Земина Н.Л., Пленина O.A., Прохоров А.Н., Соломахин А.Л.: Под ред. Розно H.A. -М.: Машиностроение, 1976. 175 с.

42. Гурин В.Д., Григорьев С.Н. Алешин C.B., Семенов В.А. Исследование силовых параметров при фрезеровании концевыми фрезами для диагностирования состояния режущего инструмента // Справочник. Инженерный журнал. —2005. №8. - С.ЗЗ - 36.

43. Гурин В.Д., Синопальников В.А. Диагностирование концевых фрез по силовым параметрам / Сб. трудов IV Междунар. науч.-техн. конф. Брянск: БГТУ, 2001.-С. 3.

44. Гурский Д.А., Турбина Е.С. Вычисления в Mathcad 12. СПб.: Питер, 2006.- 544 с.

45. Диагностирование и контроль технологических систем в машиностроении: Сб. материалов / сост. и ред. А.Р Маслов. -М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2008.- 240 с.

46. Дружинский И.А. Сложные поверхности: Математическое описание и техническое обеспечение: Справочник. — Л.: Машиностроение, 1985. —263 с.

47. Дьяконов В.П. Mathcad 2000 СПб.: Питер, 2000. - 586 с.

48. Дьяконов В.П. Maple 9 в математике, физике и образовании. М: СОЛОН-пресс. - 2004. - 688 с.

49. Ермаков Ю.М. Комплексные способы эффективной обработки резанием: Библиотека технолога. -М.: Машиностроение, 2005.- 272 с.

50. Жеков Г.К. Исследование конструкции и технологии изготовления твердосплавных фрез-коронок и процесса фрезерования ими конструкционных и хромоникелевых сталей. Автореф. дисс. . канд.техн.наук. — М.: Мосстанкин, 1971. -26 с.

51. Илюхин С.Ю. Каркасно-кинематический метод моделированияформообразования поверхностей деталей машин дисковым инструментом. Дис. докт. техн. наук. -Тула.: ТулГУ, 2002. 390 с.

52. Истоцкий В.В. Выбор оптимальной формы шлифовальных кругов для профилирования стружечных канавок концевых фрез. / Вестник Тульского гос. ун-та. Серия «Инструментальные и метрологические системы». Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. -С. 174 - 177.

53. Каталог инструмента- Серпухов: Серпуховский инструментальный завод «ТВИНТОС», 2007. 24 с.

54. Кацев П.Г. Статистические исследования режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1974. 240 с.

55. Капггальян И.А. Система диагностики состояния и коррекции инструмента на токарных станках с ЧПУ// СТИН. -2003. -№4. С. 10 - 14.

56. Киселев С.А., Григорьев A.C., Геранюшкин A.B., Пушков P.JI. Прогнозирование стойкости инструмента при чистовой обработке // Вестник МГТУ «Станкин», 2008. -№4. -С. 23 32.

57. Кириллов А.К. Новый подход к повышению экологической чистоты технологических процессов механообработки // Вестник МГТУ

58. Станкин» , 2008. -№4 . С. 172 - 179.

59. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оценка состояния заготовок виброакустическими методами // СТИН. 2008. -№6. -С. 31-34.

60. Колесов К.Н. Расчет кинематических задних углов фрез // СТИН. 2007. -№3.-С. 14-16.

61. Колесов К. Н. Способ обработки фасонных поверхностей на станке с ЧПУ // СТИН. 2009. - №2. -С. 13 - 15.

62. Колесов К.Н. Выбор траектории движения инструмента при обработке сложных поверхностей // Вестник ТулГУ. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. — С. 155 -157.

63. Колесов К.Н. Компьютерная модель торцового фрезерования // Справочник. Инженерный журнал. 2008. -№11. - С. 21 - 24.

64. Колесов К.Н. Математические модели концевых твердосплавных фрез // СТИН. 2009. -№12. - С. 6 -7.

65. Колесов К.Н. Способ обработки точением поверхностей сложного контура. //Патент RU, №2422248 РФ, МПК В 23 В 1/00. Дата регистрации 27. 06. 2011.

66. Колесов К.Н. Способ обработки резцом с круглой режущей кромкой поверхностей сложного контура.// Патент RU, №2422249 РФ, МПК В 23 В 1/00. Дата регистрации 27. 06. 2011.

67. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. - 831 с.

68. Курош А.Г. Курс высшей алгебры: Учебник для университетов. —М.: Наука , 1971.-432 с.

69. Ларин М.Н. Основы фрезерования. М.: Машгиз, 1957. - 272 с.

70. Лашнев С.И. Юликов М.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. - 392 с.

71. Либерман А.И. Расчет многолезвийных инструментов, работающих методом копирования. М.: Машгиз, 1962. - 360 с.

72. Липатов A.A. Влияние неустойчивости стружкообразования на изнашивание твердосплавного инструмента при резании аустенитной стали // СТИН. 2008. - №6. - С. 17-19.

73. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982. - 320 с.

74. Люкшин B.C. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов. —М.: Машиностроение, 1968. 372 с.

75. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 14. -СПб.: Питер, 2007. —592 с.

76. Малевский Н.П., Мурзаев A.B. Профилирование винтовых поверхностей осевых инструментов. // Справочник. Инженерный журнал. Приложение №1,2005. — №1- С. 2 19.

77. Мальцев О.С, Лидер В.Я. Испытания цельных твердосплавных концевых фрез. -М.: Минстанкопром СССР. ВНИИ, 1966. 14 с.

78. Марочник сталей и сплавов. / А.С.Зубченко , М.М.Колосков , Ю.В. Каширский и др.: Под ред Зубченко A.C. -М.: Машиностроение, 2003. -783 с.

79. Маслов А.Р. Конструкции и эксплуатация прогрессивного инструмента. -М.: Изд-во «ИТО», 2006. 166 с.

80. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента: Справочник. -М.: Машиностроение,1996. 240 с.

81. Металлорежущий инструмент «Sandvik Coromant». Основной каталог.

82. C-290:5-RUS/01. -2007. Раздел «Фрезерование», 182 с.

83. Минько A.A. Статистический анализ в MS EXEL -М., СПб., Киев: Изд-во "Диалектика", 2004. 438 с.

84. Михайлов С.В. , Скворцов Д.С. Математическая модель схода стружки с инструмента // СТИН. 2004. -№6. - С. 28 -31.

85. Моисеев В.Ф., Григорьев С.Н. Инструментальные материалы. Монография. -М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2004. -248 с.

86. Нартя В.И., Ребане Ю.К. Построение системы математических моделей сложных поверхностей // Станки и инструмент. 1993. - №2. - С. 6 - 10.

87. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для многоцелевых станков фрезерно-сверлильно-расточной группы. М.: ВНИИТЭМР, 1986. -160 с.

88. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974. 587 с.

89. Пахомов В.В., Дубровин И.Ф. Исследование режущих свойств цельных твердосплавных концевых фрез. — М.: Минстанкопром СССР. ВНИИ, 1966. -9 с.

90. Петухов Ю.Е. Проектирование инструментов для обработки резанием деталей сфасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства. /Автореферат дисс. . докт. техн. наук. -М.: МГТУ «СТАНКИН», 2004.-46 с.

91. Петухов Ю.Е. Проектирование производящей инструментальной и исходной поверхностей на основе методов машинного моделирования./ Диссертация на соискание степени кандидата технических наук.-М.: Мосстанкин. 1984.—240с.

92. Петухов Ю.Е. Профилирование режущих инструментов в среде T-Flex CAD 3D // Вестник машиностроения. 2003. -№8. - С. 67-70.

93. Петухов Ю.Е. Формообразование численными методами. М.: Янус-К, 2004. -198 с.

94. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Т.1- М.: Наука, 1970-456 с.

95. Плотников A.JI., Чигиринский Ю.Л., Фролов Е.М., Крылов Е.Г. Новая методика построения модулей расчета режимов резания в САПР ТПП механической обработки // СТИН, 2009. №2. -С. 19-25

96. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. -М.: Высшая школа, 1974. 587 с.

97. Полканов Е.Г. Разработка технологии изготовления фасонного режущего инструмента повышенной износостойкости. Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. М.: МГТУ Станкин, 2004. - 23 с.

98. Процессы формообразования и САПР металлорежущего инструмента. Под ред. В.А. Гречишникова. М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010. -356с.

99. Раздобреев А.Х. Влияние биения фрезы на выбор режима резания. // Станки и инструмент. 1972. -№2 - С. 37-38.

100. Рогов В.А. ,Фомин Е.В., Фомин A.B. Система автоматизированного расчета оптимальных режимов резания хладостойких сталей при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании // СТИН. 2010. -№5. -С.31-32.

101. Рогов В.А., Елин А.В. Математическая модель определения шероховатости композиционных материалов в зависимости от режимов обработки // СТИН. 2008. -№4. - С.31-34.

102. Родин П.Р. Основы формообразования поверхностей резанием. -Киев: Вшца школа, 1977. -192 с.

103. Розенберг А.М., Розенберг Ю.А., Тахман С.И. Исследование сил резания при обработке черных металлов твердосплавными цилиндрическими фрезами.- М.: Минстанкопром СССР. ВНИИ, 1966. 14 с.

104. Романов В.Ф. Расчеты зуборезных инструментов. М.: Машиностроение, 1969.-255 с.

105. Сахаров Г.Н. Обкаточные инструменты. -М.: Машиностроение, 1983. -230 с.

106. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1962. -952 с.

107. Синопальников В.А., Григорьев С.Н. Надежность и диагностика технологических систем: Учебник. -М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К. , 2003. -331 с.

108. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Павлов В.В., Рыбаков АВ. Информационно-вычислительные системы в машиностроении. CALS- технологии. -М.: Наука, 2003.- 292 с.

109. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления: Учебное пособие. -М.: Логос, 2005. -296с.

110. Справочник конструктора-инструментальщика. / Под ред. В.А. Гречишникова и С .В.Кирсанова. -М.: Машиностроение, 2006. -542 с.

111. Справочник инструментальщика. // И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко, А.В. Онишко, А.К. Сергеев.: Под общ. ред. И.А. Ординарцева.- Л.Машиностроение, 1987. 846 с.

112. Таратынов О.В. Проектирование и расчет металлорежущего инструментана ЭВМ: Учебное пособие.- М.: Издательство МГИУ, 2006. -380 с.

113. Ташлицкий Н.И. Особенности изнашивания твердосплавного инструмента при прерывистом резании // Вестник машиностроения. 2005. — №7. - С. 5556.

114. Устройство для обработки обкаткой двухсторонней гиперболической поверхности. МКИ 5 B23Q; В23В 5/36 // Реферативный журнал «Изобретения стран мира», 1991. №19. - С.40.

115. Хадиуллин С.Х. Микроструктурные исследования изнашиваемых поверхностей твердосплавного инструмента // СТИН . 2008. -№3. — С. 12

116. Чемборисов H.A. Профилирование дисковых режущих инструментов для обработки винтовых поверхностей цилиндрических и конических деталей. /Дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Казань: КГУ, 2003. -399 с.

117. ЧеркашинВ.П. Концевая фреза с раздельной схемой обработки //С ТИН. 2009. —№8. -С.15-17.

118. Шереметьев К.В. Влияние ускорительной головки планетарного типа на качество обработанной поверхности при фрезеровании концевыми фрезами./ Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. -М.: МГТУ «Станкин», 2002. 126 с.

119. Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесов Н.В. Проектирование и производство режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1987.-296 с.

120. ЮнусовФ.С. Аппроксимация кривой, образующей профиль режущего зуба червячной фрезы ломаной линией//Веспшкмашиностроения. -2003.—№ 9. С.53.57.

121. Юрасов С.Ю Способ фрезерования поверхностей сложного контура.// Регистр, номер 2008141381/02 (053657). Заявка на изобретение от 20.10.2008.

122. Юрасов С.Ю. Геометрия конических инструментов с винтовыми зубьями // СТИН. -2006. —№2. С.24 -26.

123. Aronson R. Эволюция и революция материалов // Manufacturing Engineering. 2004. - Vol.133. -№1. - P. 2-6.

124. Kolesov K.N. Calculation of the Kinematic Back Angles of Milling Cutters// Russian Engineering Research. Allerton press, June 2007. V. 27. -Number 6. - P. 379-380.

125. Kolesov K.N. Machining Complex Surface Using Numerically Controlled Equipment // Russian Engeneering Research. Allerton press, May 2009. V. 29. -Number 5.-P. 507-508.

126. Kolesov K.N. Model of Hard-Alloy End Mills // Russian Engeneering Research. Allerton press , March 2010. V. 30. - Number 3.- P. 285-286.

127. Conrad Carbid. Grades. KFS Conrad Carbid GmbH. Germany. E-mail: info@ conrad carbide, com.

128. Sandvik Coromant. Новые инструменты от Sandvik Coromant // Дополнение к «Основному каталогу 2008». Каталог С-2900: 128-RUS/01 С. D11-D19.

129. Sandvik Coromant. Основной каталог. С-2900:5-RUS/01, 2007. -Фрезерование. С. Dl- D181.

130. SECO. Подборка из каталога SECO 2005. // Seco Tools АВ. SE-737 82. -Fagersta, Sweden -249р.

131. SECO. Каталог 02449640. Seco Tools АВ. -2004 .-215 p.

132. SGS Tool Company (США). Монолитные твердосплавные инструменты. Каталог инструмента. Русская редакция ООО ТД «ХАЛТЕК». 2006.73 с. www.sgstool.com

133. Weinert К. Новые инструментальные материалы для повышения производительности обработки// Werkstatt und Betrieb. 2002. -Nr.7. - p. 2526,31-32.