автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности строгальных операций при обработке крупногабаритных деталей на основе оценки состояния газовоздушной среды в зоне резания

На правах рукописи

НИКУЛЕНКОВ Олег Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОГАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ

Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Великий Новгород 2005 г.

Работа выполнена в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого

Научный руководитель - доктор технических наук,

доцент Швецов Игорь Васильевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Васильков Дмитрий Витальевич

Ведущая организация - Научно-исследовательский технологический институт (НИТИ) "ЭНЕРГОМАДГ г. Санкт-Петербург.

Зашита состоится " 02 " декабря 2005 года в 16 часов 00 мин, на заседании диссертационного совета Д 212.062.03 при Ивановском государственном университете по адресу: 153025. г. Иваново, ул. Ермака, 39. ИвГУ, ауд.459.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Ивановского государственного университета по адресу 153025, г. Иваново, ул. Ермака, 39.

Автореферат разослан " 27 " октября 2005 г.

кандидат технических наук, доцент Марков Владимир Викторович

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.062.03

20Р6-4 19177

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Задача повышения эффективности технологических операций при механической обработке заготовок стоит перед наукой о резании постоянно. Одним из направлений решения данной задачи является разработка и совершенствование методов контроля процессов механической обработки.

Обеспечение качества поверхностей обрабатываемых заготовок возможно при эффективном контроле, в процессе которого встает задача выявления дефектов, имеющих место при поставке заготовок на механообрабатывающее производство. Анализ работ, посвященных методам контроля процессов механической обработки, показывает, что в них большое внимание уделяется вопросам обеспечения, заданной точности контроля состояния режущего инструмента, а также точности измерений. Наиболее малочисленную группу составляют работы, в которых свойства обрабатываемой поверхности и состояние режущего инструмента контролируется в процессе резания. Контроль процесса резания по нескольким диагностическим признакам позволяет более эффективно подойти к решению вопроса повышения качества изготавливаемых изделий и снижения их себестоимости. Поэтому необходимость в создании системы активного контроля процесса резания является очевидной.

Актуальность проблемы, которой посвящена настоящая работа, заключается также в установлении взаимосвязей между физико-химическими свойствами обрабатываемого материала и режимами резания с параметрами газообразования в зоне резания.

Цель работы и задачи исследований

Целью работы является снижение себестоимости и повышение качества обработки при строгании поверхностей крупногабаритных деталей на основе использования газового анализа в зоне резания.

Для достижения данной цели в работе поставлены следующие задачи:

- проанализировать возможности использования газового анализа для контроля процессов механической обработки;

- разработать математическую модель физико-химических процессов строгания, отражающие процессы газообразования в зоне резания при изменении параметров твердости и режимов резания;

- разработать методику определения зон обрабатываемой поверхности с отклонениями от заданной твердости на основе контроля газовоздушной среды в зоне резания при строгании и осуществить экспериментальную проверку адекватности предложенной модели;

- разработать рекомендации по практическому применению полученных результатов, обеспечивающих снижение себестоимости и

повышение качества обработки при строгании поверхностей крупногабаритных деталей.

Общая методика исследования. Теоретические исследования базируются на положениях теории физической химии, научного машиноведения, технологии машиностроения и теории резания металлов и на использовании методов газового анализа и материаловедения применительно к условиям. Основные теоретические результаты работы подтверждены экспериментальными исследованиями, выполненными с использованием современных аппаратных средств и приборов в лабораторных и производственных условиях.

При анализе газовоздушной среды в зоне резания металлов, для выявления основных закономерностей проводилось целесообразное число однофакторных экспериментов, что позволило обоснованно проанализировать природу происходящих явлений.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в

следующем:

- установлена зависимость физико-химических процессов газообразования в зоне резания при строгании от твердости обрабатываемого материала;

- разработана математическая модель физико-химических процессов строгания, отражающие процессы газообразования в зоне резания при изменении параметров твердости и режимов резания;

- разработана методика анализа газовоздушной среды в зоне резания методом строгания при изменении твердости поверхности материала и режимов резания.

Практическая ценность полученных в диссертационной работе

результатов заключается в следующем:

- полученные результаты уточняют представление о процессе резания как процессе термодеформационного разрушения кристаллической решетки, сопровождаемое диффузией и формированием газовой среды в зоне резания;

- разработанная методика контроля состояния процесса механической обработки, основанная на регистрации образованных в процессе резания газов, позволяет произвести оценку состояния режущего инструмента, состояния поверхностного слоя обрабатываемого материала;

- разработанные устройства анализа физико-химических параметров газовоздушной среды в зоне резания, с целью контроля изменения твердости материала, позволяют автоматизировать контроль параметров процесса резания, уменьшить трудоемкость измерений твердости и в конечном результате обеспечить повышение

эффективности строгальных операций при обработке крупногабаритных деталей.

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены на Новгородском- АО "АКРОН", в учебном процессе НовГУ имени Ярослава Мудрого по направлению 552900 «Технология, оборудование н автоматизация машиностроительных производств» и специальности 120100 «Технология машиностроения». Диссертационная работа обобщает научные исследования, выполненные на кафедре "Технология машиностроения" Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого при непосредственном участии автора. Ее тема является составной частью исследовательской тематики кафедры.

Апробация работы. Основные научные результаты работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- Международная научно-техническая конференция 'Технология - 96". (17-19 мая 1996 г., г. Новгород.).

- Международная научно - техническая конференция "Сварка, электротермия и родственные технологии", секция "Механообработка." (г. Великий Новгород, 26 - 27 мая 1999 г.).

- Международная научно - техническая конференция "Сварка, электротермия и родственные технологии", секция "Механообработка", (г. Великий Новгород, 1-2 июня 2000 г.).

- Международная научно - техническая конференция 'Технологии третьего тысячелетия" (Санкт-Петербург - Великий Новгород, 24 - 26 мая 2001 г.).

- Международный Форум технологов-машиностроителей, посвященный 90 летаю Маталина A.A. (С.-Петербург, 25-26 марта 2004г.).

- Международная научно - практическая конференция "Диагностика, эксплуатация, ремонт, восстановление, модернизация оборудования, современные технологии" (Санкт-Петербург, 14-16 мая 2005 г.).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 147 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 146 страниц машинописного текста, включая 6 рисунков и 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, поставлена цель, задачи исследований, приведена научная новизна, практическая ценность, положения выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор работ, по методологии расчетов режимов резания и износу инструмента (В. Ф. Безъязычным, В. Л. Вейцем, А. С. Верещакой, Т. Н. Лоладзе, Н. Н. Резниковым, М. И. Клушиным, В. Д. Кузнецовым, В. Н. Латышевым, А. Д. Макаровым, и др.), по закономерностям теплофизики и термомеханики (С. С. Силиным, А. Н. Резниковым, и др.).

На основании анализа литературных источников по теории резания металлов и физико-химическим процессам составлено представление об образовании летучих газообразных соединений в зоне резания при обработке поверхностей изделий. Изложены основные теоретические предпосылки проводимого исследования, сформулированы цель и задачи работы, охарактеризована общая методика ее проведения. Одной из наиболее распространенных характеристик, определяющих качество металлов и сплавов, возможность их применения в различных конструкциях и при различных условиях работы, является твердость. Испытания на твердость производятся чаще, чем определение других механических характеристик металлов: прочности, относительного удлинения и др.

Известные способы оценки состояния режущего инструмента и качества обрабатываемого материала основаны на использовании как прямых, так и косвенных методов измерения. При использовании прямых методов измерения осуществляется контроль после выполнения операции или перехода. Для такого дискретного контроля могут бьпъ использованы, например, датчики касания, позволяющие измерить контролируемые размеры с погрешностью до одного микрометра.

В последние годы получило развитие новое направление, в основу которого положено исследование и разработка методов контроля процессов механической обработки, и в частности диагностирование состояния режущего инструмента и контроль качества материла, на основе анализа диффузионных процессов и газообразования в зоне обработки. Однако многие теоретические и практические вопросы, рассматриваемые в этом направлении, требуют дальнейшего исследования. В связи с этим становится актуальными задачи исследования диффузии и газообразования, разработка математических моделей, отражающих многообразие процессов, и технических средств контроля.

Вторая глава посвящена разработке математической модели, позволяющей определить концентрацию диффундирующих примесей при различных условиях обработки материалов.

Возникновение в зоне резания высоких температур способствует диффузии газовых примесей из снимаемой стружки и образование летучих соединений при контакте обрабатываемого материала с атмосферным воздухом. Температурное поле, возникающее в твердом теле под действием движущегося или неподвижного источника теплоты любой формы, действующего временно или непрерывно, можно получить как результат той

или иной комбинации температурных полей, возникающих под действием системы точечных мгновенных источников теплоты. Основными очагами теплоты при резании являются, как известно, плоскости сдвигов в срезаемом деформируемом слое материала и зоны трения передней и задней поверхности инструмента со сходящей стружкой и обрабатываемой заготовкой соответственно.

Угле ¡род 1 Се г ра

Выделение примесей в виде химических соединений с серой и углеродом

Атмосферный воздух

СО

С02

N0

N02

SO,

2СН

Рисунок 1 - Основные процессы выгорания примесей с образованием летучих соединений

На рисунке 1 дано представление об основных процессах, приводящих к массопереносу диффундирующих элементов в материале с образованием летучих соединений в газовой среде.

Теория тепловых процессов в технологических системах при резании, разработанная и дополненная рядом известных ученых: М. И. Клушиным, А.Н. Резниковым, А.Д. Макаровым, Т. Н. Лоладзе и др., является лишь частью общей теории теплопроводности и физических процессов, в которой представлены выражения для определения различных величин, в том числе, сил резания:

Рх и Ру -составляющие силы резания, определяемые в условиях эксперимента, по справочным или литературным источникам (Вульф A.M.):

(1) (2)

j 0,55

Рх =Срх *s PY =CpY*t°-9*S°'7\

Р2=Ср2Ч*80'75, (3)

Соотношение составляющих сил резания в нормальных условиях принимают по выражениям (4):

Р*=(0,2 4-0,3)Р2|

Ру=(0,3*0,4)Р2}' (4)

Значение коэффициентов СрХ, СРУ и Ск также определяют по справочным данным или по формулам: для чугунов

СР2 = Снв*НВ0'55. (5)

где Снв - постоянная составляющая; НВ - твердость по Бринелю.

Исходя из этого, ниже приведенные математические выражения, отображают процессы диффузии примесных атомов без учета их взаимодействия со средой охлаждения при различных режимах обработки металлов.

Щв.г) = N0 • егй

8 • 31П <р

2.—"-В.'ехр V и'вт<р

( к ^

ЯТП

(6)

где т - время диффузии,с;

ф - величина главного угла в плане, град.;

в - подача, мм/об;

I - глубина резания, мм;

V - скорость резания, м/мин;

1} - коэффициент продольной усадки стружки;

N0 - начальная концентрация примесей в металле;

егк - дополнительная функция ошибок Гаусса;

Бо - постоянная диффузии;

Ед - тепловая энергии деформации

II = 8,314 Дж/моль • К - газовая постоянная;

Тд- температура стружки по абсолютной шкале, развивающаяся при деформировании срезаемого слоя. J

На основании математической модели (5), выведенной И.В. Швецовым с учетом (1-4) получено математическое выражение для определения относительной концентрации выгораемых примесей из обрабатываемого чугуна СЧ20 методом строгания при нормальных условиях:

N(3,1-)^ = N0 * ег&'

2*вт!и*вт?ф ш

ехр

8,45*0— .НВ°'55М.8°'75 ♦(п-8тг-0,43со»г)*6*

_вв_

273+ стг *с *нв°-55 ...з0'75^-^-«^)

* Ш)

где Снв - постоянная составляющая; НВ - твердость по Бринеллю; у— величина переднего угла инструмента, град; ш - коэффициент температуропроводности см2/с; Ь - относительный коэффициент отвода теплоты; X - коэффициент теплопроводности, кал/см*с*град;

(7)

Таким образом, полученная математическая модель позволяет определить концентрацию диффундирующих примесей при любых условиях обработки различных материалов.

В третьей главе разработана методика определения участков обрабатываемой поверхности с отклонениями от заданной твердости, основанной на анализе физико-химических свойств, образующихся специфических газов в зоне резания при обработке материалов. В качестве контролируемых газов выделены три основные группы:

— образованные при соединении составляющих воздуха с выгораемыми из обрабатываемого материала примесями (оксиды углерода СО и С02, оксид серы вОг, углеводороды СхНу),

— образованные при соединении кислорода воздуха с атмосферным азотом (N0, Ы02, N3^),

— кислород воздуха 02.

Результаты, полученные в ходе экспериментов, выявили изменение концентрации ряда контролируемых газов в зоне обработки, отражающие изменение твердости и подтверждающие наличие аномальных участков в поверхностном слое обрабатываемого материала.

При строгании со скоростью резания о = 0,07...0,4 м/с, подачей в = 10...20 мм/дв.х, глубиной резания 1 = 0,5...2 мм отмечен различный уровень концентрации образованных оксидов азота в зоне обработки различных материалов.

Таблица 1 - Изменение концентрации оксида азота N0 при обработке материалов с различными физико-химическими свойствами

№ Наименование материала Концентрация B(NO) оксидов азота, ррм

1 нержавеющей стали 12Х18Н10Т 15

2 стали 40Х около 3

3 стали 18ХГТ 13

4 стали 38Х2МЮА 15

5 СЧ20 26

6 сплава алюминия (силумина) около 3

Изменение объема срезаемого слоя качественно отражается на

j л

формировании газовоздушной среды в зоне обработки. Так при строгании чугуна СЧ20 инструментом ВК8 со скоростью и = 0,12 м/с, глубиной резания t = 1мм, с подачами S] = 10 мм/дв.ход и S2 = 5 мм/дв.ход получены зависимости, имеющие практически линейный характер (таблица 2).

Таблица 2 - Зависимость концентрации углерода от глубины резания

Глубина резания t, мм Концентрация оксида углерода

S) = 10 мм/дв.ход S2 = 5 мм/дв.ход

Вр(СО),ррм (расчетная) Вэ(СО), ррм (эксперимен.) Вр(СО),ррм (расчетная) Вэ(СО),ррм (эксперимен.)

0,1 2,0 2,50 1,50 1,00

0,2 4,0 3,50 2,00 1,75

0,3 6,5 6,00 2,00 2,25

0,4 7,5 7,50 2,25 3,00

0,5 10,0 11,00 5,00 4,50

0,6 14,0 15,00 6,50 5,75

0,7 18,5 18,50 7,50 7,50

0,8 20,5 22,00 9,00 10,00

Как и при образовании углеводородов рост уровня концентрации в зоне обработки связан с повышением интенсивности срезаемого слоя. При скоростях выше 0,12 м/с скорость массопереноса углерода с поверхностных слоев стружки превышает массоперенос атмосферного воздуха и снижает вероятность образования оксвда углерода СО.

Твердость материала можно оценить, когда существует зависимость уровня концентрации того или иного газа от диагностического параметра. При проведении исследований обрабатывалась крупногабаритная деталь из чугуна СЧ20 с площадью поверхности примерно 4 м , твердость которой должна быть не ниже НВ 170... 180.

Объективный контроль твердости поверхности заготовки с большой площадью обработки затруднен или невозможен. Изменение концентрации образованных в процессе резания газов является следствием разброса физико-химических параметров заготовки, в т.ч. наличие аномалий по твердости. Измеренные при строгании концентрации выделяющихся газов указывают на наличие аномалий твердости поверхности заготовки, что подтверждается результатами измерения твердости стандартными методами. Расчет коэффициента линейной корреляции между концентрацией оксида углерода СО в зоне обработки и твердостью чугуна по результатам строгания крупногабаритного чугунного стола станка 2Е656РФ11 на строгальном станке представлен далее.

Таблица 3 - Расчет коэффициентов линейной корреляции между концентрацией оксида углерода СО и твердостью чугуна

Хь ед.НВ рргп X* V1 X; V,

163 5,6 20,79 31,36 25,54

165,17 5,2 45,29 27,04 35

162,67 6,2 17,89 38,44 26,23

160,5 2,8 4,24 7,84 5,77

162,67 3,8 17,89 14,44 16,07

165,83 3,4 54,61 _ 11,56 25,13

165,83 5,2 40,83г 27,04 33,23

167,17 6,6 76,21 43,56 57,62

№= № = 2У* =

1637,45 47,8 353,96 282,28 303,16

¥=4,78%

где X! - среднее значение измеренной твердости по Бринеллю, ед. НВ;

- усредненное по двум гистограммам значение уровня газовыделения СО при строгальной финишной обработке стола, ррш;

где X, У - среднее арифметическое значение твердости и концентрации соответственно.

На основе данных, приведенных в таблице 3, определяем значение дисперсий:

Бх = 2,84, Бу = 2,445. Коэффициент корреляции Кх,у ряда измерений твердости и уровня концентрации в зоне обработки оксида углерода СО равен:

11хлг = 0,63

Значение выборочной функции Т определяют в соответствии с выражением

Г = = = 3,69 (8)

Учитывая, что критическое значение интеграла Стыодента для данного случая (8 степеней свободы с вероятностью ошибки равной 10 ~2) ^ = 3,36, а значение выборочной функции Т = 3,69, т.е. Т > ^ .Отсюда можно сделать вывод о том, что измеренные значения твердости чугуна и концентрация образованных в зоне обработки газов (т.е. X и У) связаны линейной зависимостью.

Зависимость концентрации оксида углерода от твердости обрабатываемого материала представлена на рисунке 2.

ИЗ -►

Рисунок 2 - Изменение концентрации оксида углерода СО и твердости материала при обработке деталь из чугуна СЧ20.

Таким образом, эксперимент по определению концентрации оксидов углерода СО в зоне резания при обработке крупногабаритной детали и измерении твердости поверхности материала, подтвердил принципиальную возможность диагностики обрабатываемого материала (в данном случае чугуна СЧ20), основанной на анализе газовоздушной среды в процессе механической обработки металлов (в данном случае в процессе резания металлов методом строгания).

В четвертой главе приводятся результаты по реализации метода контроля процесса резания на основе анализа газообразования при выборе оптимальных режимов строгания.

Математические модели, отражающие изменение концентрации диффундирующих примесей и состояние концентрационных полей в зоне

обработки, позволяют повысить эффективность механической обработки за счет определения наиболее оптимальных ее условий, а также использование математического аппарата при реализации комбинированных систем контроля и управления.

В качестве критерия оптимизации использовали функцию производительности П, характеризующую объем металла, снимаемого в единицу времени

п_ е ^ у _ ш

Т + г^ т„ 1 + £«, (Ю

т т

где Q - объем металла, мм3; Т - стойкость инструмента, мин.; тст - время смены инструмента, мин.; V = ® - скорость съема металла мм/мин; и - скорость

резания, мм/мин; в - подача, мм/об; 1 - глубина резания, мм.

Оптимизацию режимов металлообработки связывали с максимизацией функции (4.1) в области 2) (рисунок 4), полученной на основании ограничений по максимально допустимым значениям режимов резания, что является задачей нелинейного программирования.

5_пп1 д ___в^пмх

Рисунок 3 - Область возможных изменений параметров 8т и п

При этом ограничения по усилию резания и мощности принимали в зависимости от параметров t (глубины резания), V (скорости резания) и Ь (износа инструмента), определяемые из экспериментальных исследований на основе газового анализа.

Наиболее оптимальными при использовании данного метода, как показывают эксперименты, являются скорости от 0,33 до 0,42 м/с. Использование рекомендуемых скоростей резания в зависимости от вида обработки обеспечивает предотвращение ускорение износа режущего инструмента и сокращает вспомогательное время при обработке самой заготовки.

В этом случае при обработке крупногабаритных заготовок столов осуществлялся непрерывный контроль газовоздушной среды в зоне обработки с регистрацией аномальных зон на поверхности при каждом проходе строгального резца. После обработки и регистрации аномальных зон осуществлялся контроль твердости поверхности стола и делался вывод о пригодности данного изделия к использованию, дальнейшей или повторной обработки, что позволило повысить эффективность контроля при изготовлении изделий. Теоретические исследования и полученные практические результаты показывают, что наибольшую и более достоверную информацию о состоянии процесса резания материалов получают при использовании аппаратуры для комплексного анализа газовоздушной среды.

Исследование влияния состояния материала на процесс газообразования с реализацией данного метода проводились в экспериментальном цехе ОКБС ЛСПО им. Я. М. Свердлова при обработке на продольно-строгальном станке 7278 крупногабаритных столов тяжелых станков 2Е656РФ11, представляющих собой крупногабаритную отливку площадью около 5 м2. Исходя из габаритных размеров заготовки, при проведении контроля всей обрабатываемой поверхности, необходимо осуществить пррядка 2000 измерений твердости. Это связано с тем, что при одном замере требуется площадь 25 см2 (2500 мм2). Предложенный способ позволил сократить количество измерений от 100 до 200 (в аномальных зонах, выявленных методом газового анализа).

Предложенный метод также был использован при контроле крупногабаритных втулок цилиндров компрессоров при обработке на расточных станках в ремонтно-механическом производстве ОАО "АКРОН".

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

1. Исследованы основные физико-химические процессы при механической обработке, позволяющие эффективно проводить контроль состояния материала заготовки, на основе газового анализа в зоне стружкообразования.

2. Определены взаимосвязи режимов резания и твердости обрабатываемого материала с параметрами газообразования при строгании. Изменение концентрации выгораемых примесей в зоне резания, происходящее вследствие износа режущего инструмента и отклонения твердости материала, значительно превышает концентрацию анализируемых газов при оптимальных условиях резания.

3. Разработана математическая модель зависимости диффузии примесей от параметров обработки, позволяющие контролировать процесс строгания и обеспечивать качество поверхностного слоя обрабатываемых изделий.

4. Вьивлено, что концентрация образующихся газов при строгании повышается с увеличением твердости обрабатываемых заготовок.

5. Разработана методика контроля поверхностей изделий на строгальных операциях, основанные на анализе газообразования в зоне резания, что

позволило повысить производительность труда и качество обработки путем оценки работоспособности режущего инструмента и характеристик обрабатываемого материала.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при изготовлении и восстановительном ремонте крупногабаритных деталей (чугунных столов, станин металлообрабатывающих станков и др.).

НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ

РАБОТЫ

1. Никуленков О.В. Колногоров A.B. Гулецкий E.H. Объемная обработка деталей на фрезерных станках с УЧПУ TNC 355. Великий Новгород, -1999. 2 с.

2. Никуленков О.В., Швецов И.В. Специализированная система контроля состояния процесса резания металлов. Международная конференция ''Сварка 2000", Труды секции "Механообработка". -Великий Новгород. 2000. - 2 с.

3. Никуленков О.В., Швецов И.В. Комплексный подход к применению систем контроля состояния и управления процессами металлообработки. Международная конференция "Сварка 2000", Труды секции ''Механообработка". Великий Новгород, 2000. - 2 с.

4. Никуленков О.В., Швецов И.В. Анализ эффективности диагностики работоспособности режущего инструмента и автоматического оборудования при использовании промышленных радиосистем. Международная научно-техническая конференция. Труды Международной научно-технической конференции" Технологии третьего тысячелетия". Великий Новгород, 2001. - 2 с.

5. Никуленков О.В.. Швецов И.В. Контроль процессов механической обработки на основе многоуровневого анализа дифффузии и теплового распределения. Международная научно - практическая конференция '•Диагностика, эксплуатация, ремонт, восстановление, модернизация оборудования. - Санкт-Петербург, 2005 г. - 5 с.

»21 87 t

РНБ Русский фонд

НИКУЛЕНКОЕ 2006 4

19177

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ схгих альныа иилгАциии иг и ОБРАБОТКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ'ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ

Специальность : 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Изд. лиц. ЛР № 020815 от 21.09.98. Подписано в печать 14.10.2005. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 116. Издательско-полиграфический центр Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

Отпечатано в ИПЦ НовГУ им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Методы исследований физико-химических процессов при механической обработке.

I 1.2. Методы определения твердости материалов.

1.3. Применение методов газового анализа к решению задач контроля в технологических процессах.

1.4. Цель, задачи и общая методика исследования.

1.5. ВЫВОДЫ.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ.

2.1. Физико-химические модели формирования газовоздушной среды в зоне резания.

2.2. Математическое моделирование диффузии при резании

Ф металлов.

2.3. Закономерности теплового распределения и тепловой энергии при резании металлов.

2.4. Математическое описание диффузии примесей и газообразования при резании металлов.

2.5. ВЫВОДЫ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТРОЛЯ <»• МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА

ГАЗООБРАЗОВАНИЯ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ.

3.1. Контроль процессов механической обработки с использованием метода газового анализа.

3.2. Влияние технологических параметров механической обработки на формирование газовоздушной среды в зоне резания.

3.3. Общие принципы контроля процессов механической обработки на основе метода газового анализа.

3.4. Влияние технологических параметров металлообработки на процесс диффузии примесей и газообразования.

3.5. Оценка качества поверхностей крупногабаритных изделий.

3.6. ВЫВОДЫ.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОГАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ГАЗОВОЗДУШНОЙ ФАЗЫ В ЗОНЕ ОБРАБОТКИ

4.1. Контроль процессов механической обработки на основе анализа газообразования.

4.2. Системы управления процессом механической обработки на основе анализа газообразования.

4.3. Технологические рекомендации

4.4. ВЫВОДЫ.

Рост автоматизации производства процессов в машиностроении предъявляет высокие требования к средствам диагностирования, служащим для оперативного контроля состояния оборудования, обнаружения и локализации неисправностей. - Для металлообрабатывающего оборудования одним из актуальных вопросов повышения его надежности и улучшения качества выпускаемой продукции изделий является диагностирование состояния режущего инструмента и оперативное обнаружение начальной стадии критического износа, скола или поломки.

Несмотря на общий интерес к методам контроля процессов механической обработки существенной проблемой остается оценка наиболее широкого спектра физико-химических явлений и получение необходимых сведений в условиях ограниченной информации об исследуемом объекте и свойствах внешних воздействий в системе ЗИССо (заготовка - инструмент - стружка -среда охлаждения).

Широкое распространение испытаний на твердость объясняется рядом их преимуществ перед другими видами испытаний: простота измерений, которые не требуют специального образца и могут быть выполнены непосредственно на проверяемых деталях; высокая производительность; измерение твердости обычно не влечет за собой разрушения детали, и после измерения ее можно использовать по своему назначению; возможность ориентировочно оценить по твердости другие характеристики металла, в первую очередь предел прочности.

Известные способы оценки процессов механообработки, основанные на измерении сил резания, виброакустической эмиссии,.термоЭДС и другие, не дают полной информации о протекающих процессах или не в полной мере раскрывают свои потенциальные возможности, поэтому их применение в автоматизированных системах управления и контроля ограничено.

Использование подобных систем в автоматизированном производстве позволяет:

- увеличить производительность и снизить себестоимость обработки за счет повышения надежности обработки на повышенных режимах резания, своевременной сменой некондиционного инструмента, сокращения брака изделий и расхода инструмента;

- повысить надежность работы обрабатывающих систем за счет своевременной замены предельно изношенного или поломанного инструмента на инструмент-дублер;

- повысить точность обработки благодаря вводу коррекции положения исполнительного органа станка на износ инструмента;

- предохранить механизмы и узлы станка от поломок и преждевременной потери точности.

В данный момент средства диагностики требуют постоянного развития и совершенствования с целью повышения их разрешающей способности, что невозможно без дальнейшего исследования процесса резания и установления взаимосвязи явлений с состоянием режущего инструмента. Поэтому исследование физических явлений, возникающих в процессе резания, разработка на этой основе новых эффективных методов диагностирования состояния режущего инструмента является актуальной задачей.

На предприятиях машиностроительного комплекса используют различные методы контроля процессов механической обработки, служащие для оперативного контроля состояния оборудования, обрабатываемого материала, обнаружения неисправностей и т.д. Обеспечение качества поверхностей обрабатываемых изделий возможно при эффективном контроле, в процессе которого встает задача выявления дефектов, которые имеют место при промышленной поставке заготовок на механообрабатывающее производство.

Анализ работ, посвященных методам контроля процессов механической обработки, а также информационно-измерительным системам показывает, что в них большое внимание уделяется вопросам обеспечения заданной или оптимальной достоверности контроля состояния режущего инструмента, а также точности измерений. Наиболее малочисленную группу составляют работы, в которых контролируется качество поверхностей обрабатываемых изделий, хотя данный параметр является одним из основных.

За последние годы получило развитие новое направление, в основу которого положено исследование и разработка методов контроля процессов механической обработки на основе анализа диффузионных процессов и газообразования в зоне обработки. В то же время анализ выполненных работ показал, что многие теоретические и практические вопросы в этом направлении требуют дальнейших решений. Именно на их основе возможно создание научно-обоснованных надежных методов контроля. В связи с этим задача исследования диффузии и газообразования, разработка математических моделей, отражающих многообразие процессов и технических средств контроля, является актуальной задачей.

Таким образом, актуальна научная проблема, которой и посвящена настоящая диссертационная работа - установление взаимосвязей между физико - химическими и термодеформационными процессами, а также состоянием режущего инструмента и качеством обрабатываемого материала с параметрами газообразования.

Комплексный подход к процессу контроля состояния режущего инструмента как к элементу технологического процесса позволяет определить целесообразные методы и средства контроля, оптимальное размещение измерительных средств.

Наиболее эффективное решение указанной задачи обеспечивается созданием систем управления механической обработкой на базе . ЭВМ с контролем состояния режущего инструмента и их автоматической заменой при достижении заданной степени износа, при сколе или поломке.

В настоящее время как отечественные, так и зарубежные специалисты в области обработки материалов резанием проводят исследования, направленные на разработку и создание методов и средств диагностики режущего инструмента, которые требуют постоянного развития и совершенствования с целью повышения быстродействия и разрешающей способности инструмента. Это невозможно без дальнейшего исследования процесса резания и установления взаимосвязи явлений, которые естественно возникают при резании и изменении состояния режущего инструмента. Поэтому исследование фактических явлений, возникающих в процессе резания, разработка на этой основе новых эффективных методов диагностирования состояния режущего инструмента является актуальной задачей.

Разработанные функциональные устройства предусмотрены для использования в составе систем контроля и управления мехатронных систем, разрабатываемых и в настоящее время, позволяющих решать поставленные задачи в условиях неполной информации о внешней среде и внешнем воздействии.

В диссертационной работе впервые представлены экспериментально-теоретические исследования диффузии и закономерности образования различных газообразных соединений в зоне обработки, методы контроля процесса резания, основанные на регистрации концентрации одного или нескольких газов.

Работа представляет собой полное комплексное исследование процесса диффузии примесей, образования газов и их массоперенос в газовоздушном пространстве зоны обработки, характеризующих изменения состояния процесса резания, в том числе состояние режущего инструмента и поверхностей обрабатываемых изделий. Основным научным результатом диссертации является разработка методов и средств контроля процессов механической обработки на основе математических моделей, в которых впервые учитывается влияние структурных и энергетических превращений в срезаемом слое на интенсивность протекания физико-химических процессов и на интенсивность механической обработки в целом.

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Технология машиностроения" Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого. Ее тема является составной частью исследовательской тематики кафедры, посвященной методам контроля в условиях механической обработки.

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 145 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 146 страниц машинописного текста, включая 6 рисунков и 17 таблиц. По теме диссертации опубликовано 10 научных работа, в том числе 6 работ, представленных на международных научно-технических конференциях.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Определены взаимосвязи режимов резания и качеством обрабатываемого материала с параметрами газообразования при строгании. Изменение концентрации выгораемых примесей в зоне резания, происходящее вследствие . изменение состояния режущего инструмента и твердости материала, значительно превышает концентрацию анализируемых газов при оптимальных условиях резания.

Исследованы и выделены основные физико-химические процессы при механической обработке, позволяющие эффективно проводить контроль состояния материала заготовки, на основе газового анализа в зоне стружкообразования.

Установлена математическая зависимость диффузии примесей от параметров обработки, позволяющие контролировать процесс строгания и обеспечивать качество поверхностного слоя обрабатываемых изделий. В процессе исследований выявлено, что концентрация образованных газов, образующихся при механической обработке, повышается с увеличением твердости поверхности обрабатываемых изделий. Разработаны рекомендации для контроля поверхностей изделий на строгальных операциях, основанные на анализе газообразования в зоне резания, что позволило повысить производительность труда и качество обработки путем оценки работоспособности режущего инструмента и характеристик обрабатываемого материала.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при изготовлении и восстановительном ремонте крупногабаритных деталей' (чугунных столов, станин металлообрабатывающих станков и др.).

1. Абрамчук В. А. Современное состояние методов и средств теплового контроля // Приборы и системы управления. 1989. - № 5.

2. Армарего И. Дж. А., Браун Р. X. Обработка металлов резанием. Пер. с англ. В. А. Пастунова. -М.: Машиностроение, 1977. 325 с.

3. Балакшин Б. С. Теория и практика технологии машиностроения. Кн. 2. -М.: Машиностроение, 1982.-С. 207 213.

4. Бекренев А. Н., Эпштейн Г. Н. -Последеформационные процессы высокоскоростного нагружения. -М.: Металлурги, 1992. 159 с.

5. Болтакс Б. И. Диффузия в полупроводниках. М. Физмашиздат. 1961. -462 с.

6. Васильев С. В. Использование электрических явлений при резании для коррекции режима обработки. -М.: ЭНИМС, 1981. - 16 с.

7. Васильев С. В. Применение термопар в теплофизике резания // Вестник машиностроения. 1988. - № 5. - С. 46 - 48.

8. Васильев С. В. Измерение силы резания без динамометрических преобразователей // Станки и инструмент. 1987. - № 6. - С.23 - 24.

9. Вассерман А. М., Кунин Л. Л., Суровой Ю. Н. Определение газов в металлах. Метод восстановительного плавления в атмосфере газа -носителя. -М.: Наука, 1976. С 228 229.

10. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинация в кристаллах - Л.: Наука,1986,-233 с.

11. Вульф А. М. Резание металлов. Л.: Машиностроение, 1973. - С. 168182.

12. Газоизмерительные приборы. Фирма «РИКЕН КЕЙКИ». Каталог: ТАЙРИКУ ТРЕЙДИНГ КО., ЛТД. Япония. 48 с.

13. Галактионов Н. А. Водород в металлах. М.: Металлургия, 1966. - 356 с.

14. Гусев О.В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов тугоплавких материалов. М.: Наука, 1982. - 106 с.

15. Глинка Н. Л. Общая химия: учебное пособие для вузов. 27-е изд., стереотипное / Под ред. В.А. Рабиновича. - Л.: Химия, 1988. - 704 с.

16. Городетский М. С., Сулейманов И. У. Системы управления гибкими производственными модулями. Обзор. -М.: НИИМаш, 1983. 72 с.

17. Грачев Л. Н., Сахаров М. Г., Антонов В. И. Автоматическое управление точностью обработки на токарных станках с ЧПУ. М.: НИИМаш, 1982. 42.

18. Гребнев А. А., Мороз Г. Г., Акилин В. И. Тензометрические подшипники для систем диагностирования состояния режущего инструмента на станках с ЧПУ // Станки и инструмент. 1988. - № 11. - С. 34.

19. Деревянченко А. Г. Автоматический контроль и диагностика износа лезвий инструментов в условиях токарных ГПМ. // Металлорежущие станки. Киев, 1988. 16. - С. .13 - 21.

20. Джафаров Т. Д. Радиационно стимулированная диффузия в полупроводниках. - М. Энергомашиздат. 1980. - 288 с.

21. Добровинский И. Р., Медведик Ю. Т., Красильников Б. И., Иоффе М. В. Активный контроль состояния режущего инструмента на станках с ЧПУ // Станки и инструмент. -1987. - № 3. - С. 16-18.

22. Добряков В. А. Оперативное диагностирование состояния режущего инструмента на токарных модулях ГПС бесконтактным методом: Автореферат диссертации на соискание кандидата технических наук. Саратов, 1987. 16 с.

23. Жуков В.И. Служба техники безопасности на химическом заводе. М.: Химия, 1978.-335 с.

24. Ивата К. Техника определения повреждений инструмента //Сеймицу Кикай,- 1982. -48. -№!.- С. 90-93.

25. Казаков Н.Ф. Радиоактивные изотопы и исследование износа режущего инструмента. -М.: Машгиз, 1960. 125 с.

26. Казаков Е. И., Доступов Б. Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. М.: Физматгиз, 1962. - 198 с.

27. Кибальченко А. В. Контроль состояния режущего инструмента: Обзорная информация ВНИИТЭМР, 1986.-41с.

28. Кибальченко А. В. Применение метода акустической эмиссии в условиях гибких производственных систем. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 56 с.

29. Клушин М. И. Резание металлов. Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя. -М.: Машгиз, 1958. -С. 236 -328.

30. Козочкин А. П., Глух О. Н. Виброакустическое диагностирование состояния режущего инструмента на гибких производственных модулях. // Станки и инструмент. 1988. - № 5. - С. 16 - 20.

31. Козочкин М. П., Сулейманов И. У. Контроль состояния режущего инструмента виброакустическим методом при сверлении на станках с ЧПУ. // Надежность и диагностирование технологического оборудования. 1987.-С. 96- 103.

32. Козочкин М. П., Сулейманов И. У., Глух О. Н., Шеронов Е. А. Диагностика режущего иснтрумента на станках с ЧПУ по акустическому сигналу: Методические рекомендации. М: ЭНИМС, 1984. - 28 с.

33. Кордыш Л. М. Многоцелевые станки и гибкие производственные модули для обработки корпусных деталей. Ульяновск: ЦНТИ, 1988. - с.51 - 59.

34. Коростелев С. Ю., Псахье С. Г., Панин В. Е. Молекулярно-динамическое исследование атомной структуры материала при распространении ударной волны.//Физика горения и взрыва, 1988. Т.24. - №6. - С.124 -127.

35. Костетский Б. И. Стойкость режущих инструментов. -М.: Машгиз, 1949. -С. 124.

36. Кочеровский Е. В., Лихциер Г. М. Диагностика состояния режущего инструмента по силовым характеристикам процесса резания // Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства: Обзорная информация ВНИИТЭМР. 1988.-№ 7.-40с.

37. Латышев В.Н. Трибология резания металлов. Иваново: Изд. ИвГУ, 2004 90 с.

38. Латышев В.Н. Исследование механико-химических процессов при трении и резании металла. Дис. . .д-ра техн. наук. М., 1973.

39. Либерман Я. Л., Тимашев С. А. Состояние и перспективы развития средств контроля и диагностики в станках с ЧПУ // Обзорная информация ВНИИТЭМР, вып.8. -М.: 1987.-40 с.

40. Либерман Я. Л. Метод многоскоростных стойкостных испытаний с помощью радиоактивных инструментов. -ЭИ: Режущие инструменты. -1979.-№1.-С. 16-26.

41. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение. 1982 320 с.

42. Могилевский M. А., Мынкин И. А. Машинное моделирование развития пластической деформации при ударно-волновом нагружении //Механизмы динамической деформации материалов. Куйбышев: Изд. КПтИ, 1986. - С.14 - 25.

43. Могилевский М. А., Мынкин И. О. О теоретической прочности кристалла в условиях ударно-волнового движения // Физика горения и взрыва, 1988. Т.24. - №6. - С. 106 - 111.

44. Муравьева С. И., Казнина Н. К., Прохорова Е. К. Справочник по контролю вредных веществ воздуха. М.: Химия, 1988. - 319 с.

45. Некрасов Б. В. Основы общей химии, т.1. М.: Химия,1973. - С. 382 -491.

46. Никуленков О.В., Колногоров A.B. Организация автоматизированного рабочего места технолога-программиста станков с ЧПУ в условиях цеха. сб. Науч. тр Международной научно-технической конференции "Технология-96". Великий Новгород, 1996. 2 с.

47. Никуленков О.В. Колногоров A.B. Гулецкий E.H. Объемная обработка деталей на фрезерных станках с УЧПУ TNC 355. 1999. Великий Новгород, -2 с.

48. Никуленков О.В., Швецов И.В. Специализированная система контроля состояния процесса резания металлов. Международная конференция «» Сварка 2000» Секция «Механообработка». Великий Новгород, 2000. 2 с.

49. Никуленков О.В., Швецов И.В. Комплексный подход к применению систем контроля состояния и управления процессами металлообработки. Международная конференция «» Сварка 2000» Секция «Механообработка». Великий Новгород, 2000. 2с .

50. Никуленков О.В., Швецов И.В. Промышленные радиосистемы в организации информационных потоков в системах управления технологическим оборудованием. Международная конференция «» Сварка 2000» Секция «Механообработка». Великий Новгород, 2000. 2 е.

51. Остафьев В. А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. — М.: Машиностроение, 1979. С. 168.

52. Отчет о НИР. Руководитель Казанский В. А. Исследование структурно-аналитического способа контроля и диагностики процесса резания. ОКБС ЛСПО им. Я. М. Свердлова / ДСП. 1987. 180 с.

53. Отчет о НИР. Руководитель Мещеряков А. И. Исследования по определению состояния режущего клина путем измерения уровня газовыделения в процессе резания., Москва, ВНИИинструмент / ДСП. 1988.- 184с.

54. Палей С. М., Васильев С. В. Влияние температуры заготовки на ЭДС резания // Вестник машиностроителя. 1983. - №1. - С. 45 - 46.

55. Палей С. М., Васильев С. В. Контроль состояния режущего инструмента на станках с ЧПУ. М.: НИИМаш, 1983. - 58с.

56. Палей С. М., Сахаров М. Г. Автоматизация контроля состояния режущего инструмента и точности обрабатываемых деталей на токарных станках с ЧПУ /Разработка и создание автоматизированного металлорежущего оборудования. -М.: ЭНИМС, 1983.-С. 111-116.

57. Палей С. М., Сахаров М. Г. Поддержание работоспособности токарных ГПМ при отказах режущего инструмента // Вестник ВНИИ ж. д. трансп. - 1989. -№ 1.-С. 36-39.

58. Панин В. Е., Лихачев В. А, Гриняев' Ю. В. -Структурные уровни деформации твердых тел, -Новосибирск: Наука, 1985. 230 с.

59. Подураев В. Н., Валиков В. И., Петров В. В., Уржумов В. П. Диагностика износа режущего инструмента по звуковым колебаниям // Известия высших учебных заведений. Сер. «Машиностроение». 1978. - №6. - С. 117-120.

60. Подураев В. Н., Кибальченко А. В., Алтухов В. Н. Выбор оптимальных режимов резания и прогнозирование стойкости режущего инструмента в условиях ГПС. // Вестник машиностроения. 1987. - № 6. - С. 43 - 47.

61. Подураев В. Н., Кибальченко А. В., Бабак С. П. Амплитудный анализ как средство идентификации источников акустической эмиссии. // Известия вузов. Машиностроение. 1985. - № 6. - С. 109 - 112.

62. Резников А. Н. Теплофизика резания. -М.: Машиностроение, 1969. С.16.21.

63. Рыкалин В. Г., Гречинский Д. А., Ковальский В. Н. Современные направления исследований в области виброакустической диагностики и вибрационного контроля объектов техники. // Приборы и системы управления. 1989. - № 5. - С. 21 - 22.

64. Самаркин В. П. Устройства для автоматического контроля и настройки режущего инструмента на токарных станках / Технология и организация производства. Киев, 1984. - №2. - С. 28.

65. Симпозиум по новейшим станкам с ЧПУ ЭВМ /CNC/, сервосистемам и роботам // Сборник статей "Фудзицу Фанук". - 1981,- 191с.

66. Синопальников В. А. Затупление быстрорежущего инструмента и способы повышения его работоспособности / Обработка конструкционных материалов резанием с применением СОЖ. М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1978. - С. 62 - 67.

67. Соломенцев Ю. М. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1980.

68. Старков В. К. Дислокационные представления о резании металлов. М. Машиностроение. 1979. - 180 с.

69. Старков В. К. Технические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ. -М.: Машиностроение , 1984. 120 с.

70. Теория сварочных процессов. Под редакцией В. В. Фролова. М. Высшая школа. 1988. - 559 с.

71. Тимирязев В. А. Управление точностью гибких технологических систем. Обзор. М.: НИИМаш, 1983. - 64с.

72. Трент Е. М. Резание металлов: Пер. с англ. / Пер. Г.И. Айзенштока. М.: Машиностроение, 1980. - С. 263.

73. Уве Хейзель. Методы контроля инструмента и обрабатываемой детали в автоматизированном производстве // Гибкая автоматизация сверления и фрезерования: Материалы симпозиума на выставке "Металлообработка -84", Москва, 27 марта 5 апреля. - М., 1984. — 18 с.

74. Устройство для определения износа режущего инструмента. -ЭИ: Режущие инструменты. 1977. - №7. - С. 16 - 19.

75. Фролов В. В. Химия. М.: Высшая школа, 1986.-542 с.

76. Швецов И. В., Гулецкий Е. Н. Исследование процесса износа инструмента. Деп. во ВИНИТИ №255 мш89, 1990, №1, - 12 с.

77. Швецов И.В. Монография. Методы и средства контроля состояния лезвийного и абразивного инструмента в процессе обработки материалов. Деп. в ВИНИТИ №2414-В/00 от 18.09.2000г. 57 с.

78. Швецов И. В. Температура и взаимодействие химических элементов при резании. Саратов: Сарат. политехнич. ин т; Деп. в Информприбор 05. 06. 90, №4888 - пр90. 13 с.

79. Швецов И. В., Антонов А. В. Система диагностирования состояния инструмента. Материалы НТС ЛДНТП, Л/О "Знание" С. Петербург от 1991 5-6 марта. 2 с.

80. Швецов И. В. Повышение эффективности токарной обработки на основе оперативного анализа газообразования и диагностирования сост. режущего инструмента. Диссертация на соискание ученой, степени к. т. н. МИИТ, Москва ДСП. 10 с.

81. Швецов И. В., Тимофеев В. В. Термодеформационные и кинетические процессы при резании металлов. Деп. в ВИНИТИ №1400- В95 от 18.05.95. 12 с.

82. Швецов И. В., Сокол В. В. Атомно-молекулярные и структурные изменения при механообработке. Деп. в ВИНИТИ №1929-В95 от 26.06.95.13 с.

83. Швецов И. В., Сокол В. В., Головко С. Н. Адаптивная оптимизация режимов резания. Деп. в ВИНИТИ №2244-В95 от 20.07.95. 22 с.

84. Швецов И. В. Термодинамические и кинематические основы процессов в зоне обработки и в граничных слоях среды охлаждения. Деп. в ВИНИТИ Ж3542-В96 от 06.12.96. 20 с.

85. Швецов И. В. Термодинамические и кинематические основы процессов в зоне обработки и в граничных слоях среды охлаждения. Деп. в ВИНИТИ №3542-В96 от 06.12.96. 20 с.

86. Швецов И. В. Выгорание легирующих примесей при термодеформационном процессе из металла . Деп. в ВИНИТИ №3539-В96 от 06.12.96.12 с.

87. Швецов И. В. Температурное распределение в обрабатываемом материале и газообразование в граничных слоях газовоздушной среды. Деп. в ВИНИТИ №ДД -1585 от 27.05.97.14с.

88. Швецов И. В. Физические особенности миграции примесей газообразных элементов при структурном разрушении металлов. Деп. в ВИНИТИ № ДД1584 от 27.05.97.16 с.

89. Швецов И. В. Удаление стружки, пыли и продуктов химического взаимодействия из зоны обработки при резании материалов. Деп. в ВИНИТИ № 1761 -В97 от 29.05.97.11с.

90. Швецов И. В. Исследование изменений состава стружки при резании металлов. Труды II Междунар. семинара "Современные проблемы прочности". Старая Русса, 1998. т.2. С. 207 - 208

91. Швецов И. В. Массоперенос выгораемых лигирующих примесей в атмосферной среде. Деп. в ВИНИТИ №Д<Э 8709 от 18.08.97. 13 с.

92. Швецов И. В. Выгорание лигирующих примесей при термодеформационном процессе из металла. Деп! в ВИНИТИ №ДД-1583 от 25.05.97.12 с.

93. Швецов И. В. Влияние примесей на изменения в кристаллической решетке стружки при обработке сталей резанием. Деп. в ВИНИТИ №1640-В98 от 29.05.98. 18 с.

94. Швецов И. В., Гулецкий Е. Н., Дубровский Ю. В. Распределение энергии и теплоты трения в продольных слоях стружки при резании металлов. Деп. в ВИНИТИ №. 163 В/00 от 27.01.2000. 12 с.

95. Швецов И.В. Монография. Контроль процессов механической обработки на основе газового анализа. Великий Новгород - НовГУ. 2001.-88 с.

96. Швецов И.В. Монография. Газоаналитическое отображение процессов механической обработки. Великий Новгород. -2004. 120с.

97. Эпштейн Г. Н. Строение металлов, деформированных взрывом. Металлургия, 1988. 290 с.

98. Эстерзон М. А., Рыжова В. Д., Шрайбман И. С. Особенности обработки заготовок. // Вестник машиностроения. 1989. - № 3. - С. 48 - 52.

99. Arsovski S. М. Wear sensors in the adaptive control systems of machine tools // VI International conference on Production Research. Yugoslavia: Novi Sad, 1981.-P.3-8.

100. Bergman C. FCC Werkzaugbuch Kontrolle im MAW - Industiearmaturen und Apparatebau Leipzig // Techn. Inf. Arm at. - 1986. - 21. - № 3. - p. 21 -24.

101. Bellman B. Messwertverarbeitung eines Kontinuierlich messenden Verschleiss sensors fur Dreharbeitung // Industrie Anzeiger. - 1974. - 96. - №28. - P. 619-620.

102. Cool N. H., Subramaniat K. Micro isctipe tool Wear sensor // Annals of the CIRP. - 1978. - 27. - №1. - P. 73 - 78.

103. Danai K., Ulsoy A. G. Adinamic state model for on line tool wear animation in fuming. - Trans. ASME: J. Eng., IND., 1987. - 102. - № 4. - p. 396 - 399.

104. Hayashi S. R.,Thomas С. E, Wildes D.G., Tlusty G. Tool breakdetection by monitoring ultrasonic vibrations. CIRP: Ann, 1988. - 37. - № 1. - P. 61 - 64.

105. Holian B. L. Hypervelocity- impact phenomena via molecular dynamics // Phys. Rev. A.: Gen Phys., 1987. v.36/-№8. - P.3946.

106. Kannatey Asiby E., Dornfeld D. A. A study of tool wear using statistical analysis of metal cutting acustic emission // Wear. - 1982. - 76. - №2. -P. 247 -261.

107. Laser-Check-the ganging system, ideal for PMS // Production Engeneer. -1982. 61. - №11. - P.38 - 39.

108. Lee M., Wildes D. G., Keramati B. Effect of tool geometry on acoustic emission indensity. C1RP. Ann, 1987. - 37. - № 1. - P. 57 - 60.

109. Mit Leistungsmessung gegen warkzeng bruch -Betribstechnik. -1978. -19. -№6. s. 74.

110. Mogilevsky M.A., Mynlcin J.O. Computer'modelling of the shear nucleation and development under plane shock wave loading // Mech. Prop. High Rates Strain. -L., 1984. -P.119- 126.

111. Moriwaki Т., Okushima K. Detection for cutting tool nacture by accustic emission measurment // Annals of the CIRP. 1980.-29. - №1. - P. 35 - 40.

112. Novak A. Sensing of workplace diameter vibration and out of - roundness by later - way to automate quality control // Annals of the CIRP. - 1981.- 30. №1. - P. 473-476.

113. Perelharing A., Schuerman R. Der Verschmeisseln und die erzengle Oberlachenrauheit-Werstats-technik und Maschinenbau. 1955. - 45. №2.

114. Pond James B. Will sensors predict failure. "Iron Agt.", 1986. - 229. - № 16. -p. 50-51.

115. Quinlan Joseph C. New tool wear sensors aid adaptiv machining // Tool and Prod. - 1987. - 53. - № 9. - p. 41 - 43.

116. Rogef J., Souqust P., Gsib N. Application of Acoustic Emission to the Automatic Monitoring of Tool Condition during Machining. Mater. Eval., 1988. 46. - № 2. - P. 225 - 229.

117. Rogef J., Souqust P., Gsib N. Tool monitoring by acoustic emission during machining // Non Destract. Test.: Proc. 4th Eur. Conf., London, 13-17 sept., 1987. Vol. 4 - Oxford etc., 1988. - P 3056 - 3065.

118. Spur E., Leonard's F. Sensoren zur Erfassung Von Pozesskenngrossen bei der Drehbearbeitung // Annals of the CIRP. 1975. - 24. - №1 - P.349 - 354.

119. Spurgeon D., Slater R. In process of syrface indication roughness a fibre optiks transducer // Proc. of the 15lh MTDR Conf., 1974.

120. Surveillance de Tussinage: de puissause mesure de Tappel. Mach, prod., 1981. -№295.-P. 33 -35.

121. Tanaka T., Okitsu A. Diagnostic sensing of tool wear by spectrum analysis of interrupted cutting forces // Bulletin of the Japan Socilty of Precision engeneering. 1978. - 48. - №1. - P. 90 - 93.

122. Takeyama H., Sekigycki H., Takada K. Directmessungen in der Metallbear -beitung-Werstatt und Betrieb. 1973,- 106.-№9.-S. 109- 114.

123. Timothy S.P. The structure of adiabatic shear banda in metals // Ibid. - P.401 -402.

124. Uehara K. New attemps for short time tool -life testing // Annals of the CIRP.1973. -№22/1. -P. 23 -25.

125. Valeron. Tool Sense System. Technisches zentralblat für practische Metall -bearbeitung, 1984. №12. - S. 35 - 36.

126. White B.F., Syniata W. D. New technology in tool wear sensing // International Conference on trends in conventional and nontraditiohal machining. Chicago, 1981.-P. 87-94.

127. Wilkinson A.J. Construction -resistance concept applied to wear measurenment of metal, cutting tools//Proc. I.E.C.- 1971. 118. - №2.-P. 15-21.

128. Zahn Wieland, Pelz Gerhard. Mikrorechnergesteuerte optoelectronische Verschleibmessung an rolierenden Fraswerkzeugen // Wiss. Beitr. Ingenieurhochsch Zwickau. 1986. - 12. - № 2. - P. 22 - 25.

129. A.C. № 1512746 СССР, МКИ B23B 25/0,6. Способ контроля состояния процесса резания.// Ю. А. Дергунов, В. А. Казанский, А. Б. Кечкер, А. Я. Мальчик и В. Б. Миляев.

130. A.C. № 1315166 СССР, МКИ В 23 В 49/00. Пневматическое устройство для контроля целостности режущего инструмента. / А. А. Дникало, В. М. Дячук, В. И. Тетюк. (СССР). 4 е.: ил.

131. A.C. № 1371786 СССР, МКИ В 23 В 25/06. Контроль износа режущего инструмента / А. А. Климов, Н. И. Давыдов, М. Ф. Иоффе и Б. И. Красильников (СССР). 4с:, ил.

132. A.C. № 1273774 СССР, МКИ G 01 N 3/58. Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента в процессе резания. / В. С. Плотников, С. В. Коптяев. (СССР). -4 е.: ил.

133. Заявка № 55 120954 Япония, МКИ В23В 17/00. Способ определения износа режущего инструмента / Каниси Ретоку и др. (Япония); Фудзицу Фриокку К.К. (Япония). - 1980.

134. Заявка № 61-50758, Япония, МКИ В 23 Q 17.09. Устройство для контроля состояния многозубого инструмента / Иде Киёси, Хори'Аки; Мицубиси Денки К.К. (Япония). 4 е.: ил.

135. Заявка № 61-164765, Япония, МКИ В 23 Q 17/09. Устройство определения поломки инструмента. / Накамура Хидэаки (Япония). 4 е.: ил.

136. Патент № 200358 ГДР. Способ контроля состояния режущей кромки инструмента Ф. Норберт (ГДР).

137. Патент США № 4620281 МКИ G 05' В 19/24. In process cutting tool condition compensation and part inspection (Микропроцессорное устройство контроля состояния инструмента и детали при токарной обработке) //

138. Thomson Robert A., Breuning Richard W.: General Electric Co. (USA). -4c.: ил.

139. Патент США № 4642618. Устройство контроля инструмента на сверлильном станке / Jonson Eric A., Price Lynn Q.; IBM Corp. (США). 4 е.: - ил.

140. A.C. № 1371784 СССР, МКИ В 23 В 25/06. Устройство контроля износа режущего инструмента. / С. В. Коптяев., В. С. Плотников. (СССР). 4 е.: ил.