автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности шлифования трехслойных металл-композитных систем

На правах рукописи

Пашнёв Владислав Альевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛ-КОМПОЗИТНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.02.08 — «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2005

Работа выполнена на кафедре '(Технология машиностроения» Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

A.A. Кошин

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор JI.B. Худобин

кандидат технических наук,

B.В. Райт

Ведущее предприятие - ОАО НПО «Композит», г. Челябинск

Защита диссертации состоится « Ч » ОССР^и^ 2005 г., в , на заседании диссертационного совета Д212.298.06 в Южно-Уральском государственном университете по адресу:454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, ауд. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮУрГУ.

Автореферат разослан « 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета /1

доктор технических наук, профессор /[/и ъ И.А. Щуров

£и6о'Ъ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Слоистые металл-композитные системы - конструкции из слоев металлов и полимерно-композитных материалов - применяются в наукоемких, так называемых высоких технологиях: космическое машиностроение, авиа- и ракетостроение. Эти системы нашли применение в конструкциях подшипниковых узлов, при создании неподвижных соединений и 1 .д. Выпускается даже специальная группа полимерно-композитных материалов - фиксаторы. Эти материалы рассчитаны на передачу определенного крутящего момента, и соединение на их базе обеспечивает одновременно и функцию предохранительной муфты. Фиксаторы заменяют посадки с натягом, резьбовые соединения, шпоночные и т.д.

Широкое применение во всех отраслях промышленности, и в первую очередь в металлургии, энергетике, транспорте, горнодобывающих и нефтегазовых отраслях, металл-композитные системы нашли в ремонтных полимерно-композитных технологиях.

Применение полимерно-композитных материалов является радикальным направлением в технологиях восстановления, ремонта и профилактики износа рабочих поверхностей деталей машин. Принципиальным преимуществом полимерно-композитных технологий является простота их реализации. Ремонтные полимерно-композитные материалы (ПКМ) в технологическом состоянии представляют собой пастообразный или жидкий продукт, что обусловливает простоту технологического процесса их нанесения на ремонтируемую поверхность. Полимеризация же, после которой они приобретают конечные свойства, происходит в естественных условиях, не требуя нагрева, создания давления и т. д. Практическое отсутствие усадки после полимеризации обеспечивает высокие точностные показатели восстановленной поверхности и минимальный припуск на финишную обработку. В настоящее время сформировался ряд специализированных предприятий по ремонту и восстановлению рабочих поверхностей с использованием ПКМ.

Зарубежная и отечественная промышленность к настоящему времени освоила выпуск широкую номенклатуру ремонтных ПКМ (свыше 400 марок).

Анализ ремонтных полимерно-композитных технологий, выполненных в специализированных ремонтных организациях Уральского региона и Москвы, показал, что в 75% случаев ремонтов с применением металл-композитных систем в качестве финишной обработки применяется шлифование.

Процесс шлифования сопряжен с силовым и тепловым воздействием на заготовку. Практика показывает, что шлифование металл-композитных систем приводит к целому ряду специфических дефектов (прожоги шлифуемой поверхности, прижоги слоя ПКМ, разрушение целостности слоистой системы). Для исключения появления дефектов в металл-композитной системе при шлифовании на производстве шлифование ведется на заведомо заниженных режимах путем

подбора их вручную в процессе шлифованг

Таким образом, практика производства требует повышения эффективности шлифования металл-композитных систем и разработки рекомендаций по назначению бездефектных режимов их обработки.

Цель. Повышение эффективности бездефектного шлифования металл-композитных систем.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.

1. Разработать модель напряженного состояния металл-композитной системы при шлифовании ее рабочего слоя;

2. Разработать модель температурного поля металл-композитной системы при шлифовании ее рабочего слоя;

3. Установить связи между показателями полей напряжений и температурного поля, режимами шлифования и дефектами металл-композитной системы;

4 Разработать рекомендации по назначению эффективных бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем

Научная новизна

1. Установлено, что при шлифовании металлического рабочего слоя металл-композитной системы по режимам, рекомендуемым нормативами для металлов, происходит появление дефектов в виде прижогов шлифуемой поверхности, прижогов в слое Г1КМ, разрушения монолитности системы.

2 Разработана математическая модель напряженного состояния металл-композитной системы при шлифовании, на основе которой выявлены зависимости напряжений в слое ПКМ от технологических условий обработки и конструкции системы.

3 Разработана математическая модель температурного поля металл-композитной системы при шлифовании, где впервые учтено, как охлаждающее, так и смазывающее действие технологической жидкости. В результате на базе модели:

выявлено влияние слоистости на характер температурного поля;

- установлено что температурное поле в металл-композит пой системе при шлифовании необходимо рассматривать во всем цикле шлифования;

- выявлены критериальные температуры, которые определяют возникновение тепловых дефектов шлифования в металл-композитной системе;

- установлены зависимости критериальных температур от условий обработки и конструкции системы.

4 Предложена система ограничений на режимы по качеству.

- предельная температура шлифуемой поверхности;

- предельная температура на внешней границе слое ПКМ;

- система ограничений по несущей способности слоя ПКМ;

- снижение несущей способности слоя ПКМ при нагреве.

Практическая ценность

1. Рассчитаны напряжения в слое ПКМ металл-композитной системы для типовых конструкций, номенклатуры промышленных ПКМ в диапазоне нагрузок режимов шлифования, которые сведены в альбом (720 полей напряжений).

2. Разработан программный модуль TEMSS, который позволяет рассчитать все характеристики температурного поля в слоях металл-композитной системы в зависимости от конструкции системы, свойств материалов её слоев, режимов шлифования и времени шлифования.

3. Разработаны инженерные методики назначения бездефектных режимов шлифования:

- снижение подачи до уровня обеспечения бездефектности шлифования металл-композитной системы;

- прерывистый цикл шлифования.

Внедрение результатов работы

1 Разработан руководящий технический материал (РТМ) «Шлифование металл-композитных систем», внедренный на ряде промышленных предприятий Уральского per иона- ОАО «НПО «Композит», ООО «Обион», ООО «ЧИЗ» (г. Челябинск). ОАО «ЗМЗ» (г. Златоуст).

2 Разработаны карты неполного штучного времени на шлифование ^етапл-композитчых систем, включенные в «Межотраслевые нормативы времени на ремонт оборудования с использованием полимерно-композитных материалов». Нормативы утверждены Научно-методическим Советом Центрального бюро нормативов по труду Министерства труда и социального развития РФ и сданы в печать

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях в ЮУрГУ (2000, 2001, 2004 гг.), международной конференции (г. Баку — 2005 г). Результаты работы прошли промышленную апробацию.

Публикации по теме. По теме работы опубликовано 8 печатных работ в виде научных статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения. пяти глав, заключения, списка литературы (133 наименования) и четырех приложений. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста. включает 76 рисунков и 29 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, практическая значимость работы, сформулированы теоретические предпосылки выполнения исследования.

В первой главе выполнена систематика слоистых систем на базе полимерно-композитных материалов Слоистая система на базе полимерно-композитных материалов - это конструкция, состоящая из слоев металла и ПКМ Основу конструкции составляет металл. Рабочие поверхности образуются системой слоев из металлов и полимерно-композитных материалов. Одним из видов слоистых систем является система, когда рабочий слой выполнен из металла, а между ним и основным металлом изделия располагается слой ПКМ. Этот тип слоистых систем на базе ПКМ получил название металл-композитной системы.

Такие системы применяются для ремонта тяжело нагруженных деталей, когда их рабочие поверхности испытывают большие контактные нагрузки Эти решения применяются при восстановлении изношенных подшипниковых шеек валов прокатных станов, шпинделей металлорежущих станков и т д.

В настоящее время сформировался ряд специализированных предприятий по ремонту и восстановлению рабочих поверхностей с использованием ПКМ: ОАО ММК «Мосинтрастл и ОАО «Лео» (г Москва). ООО «Велон» (г Екатеринбург), ОАО «Парма Сервис» (г. Магнитогорск), О^О НПО «Композит?» (г Челябинск) и т.д

К настоящему времени на мировом рынке промышленных ПКМ насчитывается около 400 марок как зарубежных («Bebona», «Multimetall», «Diamant». «Loc-tite». «Devcon». «Unirep» и т д ), так и отечественных («Лео», «Chester molecular», «Десан», «Полирем». «Реком» и т д ).

При проектировании ремонтных технологий с использованием ПКМ необходимо сопоставлять физико-механические свойства конструкционного материала со свойствами ПКМ. По прочности промышленные ПКМ уступают конструкционным материалам - сталям и сплавам. Кроме того, прочностные свойства ПКМ зависят oí способа приложения нагрузки. Предел прочности ПКМ при сжатии превышает предел прочности при растяжении в 5 раз Преде т прочности при отрыве ПКМ от стали в 10 раз меньше, чем его предел прочности при растяжении

Тепловые свойства ПКМ отличаются от тепловых свойств конструкционных материалов' теплоемкость в 30 раз меньше чем у стали; теплопроводность по сравнению с черными металлами меньше в 2,*» - 4 раза, с цветными - в 100 раз

Промышленные ПКМ имеют порог теплостойкости, который составляет 100 230 °С Кроме того, ряд ПКМ имеет падающую температурно-прочностную характеристику

Финишная обработка металл-композитных систем как правило, включает процессы шлифования. Анализ ремонтных технологий на предприятиях Уральскою региона и Москвы показал, что при шлифовании рабочего слоя металл-композитной системы по режимам, рекомендуемых нормативами для шлифуемо-

го металла, возникает ряд специфических дефектов: прижог шлифуемого металла, деструкция полимерно-композитного материала, отслоение или разрушение полимерно-композитного слоя. Поэтому на практике работают на сильно заниженных режимах шлифования, которые подбирают экспериментально.

Таким образом, низкий порог теплостойкости и прочностные характеристики ПКМ могут являться сдерживающими факторами при назначении режимов шлифования.

Для разработки рекомендаций по бездефектным режимам шлифования металл-композитной системы необходимо в первую очередь решение двух задач' анализ напряженного состояния и температурного поля в слоистой системе при шлифовании её внешнего слоя.

Фирмой Loctite предложены модели расчета статического усилия выпрес-совки и крутящего момента для цилиндрических клеевых соединений Модели работают для тонких слоев ПКМ и симметричной нагрузки, что далеко от схемы нагружения при шлифовании.

Нагрузка при шлифовании прикладывается локально, и рабочий слой в металл-композитной системе работает подобно балке на упругом основании, когда кроме сжимающих возникают и растягивающие напряжения. Поскольку предел прочности ГТКМ при растяжении в 10 раз меньше, чем при сжатии, возникают предпосылки разрушения ПКМ по растягивающим напряжениям. Модели балки на упругом основании описывают перемещение балки. В нашем же случае интерес представляет напряженное состояние полимерно-композитного слоя, то есть упругого основания балки. Поэтому такую задачу необходимо ставить, исходя из общих положений теории упругости.

Теплофизика процесса шлифования весьма проработана. Существует множество математических моделей, описывающих температурное поле при шлифовании для монолитных деталей (П.И. Яшерицын. С.Г. Редько, В.А. Сипайлов. A.B. Подзей, A.B. Якимов, С.Н Корчак и др.). Д.Е. Анельчиком разработана температурная модель для деталей с покрытиями Её можно применить для двухслойных систем. Решений для более сложных систем, в том числе, металл-композитных, не обнаружено.

Анализ известных методик назначения режимов шлифования показал, что всегда включается ограничение по прижогу шлифуемой поверхности. П.П Пере-верзевым сформирована полная система ограничений при шлифовании монолитных деталей. Д Е. Анельчиком показано, что при шлифовании покрытий необходимо ввести дополнительное ограничение по температуре гга границе покрытия и подложки Стедовательно, для металл-композитных систем необходимо вводить ограничения на режимы, отражающие специфик) образования дефектов в них.

Вторая Ziiaea посвяшена исследованию напряженного состояния трехслойной металл-композитной системы при шлифовании её рабочего слоя.

Шлифование цилиндрических металл-композитных систем, в основном, производится по схеме круглого наружного врезного шлифования с радиальной подачей.

Напряженное состояние системы в этом случае формируется в результате силового воздействия шлифовального круга на заготовку составляющими силы резания Р; и Р, (рис 1).

Для такой схемы нагружения можно в соответствии с фундаментальными положениями теории упругости ставить известную плоскую контактную задачу теории упругости для системы трех тел при внешней нагрузке.

Описание деформируемого объекта в этой задаче сводится к заданию формы и размеров контактирующих тел и указанию контактных поверхностей. В полярных координатах система трех тел, в соответствии с расчетной схемой (см. рис. 1), описывается соотношениями' первое тело - {0 < <р 1к\ Л2 £ г < Я,}; второе тело {()<«?< 2ж. й третье тело - {о < < 2?г,й, <г </?,}. Условия контакта тел:

к.

контакт межд> первым и вторым гелом ,

контакт между вторым и третьим

Условие равновесия обеспечивает реакция центров, которую задаем в виле фиксации в пространстве окружности контакта центров с заготовкой' а| ,, О

Описание приложенной нагрузки сводится к заданию напряжений на внешней границе-

^ при г = Я: а<<р1а

< К = п

-0 при/" - /?,; ре [-а а].

Ввиду спожности задачи и отсутствия аналогов принято целесообразным дтя решения в первом приближении, то есть для выявления характера влияния слоистости на напряженное состояние, использовать компьютерные технологии решения, опираясь на известные программные продукты. Установленный в Вы-

Слои ПКМ Основной патериал

Рис. 1. Схема нагружения шлифуемой заготовки

числительном Центре ЮУрГУ пакет прикладных программ ANSYS, реализующий метод конечных элементов, позволяет решать задачи подобного уровня.

Действие сил в слоистой системе распространяется через слои без потерь. В среде ANSYS для задания таких объектов используется операция склеивания объектов. Поэтому трехслойную систему можно рассматривать как единый объект с различными физико-механическими характеристиками в слоях, которые соответствуют материалу вала, ПКМ и материалу рабочего слоя.

При разбиении на конечные элементы принята нерегулярная сетка, мелкая в рабочем слое и в слое ПКМ и крупная в зоне основного материала. Тип конечных элементов - Plane 42, плоский, 4-х узловой с двумя степенями свободы.

Результатами расчетов являются поля напряжений <jt,an,cyy,aM, описанные линиями уровня, каждая из которых выделена своим цветом (рис. 2).

По разработанной модели произведен расчет напряжений в полимерно-композитном слое для типовых конструкций металл-композитных систем в диапазоне деформационных свойств промышленных ПКМ и в интервале нагрузок шлифования. Полученные в результате расчетов 720 типовых полей напряжений оформлены в виде альбома и приведены в приложении к диссертации.

гм

" .'''Si/: Поте паппяжений

о; ^«'-г/ — / Шкала уровня

Рис. 2 Поле напряжений в металл-композитной системе Анализ этих типовых полей показал, что распределение напряжений по слоям существенно зависит от конструкции системы, свойств ПКМ и прилагаемой нагрузки. При этом установлено, что в металл-композитной системе проявляется эффект балок на упругом основании, то есть кроме зоны максимальных сжимающих напряжений, расположенной в окрестности точки приложения сил резания, формируется ряд зон максимумов растягивающих напряжений, которые распределены по рабочему кольцу и кольцу полимерно-композитного слоя.

Посредством выявления максимальных значений напряжений в слое ПКМ на рассчитанных полях (о\,<7п установлены зависимости этих значений

от модуля упругости ПКМ, конструкции металл-композитной системы и силы резания Ру. При этом отдельно рассматривались максимумы сжимающих и растягивающих напряжений. На рис.3 приведены примеры этих зависимостей.

Рис 3 Максимальные напряжения ах в полимерно-композитном слое в зависимости от конструкции металл-комиозигной системы (О к ¿>, мм), прилагаемой нагрузки {Ру) и модуля Юнга ПКМ (Л, МПа ) -А-2, — 5, —•—10, "~*~20, 50, 100,

"•"150 , 200 МПа.

0,75 ^ д 0,50 -0,25 -

0.00 -о

20000 40000 б) 50 - 5 -3

Установлено, что при увеличении модуля упругости ПКМ с 2 до 200 МПа, при равных конструктивных и технологических условиях, максимальные сжимающие напряжения ах увеличиваются в 1,5...2 раза, растягивающие- в 1,2 ..1,5 раза. Максимальные сжимающие напряжения увеличиваются в 1,6...2.5 раза,

растя! ивающие - в 1,3. 1,5 Силы резания существенно влияют на напряжения в почимерно-композитном слое Увеличение Р} в 7 раз приводит к возрастанию максимальных сжимающих напряжений о\ в 2 .4,2 раза, растягивающих - в 1,8 3,8 раза. Максимальные сжимающие напряжения at увеличиваются в 2,2 .3,4 раза Увеличение толщин рабочего (до 8 мм) и полимерно-композитного

(до 5 мм) слоев приводит к снижению максимальных напряжений как сжимающих, так и растягивающих в 2,5 раза.

В итоге установлено, что в диапазоне норма! ивных режимов шлифования в полимерно-композитном слое металл-композитной системы при шлифовании её рабочего слоя могут возникнуть напряжения, превышающие предельно допустимые для промышленных полимерно-композитных материалов

В третьей главе разработана математическая модель теплопередачи в слоистой системе при шлифовании её рабочего слоя и проведен анализ температурных полей в трехслойных металл-композитных системах.

Для круглого врезного шлифования общепринятой является расчетная схема, когда действие шлифовального круга заменяется тепловым источником мощности q, распределенным по дуге контакта. За пределами действия теплового источника происходит отвод тепла в технологическую жидкость с коэффициентом тептоотдачи а Распространение же тепла происходит в среде, вращающейся с угловой скоростью си.

Этот процесс описывается дифференциальным уравнением теплопроводности с конвективным членом Переходом в подвижную систему координат задачи такого типа в теплофизике шлифования традиционно сводятся к одномерной задаче теплопроводности в полубесконечном стержне. Чередование действия теплового источника и отвода тепла в технологическую жидкость описывается как функция времени, т.е. ставится смешанная краевая задача.

По аналогии с этим для теплопроводности в слоистой системе принята одномерная расчетная схема (рис 4) Задача ставится на стержне конечной длины / Стержень разбит на п частей, каждая из которых имеет свои теплофизические свойства. Источник д и теплоотдача а распределены во времени в соответствии с нахождением сечения заготовки в зоне шлифования или вне ее.

Для учета рассеивания тепла в тело заготовки на каждом /-м слое введены боковые отводы тепла к Уравнение теплопроводности для данной схемы примет вид: СрИ, = Я ип - уи х е [о,/I]. Начальное условие 0\х.0) - 0. Краевые условия: на левом конце стержня (х-0) задано обьединеннос условие

Рис. 4 Расчетная схема теплопередачи в слоистой системе

A U J0,/) = iafJ(0,í)-(1 i)q(t), описывающее при /=1 действие источника*/ и теплоотдачу а при па правом конце поставлено дополнительное условие третьего рода (теплоотдача интенсивностью а„ вглубь заготовки) Л Uu,(l,t)~ -aJJ(l,l). Теплофизические константы C,,p,,Á ,v, считаются кусочно-постоянными на каждом интервале (х, х, (). Такая обобщенная постановка описывает процесс теплопередачи в слоистой системе из п слоев.

Решение этой смешанной краевой задачи проведено методом конечных элементов с использованием квадратичной интерполяции. Для реализации полученной в итоге неявной численной схемы разработан специальный программный модуль TEMSS Результаты работы модуля - массив значений температур и эпюры температур по глубине заготовки в текущий момент времени.

В рамках проверки адекватности разработанной модели проведена оценка её соответствия известным решениям теплофизики шлифования для монолитных заготовок. Разница полученных температур не превысила 10%.

Адекватность учета слоистости системы проверена экспериментально. Шлифовались образцы с двумя искусственными термопарами на верхней и нижней границах слоя ПКМ. Разница температур на границе слоя ПКМ, полученных экспериментальным и расчетным путем, также не превысила 10%.

С использованием разработанного программного модуля проведен комплексный анализ температурных полей для типовых металл-композитных систем, номенклатуры промышленных ПКМ и диапазона нагрузок (порядка 1500 полей)

Установлен такой факт: за первый оборот заготовка, нагретая в зоне шлифования, не успевает полностью охладиться. Действие источника на втором обороте накладывается на остаточную температуру от первого оборота. Таким образом, оценку температурных полей необходимо проводить с учетом цикла шлифования. Примеры температурных полей в монолитной детали и слоистой системе за цикл шлифования представлены на рис. 5. и рис. 6.

1200 *

Ü 0 IО Z0 Я 0 4.0 *> 0 X. мч

а) Стальная заготовка

0 0 10 20

10 5 0

б) Металл-композитная система

Рис. 5. Температурное поле в момент выхода из зоны шлифования (нагрев)

/ 20 оборот

100 *

I 5 (н'орот

I 10 >Гх)рот „ ,

' . — » {2з «пред

| | I э оборот' /• к

¿ь

20 оборот ^25 оборт

КМ Металл

о 1 г л

^ ч™ \ мм

а) Стальная заготовка б) Металл-композитная система

Рис. 6. Температурное поле в момент входа в зону шлифования (охиажде-

Исходя из конечной цели исследования - обеспечения бездефектности шлифования металл-композитных систем, на температурных эпюрах выделены особые точки, определяющие появление тепловых дефектов. Эти точки названы критериальными температурами. Первая критериальная температура - температура на шлифуемой поверхности при выходе из зоны шлифования; вторая - 1ем-пература на внешней границе слоя ПКМ в момент входа в зону шлифования.

На основании рассчитанных температурных полей построены зависимости влияния технологических >словий шлифования (мощность теплового источника, способ подачи технологической жидкости) и конструктивных параметров металл-композитной системы (толщины слоев системы, группа материала полимерно-композитного слоя) на критериальные температуры, примеры которых приведены на рис. 7 и рис. 8.

04 06 08 V .рад м\! млн

а) 1 группа ПКМ

04 06 08 \ мм млн

б) 3 группа ПКМ

Рис. 7. Влияние интенсивности шлифования металл-композитной системы на критериальные температуры при подаче технологической жидкости высоконапорной струей

ы Группа ПКМ I 3-1

□ Груша ПКМ I. '¡-З

■ 1 руппл ПКМ I

■ Группа ПкМЗ 3-]

□ Гриша ПКМ 3

■ Группа ПКМ 3

Б Металл

Группд ПКМ 2

Первая ьрнтсриапьная Вторая критериальная ^ I рупла ПКМ 2, ">-■' температура температура ■ 1 ругога ПКМ 2

Рис. 8. Влияние конструкции металл-композитной системы на критериальные температуры

При исследовании влияния технологической жидкости на температуру в металл-композитной системе учтены как охлаждающее действие жидкости через теплоотдачу а (по данным А Н. Резникова), так и смазывающее действие, которое учтено через мощность шлифования (по данным А.В Леонова) Охлаждающее действие снижает температуру шлифуемой поверхности в металл-композитной системе на 25%; смазывающее - до 17%.

В итоге установлено, что при шлифовании рабочего стального слоя металл-композитной системы на нормативных режимах Д1я стальных заготовок, как правило, температуры в рабочем и полимерно-композитном слое превышают предельные для материалов этих слоев.

Четвертая глава посвящена разработке научно-обоснованного метода расчета бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

При назначении режимов механической обработки, как правило, учитывается ряд ограничений, в том числе и по качеству. Так в Общемашиностроительных нормативах режимов шлифования заложено ограничение по прижогу шлифуемой поверхности.

Как показывают результаты исследований напряженного состояния и температурных полей при шлифовании металл-композитных систем, при назначении режимов шлифования этих систем необходимо добавить к традиционному ограничению по прижогу шлифуемой поверхности ряд дополнительных ограничений:

- совокупность ограничений по несущей способности полимерно-композитного слоя;

- ограничение по предельной температуре 11КМ;

- ограничение по снижению несущей способности слоя ПКМ при нагреве.

В работе предложена единая схема учета активности введенных ограничений (рис. 9).

Производится анализ полей напряжений (сгг,сгп ,ах ,<т„), взятых из альбома типовых полей, или рассчитанных по разработанной модели, и проверяется, не

превышают ли максимумы напряжений предельно допустимых значений для

пкм.

Температурное поле металл-композитной снсгеш>1 ■ пшифопадня

Поля напряжений

Рис. 9. Схема учета ограничений

Из температурного поля заготовки за никл шлифования, взятого из типовых расчетов, или рассчитанного по разработанной модети. проверяется, не превышают ли критериальные температуры предельно допустимых значений для материалов рабочего и полимерно-композитного слоев.

Ьсли ПКМ имеет падающую прочностную характеристику, производится сравнение максимумов полученных напряжений с предельными знаниями для данного материала при температуре его нагрева

Проведенный в работе анализ показал, что при шлифовании стального рабочего слоя металл-композитной системы по нормативным режимам для стальных заготовок при разных вариантах конструкций системы и имеющейся номенклатуре марок ПКМ возможна активизация любого из введенных дополнительных ограничений Поэтому для бездефектного шлифования металл-композитных систем необходимо изыскать пути снижения тепловой и силовой напряженности процесса.

В работе предложены два направления в обеспечении бездефектности. Первое направление - снижение мощности теплового источника q. за счет уменьшения подачи У^ра0. Это приводит к уменьшению времени действия теплового источника на каждом обороте. Но так как снимаемый припуск остается постоянным. то со снижением подачи У$рад увеличивается время цикла шлифования. В главе 3 показано, что с увеличением длительности цикла шлифования возрастают и критериальные температуры Поэтому влияние снижения подачи на нагрев шлифуемой заготовки имеет сложный характер,

Расчеты показали, что за счет уменьшения подачи, при соответствующем подборе способа подачи технологической жидкости, можно добиться снижения критериальных температур до предельных

Этот путь сопряжен с потерей

I1,

I

производительности, причем в некоторых случаях (для ' рис 10 Прерывистый полимерно-композитных материалов типа ЬосЛе) цикл шлифования потеря весьма существенна (до 10 раз).

Второй путь - организация прерывистого цикла шлифования, т.е. деление основного цикла на этапы с организацией выстоя между ними (рис. 10) Время вы-стоя - это время остывания, когда температура на шлифуемой поверхности и внешней границе слоя ПКМ снижается до уровня, при котором наложение температур при следующем рабочем этапе цикла не приводит к превышению критериальными температурами своих предельных значений (рис. 11).

Время выстоя рассчитывается по интенсивности охлаждения заготовки после отвода шлифовального круга (отключение теплового источника) Оно существенно зависит от способа подачи технологической жидкости (рис. 12).

Прерывистые циклы при шлифовании металл-композитных систем более эффективны, так как при этом сохраняются режимы обработки, рекомендуемые нормативами для стальных заготовок

Ю Б 20 2 НтоШюшо

Рис 11. Изменение температуры в металл-композитной системе за ступенчатый цикл шлифования

6 9,12 '5 6 5 12 15

(о * 1

а) Полив б) Высоконапорной струей

Рис. 12. Остывание металл-композитной системы (О™ 160; Ь-5, 5=3; ПКМ-Оеусоп С-1) после отключения теплового источника для разных способов подачи технологической жидкости

В главе 5 разработаны инженерные рекомендации по назначению бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

В рамках практической реализации первого направления по обеспечению бездефектности шлифования стального рабочего слоя металл-композитных систем предложен поправочный коэффициент на нормативную подачу. В табл. 1 приведены его значения, рассчитанные для типовых конструкций металл-композитных систем, групп ПКМ и способов подачи технологической жидкости.

Для реализации второго направления проведен анализ возможных вариантов организации прерывистых циклов шлифования для типовых конструкций металл-композитных систем и групп ПКМ. В итоге установлено, что достаточно двух выстоев, т.е. прерывистый цикл может содержать три рабочих этапа и два промежуточных выстоя. В табл. 2 приведены рассчитанные времена каждого из этапов прерывистого цикла для типовых металл-композитных систем и групп ПКМ Режимы обработки в данном случае назначаются по Общемашиностроительным нормативам для шлифуемого металла. Разработанные рекомендации по бездефектным режимам шлифования металл-композитных систем оформлены в виде руководящих технических материалов РТМ внедрены на специализированных ремонтных предприятиях Уральского региона, работающих по полимерно-композитным технологиям, и ряде машиностроительных предприятий.

Кроме того, разработаны карты на неполное штучное время на операции шлифования металл-композитных систем, которые вошли в «Межотраслевые нормативы времени на ремонт оборудования с использованием полимерно-композитных материалов», впервые разработанные кафедрой «Технология машиностроения» ЮУрГУ совместно ОАО НПО «Композит» под методическим руководством Центрального бюро нормативов по труду

Поправочный коэффициент К,

Таблица 1

Конструкция А пд, 2/7. Группа ПКМ

системы мм об/мин мм 1 _ . II III

Подача техноло! ической жидкости

высоконапорной струей

Поправочный коэффициент К^

50 130 0,15 0,0023 0,0648 0,576

160 0,5 0,0031 0,081 0,72

197 1,0 0,0035 0,09 0,792

И=3 мм; 5= 1 мм 100 88 0,3 0,0026 0,072 0,64

110 0,5 0,0034 0,09 0,8

130 1,0 0,0039 0,1 0,88

160 67 0,3 0,0029 0,0792 0,704

82 '1 0,5 | 0,0037 0,099 0,88

100 1,0 I 0,0043 0,11 0,968

Таблица 2

А

мм

Рекомендации по этапам прерывистого цикла (фрагмент карты)

п<>,

об/мин

50

130 160

А15

Конструкция металл-композитной системы (И, 8)

5,3

8,5 1 5,3 | 8,5 | 5,3

А1_

Группа ПКМ

Коэффициенты на времена этапов цикла К'. > К* „„„ ; К/,, К/,

0,5

] 197 J 1,0

0.3; 0,27; 0,4; 0,3 "_0,3; 0,2; 0,4; 0,4 0,3; 0,25; 0,4; 0,3"

0,5; 0,33; 0,5

0,5; 0,33; 0,5

0,7; 0,18; 0,3 " 0,7; 0,3; 0,3

0,5; 0,33; 0,5 I 0,7; 0,34; 0,3

В заключении приведены основные научные и практические результаты и выводы.

1 Установлено что при шлифовании внешнего стального (рабочего) слоя металл-композитной системы по режимам, назначенным по рекомендациям для сталей и сплавов, возникают дефекты в виде прижога штифуемого стального слоя, а так же в визе разрушения или перегрева тежатцего ниже полимерно-композитного слоя.

2. Теоретически и экспериментально доказана выдвинутая гипотеза об определяющей роли в дефектообразовании металл-композигной системы при шлифовании её рабочего слоя процессов деформационного и теплового взаимодействия слоев системы.

3 Разработанная математическая модель напряженного состояния металл-композитной системы при шлифовании рабочего слоя системы, позволила, с использованием программной среды ЛЫЯУв, выявить влияние конструкции систе-

1 мы, деформационных свойств материалов её слоев и условий шлифования на на-

пряжения, определяющие несущую способность системы

Установлено, что кроме зоны максимальных сжимающих напряжений в окрестности точки приложения сил резания, формируется ряд зон растягивающих напряжений, которые распределены по рабочему кольцу и кольцу слоя полимерно-композитного материала системы.

4 Разработанная математическая модель температурного поля в металл-композитной системе при шлифовании её рабочего слоя адекватно учитывает различные тегсюфизические характеристики материалов слоев системы и, реализованная в виде программного модуля ТЕМБЗ, позволяет рассчитывать характеристики температурного поля в слоях системы в зависимости от режимов и времени шлифования, а так же впервые учесть охлаждающее и смазывающее действия технологической жидкости.

5 Теоретически установлено, что при известных способах подачи технологической жидкости тепловое воздействие зоны шлифования на следующем обороте накладывается на остаточное температурное поле от предыдущего оборота заготовки и поэтому наряду с мощностью теплового источника (мощностью шлифования), большое влияние на величины температур оказывает время шлифования, т. е. длительность цикла.

6 Анализ полей напряжений и температурных полей в металл-композитных системах при шлифовании их рабочих слоев показал, что при нормативных режимах шлифования напряжения в слое ПКМ могут превышать а температуры в шлифуемом материале и полимерно-композитном слое как правило превышают предельные значения для материалов этих слоев.

7. Альбом полей напряжений для типовых конструкций металл-композитных систем в сочетании с разработанным программным модулем ТЕМ58, позволяющим рассчитать температурные поля для любою набора исходных данных, составляют базу расчетного метода определения бездефектных

» режимов шлифования металл-композитных систем.

8. На базе введенных дополнительных ограничений на режимы шлифования, отражающих механизм образования шлифовочных дефектов р металл-композитных системах, и расчете критериатьных температур предложены два па-правления обеспечения бездефектности шлифования:

- предельный чвухэтапный нормативный цикл со снижением подачи до бездефектного уровня;

- прерывистый ступенчатый цикл с нормативной подачей для шлифуемог о материала.

9. Научные резутьтаты по обеспечению бе 5дефектности шлифования металл-композитных систем доведены до уровня инженерных методик и оформлены в виде руководящих технических материалов, внедренных на ряде предприятий.

10. Апробация показала эффективность разработанных практических рекомендаций Работа по предельному нормативному циклу с подачей, сниженной до бездефектного уровня, позволяет повысить производительность операций шлифования металл-композитных систем на 25 - 200% Работа по прерывистому циклу, которую можно организовать на станках с ЧПУ, имеет резерв повышения производительности до 800%.

11. Годовой экономический эффект от внедрения рекомендаций составил 400 тыс. рублей.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кошин A.A., Пашнев В.А. Алгоритмизация нормирования ремонтных технологических процессов на базе полимерно-композитных материалов // Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. — Челябинск- Изд-во ЮУрГУ, 2002. — С. 20-23.

2. Кошин A.A., Пашнев В.А. Разработка классификатора операций и переходов ремонтных технологических процессов на базе полимерно-композитных ма-гериалов // Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. --- Челябинск: Из-во ЮУрГУ, 2002. — С. 23-26.

3 Кошин А.А , Пашнев В А., Гереншгейн A.B. Математическая модель температурного поля в системе вал полимерно-композитное покрытие-ремонтное кольцо при финишной обработке Ч Прогрессивные технологии в машиностроении- Сб научн. тр. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. — С. 88-93.

4 Кошин А А., Пашнев В.А , Геренштейн А В Математическая модель напряженного состояния и деформаций системы вал полимерно-композитное покрытие ремонтное кольцо при внешней нагрузке // Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб научн. тр. — Челябинск- Изд-во ЮУрГУ, 2003,—С 83-88.

5. Кошин А А., Пашнев В.А. Анализ напряженного состояния трехслойных металл-композитных систем при шлифовании // Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. — Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004 —С. 146-154.

6. Кошин А.А , Пашнев В.А. Особенности шлифования трехслойных металл-композитных систем // Абразивное производство: Сб наун. тр. / Ред. колегия.

Б. А. Чаплыгин (отв ред ) и др.- Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. — С. 79-84.

7. Кошин А.А , Пашнев В.А., Дьяконов A.A. Исследование обрабатываемости полимерно-композитных покрытий при шлифовании // Абразивное производство. Сб наун тр. / Ред. колегия: Б. А. Чаплыгин (отв. ред.) и др.- Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004,- С 73-79

8. Кошин <\.А.. Пашнев В.А , Дьяконов А А. Исследование работоспособности шлифовальных кругов при обработке ремонтных полимерно-композитных покрытий // Абразивное производство: Сб. наун. тр.' Ред колегия: Б. А. Чаплыгин (отв. ред.) и др. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. — С. 84-90.

Пашнёв Владислав Альевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛ-КОМПОЗИТНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.02 08 — «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственно/о университета

Подписано в печать 26 10 2005 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Уел печ. л. 1,16. Уч.-изд.л.1. Тираж 100 экз. Заказ 342.

УОП Издателдьства 454080. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76

»2 255 5

РНБ Русский фонд

2006-4 24503

Введение.

Глава 1. Металл-композитные слоистые системы в машиностроении и проблема их финишной обработки.

1.1. Слоистые системы на базе полимерно-композитных материалов в машиностроении.

1.2. Промышленные полимерно-композитные материалы.

1.3. Проблемы финишной обработки металл-композитных систем.

1.4. Математическое моделирование процессов при финишной обработке металл-композитных слоистых систем.

1.4.1. Математическое моделирование напряженного состояния слоистой системы при шлифовании.

1.4.2. Математические модели теплофизики шлифования.

1.4.3. Управление процессом.

1.5. Выводы, рабочая гипотеза, цель и задачи исследования.

Глава 2. Анализ напряженного состояния металл-композитной системы при шлифовании.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Решение методом конечных элементов.

2.2.1. Формализация задачи для пакета ANSYS.

2.2.2. Анализ исходных данных.

2.2.3. Форма представления результатов расчета.

2.3. Результаты расчета.

2.3.1. Оценка работоспособности расчетной модели.

2.3.2. Поля напряжений в слоистой системе при шлифовании.

2.4. Влияние условий шлифования и свойств слоистой системы 66 на нагруженность полимерно-композитного слоя.

2.5. Выводы.

Глава 3. Теплофизика шлифования слоистых систем.

3.1. Математическая модель температурного поля слоистой системы при шлифовании.

3.2. Компьютерная реализация математической модели температурного поля.

3.3. Работоспособность математической модели температурного поля.

3.3.1. Проверка сопрягаемости математической модели с классическими решениями.

3.3.2. Прямая экспериментальная оценка.

3.3.2.1. Методика проведения эксперимента.

3.3.2.2. Результаты эксперимента.

3.3.2.3. Сопрягаемость экспериментальных и расчетных температур.

3.4. Анализ характера температурного поля в металл-композитной системе.

3.4.1. Исходные данные.

3.4.2. Температурное поле на первых двух оборотах.

3.4.3. Температурное поле в цикле шлифования.

3.4.4. Влияние технологической жидкости на температурное поле.

3.4.5. Температурные поля при шлифовании ремонтных металл-композитных систем.

3.5. Влияние конструкции металл-композитной системы и условий шлифования на критериальные температуры.

3.5.1. Влияние мощности теплового источника.

3.5.2 Влияние длительности цикла шлифования.

3.5.3. Влияние конструкции металл-композитной системы.

3.6. Выводы.

Глава 4. Расчет бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

4.1. Методический подход к назначению бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

4.1.1. Дополнительные технологические ограничения.

4.1.1.1. Ограничений по предельным напряжениям.

4.1.1.2. Ограничение по температуростойкости ПКМ.

4.1.1.3. Ограничение по предельным напряжениям с учетом температуры.

4.1.1.4. Ограничение по предельной температуре рабочего слоя.

4.1.2. Активность дополнительных ограничений.

4.1.2.1. Ограничение по предельной температуре в слое ПКМ.

4.1.2.2. Ограничение по температуре шлифуемой поверхности.

4.1.2.3. Ограничение по предельным напряжениям с учетом температур полимерно-композитного слоя.

4.2. Управление режимами шлифования для обеспечения бездефектности.

4.2.1. Снижение мощности il шлифования.

4.2.2. Ступенчатые и прерывистые циклы.

4.2.3. Схема проектирования прерывистого цикла шлифования

4.3. Экспериментальная проверка бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

4.4. Выводы.

Глава 5. Практическое использование полученных результатов.

5.1. Инженерная методика расчета бездефектных режимов шлифования металл-композитных систем.

5.1.1. Поправка на подачу в нормативном цикле.

5.1.2. Проектирование прерывистого цикла шлифования.

5.2. Эффективность шлифования трехслойных металл-композитных систем.

5.3. Внедрение результатов работы.

5.4. Выводы.

Повышение качества машин при одновременном снижении его себестоимости - главная проблема машиностроительного производства. В последние годы все более широкое применение в различных отраслях промышленности находят слоистые металл-композитные системы на базе полимерно-композитных материалов (ПКМ). Такие системы на базе ПКМ применяются в наукоемких, так называемых высоких технологиях. Это в первую очередь конструкции космических аппаратов, авиа и ракетостроение. Эти системы применяются в организации подшипниковых узлов, где используются материалы с низким коэффициентом трения. Неподвижные соединения в сборочных единицах в этих отраслях формируются так же с помощью слоистой системы. Для этих целей есть даже специальная группа ПКМ - фиксаторы. Эти материалы рассчитаны на передачу определенного крутящего момента, и такое соединение обеспечивает одновременно функцию предохранительной муфты. Эти фиксаторы заменяют посадки с натягом, резьбовые соединения и.т.д.

Слоистые металл-композитные системы получили широкое применение во всех отраслях промышленности в виде ремонтных полимерно-композитных технологий. В настоящее время сформировался ряд специализированных предприятий по ремонту и восстановлению рабочих поверхностей с использованием ПКМ. Эти ремонтные технологии применяются во всех отраслях промышленности (нефтегазовая, машиностроение, пищевая, теплоэнергетическая и т.д.)

Полимерно-композитные материалы, применяемые в этих системах, представляют собой основу из эпоксидных смол, полиэфиров, полиуретанов, полиакрилов с различными наполнителями из металлов и их соединений.

Технологические преимущества полимерно-композитных материалов в сочетании с неплохими прочностными характеристиками материалов Ш позволяют решать ряд задач при значительной экономии средств и времени. Несмотря на прогрессивные методы обработки металл-композитных систем, такие как формование, прессование, склеивание; определенный (порой весьма существенный) объем механической обработки остается. Механическая обработка необходима для получения высокой точности и требуемой иногда весьма сложной, формы изделий особенно при сочетании металл - полимерно-композитный материал - металл. В отечественной и зарубежной литературе практически отсутствуют систематизированные сведения о механической обработке деталей с набором металл - полимерный композит - металл. Поэтому практика производства настоятельно требует наличия рекомендаций по бездефектным режимам обработки слоистых металл-композитных систем. Шлифование является одним из основных ^ способов финишной обработки деталей машин. При этом достигаются высокая точность формы и размеров деталей, малая шероховатость обрабатываемых поверхностей при высокой производительности процесса обработки. В то же время это один из самых теплонапряженных процессов механической обработки.

Поскольку современные ПКМ имеют порог теплостойкости и прочностные показатели, уступающие традиционным сталям и сплавам, задача обеспечения качества, то есть сохранения физико-механических свойств слоев слоистых конструкций, является определяющей для более широкого применения этих новейших материалов во всех отраслях промышленности.

5.4. Выводы

1. Разработанные инженерные методики расчета бездефектных режимов шлифования позволяют для типовых конструкций металл-композитных систем вести проектирование операций шлтфования в производственных условиях.

2. Сопоставление двух методов организации процесса шлифования металл-композитных систем показало, что работа по прерывистому циклу позволяет до 8 раз повысить производительность, по сравнению с работой по нормативному двухступенчатому циклу с рассчитанной бездефектной подачей.

3. Сравнительный анализ расчетных бездефектных режимов и реальных режимов в производственных технологических процессах шлифования металл-композитных систем показал, что даже работа по нормативному циклу с бездефектной (заниженной) подачей позволяет повысить производительность в 1,15-2 раза при гарантированном обеспечении качества.

Заключение

В работе представлены результаты теоретических и эксперементаль-ных исследований процесса круглого наружного врезного шлифования слоистых металл-композитных систем, у которых композитный слой выполнен из полимерно-композитного материала. В результате проведенных исследований получены новые научные и практические результаты и выводы.

1. Установлено что при шлифовании внешнего стального (рабочего) слоя металл-композитной системы по режимам, назначенным по рекомендациям для сталей и сплавов, возникают дефекты в виде прижога шлифуемого стального слоя, а так же в виде разрушения или перегрева лежащего ниже полимерно-композитного слоя.

2. Теоретически и экспериментально доказана выдвинутая гипотеза об определяющей роли в дефектообразовании металл-композитной системы при шлифовании её рабочего слоя процессов деформационного и теплового взаимодействия слоев системы.

3. Разработанная математическая модель напряженного состояния металл-композитной системы при шлифовании рабочего слоя системы, позволила, с использованием программной среды ANSYS, выявить влияние конструкции системы, деформационных свойств материалов её слоев и условий шлифования на напряжения, определяющие несущую способность системы.

Установив, что кроме зоны максимальных сжимающих напряжений в окрестности точки приложения сил резания формируется ряд зон растягивающих напряжений, которые распределены по рабочему кольцу и кольцу слоя полимерно-композитного материала системы.

4. Разработанная обобщенная математическая модель температурного поля в металл-композитной системе при шлифовании её рабочего слоя адекватно учитывает различные теплофизические характеристики материалов слоев системы и реализованная в виде программного модуля TEMSS, позволяет оперативно рассчитать все характеристики температурного поля в слоях металл-композитной системы в зависимости от режимов и времени шлифования, а так же впервые учесть охлаждающее и смазывающее действия технологической жидкости.

5. Теоретически установлено, что при известных способах подачи технологической жидкости тепловое воздействие зоны шлифования на следуют щем обороте накладывается на остаточное температурное поле от предыдущего оборота заготовки и поэтому наряду с мощностью теплового источника (мощностью шлифования), большое влияние на величины температур оказывает время шлифования, т. е. длительность цикла.

6. Анализ полей напряжений и температурных полей в металл-композитных системах при шлифовании их рабочих слоев показал, что при нормативных режимах шлифования напряжения в слое ПКМ могут превышать а температуры в шлифуемом материале и полимерно-композитном слое как правило превышают предельные значения для материалов этих слоев.

• 7. Альбом полей напряжений для типовых конструкций металл-композитных систем, 6 групп промышленных ПКМ и диапазон рабочих нагрузок процессов шлифования в сочетании с разработанным .программным модулем TEMSS, позволяющим рассчитать температурные поля для любого набора исходных данных, составляют базу расчетного метода определения бездефектных режимов шлифования металл-композитной системы.

8. На базе введенных дополнительных ограничений на режимы шлифования, отражающих механизм дефектообразования шлифовочных дефектов в металл-композитных системах, и расчете критериальных температур предложены два метода обеспечения бездефектности шлифования: предельный двухэтапный нормативный цикл со снижением подачи до бездефектного уровня;

- прерывистый ступенчатый цикл с нормативной подачей для шлифуемого материала.

9. Научные результаты по путям обеспечения бездефектности шлифования металл-композитных систем доведены до уровня инженерных методик и оформлены в виде руководящих технических материалов, внедренных на ряде предприятий.

10. Апробация показала: эффективность разработанных практических рекомендация. Работа по предельному нормативному циклу с подачей, сниженной до бездефектного уровня, позволяет повысить производительность операций шлифования металл-композитных систем на 25 - 200%. Работа по прерывистому циклу, которую можно организовать на станках с ЧПУ, имеет резерв повышения производительности до 800%.

11. Годовой экономический эффект от внедрения рекомендаций составил 400 тыс. рублей.

1. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под общей ред. А.Н. Резникова - М.: Машиностроение, 1977. - 391 с.

2. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Под ред. Г.К. Горанского М: Машиностроение, 1976. -240 с.

3. Анельчик Д.Е. Повышение эффективности шлифования деталей с покрытиями. Автореф. канд. дис. Тула, 1989. - 44 с.

4. Балакшин С.Н. Теория и практика технологии машиностроения. Кн.1. -М: Машиностроение, 1982. 329 с.

5. Балакшин С.Н. Теория и практика технологии машиностроения. Кн.2. -М: Машиностроение, 1982. 366 с.

6. Барац Я.И. Применение метода отражения для решения контактных задач теплопроводности//Теплофизика технологических процессов: Вып. 1. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1976. С. 68-72.

7. Башкирцев В.И. Ремонт автомобилей полимерными материалами. М.: Изд. «За рулем», 1999. - 32 с.

8. Багсегянц P.O., Даен Э.Д. К вопросу об оценке охлаждающего действия жидких и газовых сред//Вопросы теории действия смазочных охлаждающих технологических средств в процессах обработки металлов резанием. № 1 -Горький: ГПИ, 1975. С. 21-27.

9. БеляеваТ.Н., Синяеев Г.М. Расчет температур от точечного источника тепла, движущегося по винтовой линии в охлаждаемом цилиндре//Теплофизика технологических процессов: Вып. 1. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1976. - С. 144-147.

10. Ю.Бокучава Г.В. Температура резания при шлифовании//Вестник машиностроения. 1963.-№11.-С. 18-19.

11. П.Буторин Г.И. Полимерно-композитные материалы в машиностроении//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. науч. тр. Челябинск: Из-во ЮУрГУ, 2000. - С. 33-36.

12. Васильев A.M., Дилигенский Н.В., Подзей В.А. Температура в зоне резания при алмазном шлифовании//Вестник машиностроения. 1969. - № 7.- С. 54-56.

13. Власова С.А. Использование температурного критерия при выборе режимов шлифования резьб с мелким шагом //Теплофизика технологических процессов: Вып. 3. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1976. - С. 68-72.

14. Гаврилюк B.C., Кручинин С.В., Липатов А.В., Овчаренко Л.В. Ремонт плиты пресса с применением металлополимеров системы "холоднойwсварки"//Технология металлов. 2000. № 3. С.31-33.

15. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-428 с.

16. Сварочное производство, 1999. — № 10. С. 17-24.

17. Гордеев А.В., Дилигенский Н.В. К исследованию нестационарных температурных полей при шлифовании. //Теплофизика технологических процессов. Вып. 3. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1976. - С. 63-67.

18. Джеффрис Г., Свирлс Б. Методы математической физики. Пер. с англ. /Под ред В.Н. Жаровой. -М: Мир, 1970. -352 с.• 20. Евсеев Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивнойобработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. - 127 с.

19. Евсеев Д.Г. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978.- 128 с.

20. Егоров Н.И., Саютин Г.И. Влияние среды и режимов обработки на про цесс шлифования жаропрочных сплавов//Вестник машиностроения. -1980.-№9.-С. 53-55.

21. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. Саратов: Изд. Сарат. ун-та, 1992. 132 с.24.3аляпин В.И. Метод конечных элементов: Учебное пособие. Челябинск: ЧПИ, 1983.-67 с.

22. Иегер Д. Движущиеся источники тепла и температура трения // Прикладная механика и машиностроение. 1952. - № 6. С. 27-36.

23. Ильюшин А. А., Огибалов П. М. Упруго-пластические деформации полых цилиндров. М.: Изд-во МГУ. 1960. - 180 с.

24. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. М.: Высшая школа, 1985.-480 с.

25. Исаев А.И., Силин С.С. Исследование сил и температур при шлифовании//Исследование процессов высокопроизводительной обработки металлов резанием. М.: Оборонгиз, 1959. - С. 5-13.

26. Калинин Е.П., Смирнов П.В. Аналитическое определение контактных температур, эффективной мощности и глубины прижогов в поверхностном слое детали после шлифования//Межвуз. сб. науч. тр. № 11. Пенза: Пенз. гос. техн. унив., 1998. № 11 С. 95-100.

27. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: «Наука», 1964.

28. Клочко В.И. Эффективность высокоскоростного шлифования разных сталей и сплавов с учетом точности и качества обработки. Дне. . канд. техн. наук,-Челябинск, 1984.

29. Коваленко Ю.О. Металлополимеры новое эффективное средство для восстановления изделий и деталей//Технология судоремонта:

30. Производственный и научно-технический сборник. № 2. Кронштадт:1. Морской завод, 1993.

31. Корн Г., Корн. Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров Пер. с англ. И.Г. Арамановича и др. М.: Наука, 1968. - 720 с.

32. Кошин А.А. Исследование функциональных связей между предельными режимами и тепловыми критериями процессов алмазно-абразивной обработки. Дис. . канд. техн. наук. 05.02.08. Челябинск: Челяб. политехнич. инст., 1974. - 187 с.

33. Кошин А.А. Нормирование ремонтных работ с использованием полимерно-композитных материалов//Современные проблемы машиностроения и приборостроения: Сб. научн. тр. Баку: Изд-во АзГТУ, 2005.-С. 43-47.

34. Кошин А.А. Алабердин В.Р. Особенности токарной обработки полимерно-композитных покрытий при ремонте поверхностей деталей машин//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. -Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2003. С. 138-140.

35. Кошин А.А. Пашнев В.А. Алгоритмизация нормирования ремонтных технологических процессов на базе полимерно-композитных материалов.//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. —

36. Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2002. С. 20-23.

37. Кошин А.А. Пашнев В.А. Разработка классификатора операций и переходов ремонтных технологических процессов на базе .Полимерно-композитных материалов.//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. Челябинск: изд-во ЮурГУ, 2002. - С. 23-26.

38. Кошин А.А. Пашнев В.А. Анализ напряженного состояния трехслойных металл-композитных систем при шлифовании//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2004. - С. 146— 154.

39. Кошин А.А., Пашнев В.А. Особенности шлифования трехслойных металл-композитных систем//Абразивное производство: Сб. научн. тр. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. С. 79-84.

40. Кошин А.А., Пашнев В.А., Дьяконов А.А. Исследование обрабатываемости полимерно-композитных покрытий при шлифовании//Абразивное производство: Сб. научн. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004.-С. 73-79.

41. Кошин А. А., Пашнев В. А., Дьяконов А.А. Исследование работоспособности шлифовальных кругов при обработке ремонтных полимерно-композитных покрытий//Абразивное производство: Сб. научн. тр. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - С. 84-90.

42. Кошин А.А., Самохин М.А. Проектирование операций станочной обработки в САПР ремонтных технологических процессов//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. Челябинск: Изд-so ЮурГУ, 2002.-С. 15-18.

43. Кошин А.А., Фадюшин С.А., Лончинская Т.Я., Пушкарева JI.B. Области применимости различных расчетных схем в теплофизике шлифования//Прогрессивная технология чистовой и отделочной обработки: Сб. научн. тр. №172. Челябинск: ЧПИ- 1976.-С. 32-35.

44. Корчак С.Н. Прогрессивная технология и автоматизация круглого шлифования. М.: Машиностроение, 1968. 109 с.

45. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. -280 с.

46. Корчак С.Н. Теория обрабатываемости сталей и сплавов при абразивной обработке.//Вестник Южно-Уральского государственного университета:

47. Серия «Машиностроение» выпуск 4, №9(25). Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003.-С. 82-91.

48. Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

49. Кручинин С.В., Липатов А.В., Феткулин М.М. Восстановление рабочих колес насосов с применением металлополимеров//Ремонт, восстановление, модернизация. 2002. - № 2. - С. 20-25.

50. Кручинин С.В., Липатов А.В., Овчаренко Л.В., Феткулин М.М. Металл о полимерные композиционные материалы для ремонтно-восстановительных работ технологического оборудования//Ремонт, восстановление, модернизация. 2002. - № 1. - С. 37-41.

51. Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д., Крыжановская Ю.В. Технические свойства полимерных материалов: Уч.-справ. пос. СПб:, Изд-во «Профессия», 2003. - 240 с.

52. Курчаткин В.В., Башкирцев В.И., Преображенский И.М., Загрядский А.А. Использование полимерных материалов при ремонте сельскохозяйственной техники.//Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1998. -N 8. - С. 22-24.

53. Левин В.И. Краткий справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1968.- 136 с.

54. Лонов А.В. Повышение эффективности круглого наружного врезного шлифования путем поэтапной подачи смазочно-охлаждающих технологических средств. Дис. . канд. техн. наук. 05.03.01. Ульяновск: Ульяновский гос. техн. ун-т, 2001. - 220 с.

55. Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. - 940 с.

56. Лурье Г.Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969. - 192 с.

57. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М:, ГИТТЛ, 1952. - 280 с.

58. Марочник сталей и сплавов / Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А.и др. Под. общ. ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. - 640

59. Маслов Е.Н. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение, 1974. -320 с.

60. Маталин А.А. Технология машиностроения. Д.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985.-496 с.

61. Материалы в машиностроении. В 5-ти томах. / Под. общ. ред. И.В. Кудрявцева Т.2. Конструкционные стали. М: Машиностроение, 1967. - 496 с.

62. Материалы в машиностроении. В 5-ти томах. / Под. общ. ред. И.В. Кудрявцева Т.5. Конструкционные стали. М: Машиностроение, 1967. - 544 с.

63. Мучник Г.Ф., Рубашов И.Б. Методы теории теплообмена, Ч. 1. Теплопроводность. М.: Высшая школа, 1970. - 288 с.

64. Напарьин Ю.А., Якимов А.В. и др. О температурном поле детали при шлифовании композиционными кругами //Теплофизика технологических процессов. Саратов: Изд-во СГУ, 1976. - С. 84-89.

65. Обработка металлов резанием. Справочник технолога /Под ред. Г.А.Монахова. 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1974. - 598 с.

66. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках, ч. 3. Протяжные, шлифовальные и доводочные станки. Изд. 3-е. М.: Изд. ЦБНТ, 1978.-360 с.

67. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных доводочных станках. -М.: НИИтруда, 1967. 203 с.

68. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. - 144 с.

69. Переверзев П.П. Моделирование Ограничений по точности обработки при оптимизации циклов шлифования//Прогрессивные технологии в машиностроении. Челябинск: ЧГТУ, 1997. - С. 131-138.

70. Переверзев П.П. Моделирование ограничения целевой функции по допустимому количеству ступеней переключения программной скорости подачи//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. -Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2000. С: 47-51.

71. Переверзев П.П., Коваленко А.С. Оптимизация автоматических циклов плоского шлифования//Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научн. тр. Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2003. - С: 78-79.

72. Подзей А.В. Определение температурного поля в деталях при обработке шлифованием / Исследование физико-механических и эксплуатационных свойств деталей после обработки. М.: Оборонгиз, 1960.

73. Подзей А.В., Якимов А.В. Шлифовальные дефекты и пути их устранения//Вестник машиностроения. 1972. - №3.

74. Прочность устойчивость коллебания: Справочник в 3-х томах. Том 1 / Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.А. Биргера и чл.-кор. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. - 831 с.

75. Прочность устойчивость коллебания: Справочник в 3-х томах. Том 2 / Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.А. Биргера и чл.-кор. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968.-463 с.

76. Прочность устойчивость коллебания: Справочник в 3-х томах. Том 3 / Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.А. Биргера и чл.-кор. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. - 567 с.

77. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. — Саратов: Изд-во Сратовск. ун-та, 1962.-231 с.

78. Редько С.Г. Процесс теплообразования при шлифовании металлов//Высокопроизводительное шлифование. М.: Изд-во АН СССР, 1962.

79. Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное / Под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение, 1972. -407 с.

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

81. Ремонтные технологии: Справочник. Изд-во ООО «РУСХЕНК», 2004. -50 с.

82. Рыкалин Н.Н., Подзей А.В., Новиков Н.Н., Логинов В.Е. Расчет и моделирование температурного поля в изделии при шлифовании и фрезеровании. Вестник машиностроения, - 1963. — №11.

83. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1970. -370 с.

84. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Том 1. М.: Наука, 1970. - 492 с.

85. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Том 2. М.: Наука, 1970. - 568 с.

86. Скопинский В.Н. Спецглавы механики конструкций: Учебное пособие. -М.: МГИУ, 2003.-144 с.

87. Сипайлов В.А. Основы теории тепловых явлений при шлифовании металлов. Автореф. дисс. . докт. техн. наук. Томск, 1971.

88. Сипайлов В.А. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. М.: Машиностроение, 1978. - 167 с.

89. Сипайлов В.А., Ханжин Н.Н., Сипайлова Н.Ф., и др. Расчет температурного поля при многопроходном шлифовании торцем'круга: В кн. «Повышение надежности и долговечности изделий». Пермь, 1972.

90. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под общей ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1995. - 469 с.

91. Справочник металлиста: Справочник в 5-ти томах. Том 1 / Под ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещикова. М.: Машиностроение, 1976. - 768 с.

92. Справочник по композиционным материалам: в 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. Дж. Любина / Пер. с англ. А.Б. Геллера и др.; Под ред. Б.Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. - 584 с.

93. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. - 656 с.

94. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

95. Технологические свойства новых СОЖ для обработки металлов резанием / Под ред. М.И. Клушина. М.: Машиностроение, 1979. — 192 с.

96. Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. -М.: «Наука», 1972.

97. Тулинов А.Б., Гончаров А.Б. Новые композиционные материалы для сборочных и ремонтных работ.//Сборка в машиностроении, приборостроении. № 7, 2003 - С. 26-28.

98. Фадюшин О.С. Разработка расчетной методики назначения характеристики шлифовального круга по тепловому ограничению для автоматизированного проектирования операции шлифования: Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1974 - 200 с.

99. Фадюшин С.А. Опыт восстановления трубных досок с применением эпоксидных смол BELZONA/ЯТрогрессивные технологии в машиностроении: Сб. науч. тр. Челябинск: Изд-во ЮурГУ, 2002. -С. 49-50.

100. Харитонов В.В. Теплофизика полимеров и полимерных композиций. -М.: Высш. школа, 1983. 162 с. .:.

101. Худобин И.Л. Управление процессом • шлифования • путем рационального применения СОЖ//Вестник машиностроения, 1988. № 3. С. 28 -30.

102. Худобин И.Л., Вельмисов П.А. Математическое моделирование процесса шлифования с применением технологических жидкостей/Ютделочно-чистовые методы обработки и инструменты в технологии машиностроения. Барнаул: Алтайский политехнич. инст., 1984. -С. 80-85.

103. Худобин Л.В. Исследование процесса шлифования с целью повышения его эффективности: Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08. -Ульяновск: Ульян, политехнич. инст., 1968.

104. Худобин JI.B. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. М.: Машиностроение, 1971. -214 с.

105. Чернявский А.О. Практическое применение метода конечных элементов в задачах расчета на прочность: Учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. - 89 с.

106. Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов. — М.: Физматиздат, 1957.

107. Шамин В.Ю. Физико-химические процессы в зоне шлифования/ЯТрогрессивная технология чистовой и отделочной: обработки: Сб. научн. тр. Челябинск: ЧПИ., 1974. -№145 - С. 19-21.

108. Юхим. М.С. Исследование возможности использования металлополимеров при ремонте технических средств нефтепродуктообеспечения/ЛРемонт, восстановление, модернизация. 2002. -№3.-С. 41-43.

109. Якимов А.В., Казимирчик Ю.А., Сипайлов В.А. Исследование температур в зоне шлифования//«Вестник машиностроения». 1964. -№ 8.

110. Якимов А.В. и др. Теплофизика механической обработки: Учебное пособие / А.В. Якимов, П.Т. Слободняк, А.В. Усов К. Одесса: Лыбидь, 1991.-240 с.

111. Якимов А.В., Напарьин Ю.А., Ярмонов Н.А. Круги с прерывистой рабочей поверхностью/ЯТрогрессивные методы шлифования. Тезис, докл.

112. Челябинск: Изд-во Челябинский дом научно-технической пропаганды, 1975. -С. 3-8.