автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности точения алюминиевых сплавов алмазным инструментом с учетом динамики резания

На правах рукописи

Непомнящий Виталий Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ

РЕЗАНИЯ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Рыбинск-2006

Работа выполнена в Рыбинской государственной авиационной технологической академии им П. А. Соловьева

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Волков Дмитрий Иванович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Трусов Валентин Владимирович

кандидат технических наук, доцент Шапошников Александр Михайлович

Ведущая организация -

ОАО «НПО Сатурн»

Защита состоится « 1 » марта 2006 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 в Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева по адресу: Ярославская область, г. Рыбинск, ул. Пушкина 53, главный корпус РГАТА, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной технологической академии им. П. А. Солов.ева.

Автореферат разослан « 96 » Лй&ар л 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б. М. Конюхов

ЯОО£А

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время в промышленности алюминий находят применение как конструкционный материал, обладающий низкой плотностью и достаточно высокими механическими свойствами. Из него изготавливается большое количество деталей, в том числе сложного профиля. Применяемые алюминиевые сплавы могут существенно отличаться по своим технологическим свойствам и обрабатываемости, в частности широко используются алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния. Такие сплавы при обработке резанием вызывают повышенный износ инструментов, режущая часть которых изготовлена из твердых сплавов. Данная проблема успешно решается при использовании алмазных инструментальных материалов.

Алмазные режущие инструменты обеспечивают высокие скорости резания, существенное повышение производительности и качества обработки. Однако проблемы вибраций и динамического разрушения режущего лезвия инструмента сдерживают широкое использование алмазных инструментов в машиностроении. Осторожное отношение к алмазному резанию определяется также отсутствием математического описания процессов резания алмазными инструментами, позволяющего одновременно анализировать динамические и тепловые явления в зоне обработки, параметры качества обработанной поверхности и экономические показатели при определении условий обработки. Поэтому разработка аналитической модели резания алмазными инструментами представляет собой решение актуальной задачи для теории и практики обработки резанием алмазными инструментами.

Цель работы. Повышение эффективности обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами на основе исследования динамики процесса резания.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи.

1. Разработка математической модели высокоскоростного резания алмазными инструментами с учетом особенностей резания и элементного формирования стружки при алмазной обработке. Определение толщины элементов, частоты их образования и

составляющих силы резания.

2. Разработка динамической модели высокоскоростного резания алмазными инструментами с учетом влияния схем и режимов обработки и характеристик технологического оборудования.

3. Проведение экспериментальных исследований динамики алмазного точения при ограниченой жесткости компонентов технологической системы. Определение зон устойчивости процесса алмазной обработки.

4. Проведение экспериментальных исследований температурно-силовых параметров резания и шероховатости обработки.

5. Разработка методики оптимизации обработки алмазными инструментами по минимуму себестоимости.

6. Разработка практических рекомендаций по использованию алмазных инструментов в машиностроительном производстве.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием теории резания, теории упругости, теории автоматического регулирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на специальном оборудовании с использованием системы автоматизированной обработки экспериментальных данных при этом применялись методы планирования эксперимента и статистической обработай результатов.

На защиту выносятся:

- аналитическая модель определения силы резания и динамики образования элементов стружки;

- результаты исследования частоты образования элементов стружки;

- результаты исследования шероховатости поверхности при алмазном точении алюминиевых сплавов;

- методика определения оптимальных условий токарной обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

Научная новизна. Разработана математическая модель алмазного точения алюминиевых сплавов с элементным образованием стружки, учитывающая динамику процесса резания. В том числе:

- разработана математическая модель высокоскоростного резания алмазными инструментами при элементном стружкообразовании, учитывающая пластическое подмятое обрабатываемого материала и

позволяющая определить толщину элементов, частоту их образования и составляющие силы резания;

- разработана динамическая модель процесса алмазного точения, учитывающая контактные деформации, происходящие в зоне резания, позволяющая сформулировать систему ограничений области режимов резания, обеспечивающих устойчивость процесса точения с учетом влияния схем обработки, режимов резания и характеристик технологического оборудования и инструмента;

- выполнены экспериментальные исследования процесса алмазного точения группы алюминиевых сплавов, позволившие определить их обрабатываемость и установить параметры, необходимые для расчета составляющих силы резания, температуры и шероховатости обработанных поверхностей.

Практическая ценность. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика оптимизации условий резания при высокоскоростной обработке алюминиевых сплавов алмазными инструментами, обеспечивающая получение минимальной себестоимости деталей и заданных параметров шероховатости с учетом возможностей инструмента и станочного оборудования.

Установлены требования к динамическим параметрам технологической системы, определяющим устойчивость процессов, происходящих в зоне обработки, которые позволили разработать рекомендации, к характеристикам технологического оборудования и алмазного инструмента.

Разработан пакет прикладных программ для расчета технологических параметров, определяющих условия точения алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

Реализация результатов работы. Основные положения диссертации прошли проверку при внедрении процессов токарной обработки алмазными инструментами на предприятиях ОАО «НПО Сатурн» и НТЦ А. Люльки ОАО «НПО Сатурн» при разработав и оптимизации технологических операций точения алмазными инструментами деталей из алюминиевых сплавов. Внедрение результатов исследования позволило получить экономический эффект 650 тыс. руб.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на Всероссийских научно-технических

конференциях «Проблемы определения технологических условий обработки по заданным показателям качества изделий» Рыбинск, 2003 и «Теплофизика технологических процессов» Рыбинск, 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ: в том числе 8 статей, 2 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 188 страниц, 57 рисунков, 9 таблиц и 144 наименований литературы.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертационной работы, кратко сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приводится краткий анализ современного состояния алмазной обработки алюминиевых сплавов. Приведены свойства алмазных инструментальных материалов и их технологические возможности, показаны направления развития. Рассмотрены основные физические закономерности высокоскоростной обработки и ее математическое моделирование. Показано, что при высокоскоростной обработке наблюдается процесс элементного стружкообразования. Обоснована необходимость исследования динамики процесса алмазной обработки, так как возникновение даже незначительных по амплитуде вибраций может приводить к снижению стойкости инструмента, ухудшению точности и шероховатости обработанной поверхности.

На оснбвании анализа литературных источников и производственных проблем применения алмазных инструментов поставлены цель и задачи исследования.

Во второй главе представлена разработка математической модели резания алмазными инструментами при элементном стружкообразовании.

Разделение потоков металла на вершине режущего лезвия всегда сопровождается появлением заторможенной зоны, которая является следствием симметрии сил в определенной точке передней поверхности инструмента, Эта зона отделяет часть металла в виде стружки, а часть направляет под заднюю поверхность резца.

При элементном стружкообразовании не весь материал срезаемой

стружки подвергается пластической деформации в равной степени. Существование четко очерченных сдвиговых поверхностей, разделяющих стружку на элементы, свидетельствует, что на границах сконцентрированы основные деформационные и тепловые процессы. Застойная зона, которая имеет клиновидную форму, является своеобразным генератором образования элементов стружки. Формирование одного элемента стружки происходит в две стадии. Первая стадия соответствует нагружению системы, в это время фактически происходит формирование застойной зоны, сопровождающееся упруго-пластической деформацией и накоплением потенциальной энергии в системе в виде упругой деформации на глубину распространения упругой волны. Вторая стадия соответствует разгрузке системы, она характеризуется образованием плоскости сдвига и перемещением элемента по сдвиговым поверхностям до начала нового цикла.

Поступление материала в зону резания со скоростью Ор создает силы в

системе с равнодействующей К, которая преодолевает силы трения на контактных поверхностях элементов стружки Рт. Для упрощения расчетных зависимостей рассмотрены колебания элемента стружки вдоль направления действия силы резания Л. Система состоит из колебательного звена, имитирующего упругие деформации, апериодического звена 1-го порядка, моделирующего запаздывание в зоне стружкообразования, и нелинейного элемента, моделирующего нелинейность характеристики трения.

Структурная схема динамической колебательной системы для зоны стружкообразования представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема динамической колебательной системы

Рассматривалась система с нелинейным элементом, имеющим петлевую нечетно-симметричную нелинейность, для линеаризации которого использоваться метод гармонической линеаризации. Передаточная функция замкнутой динамической системы определялась зависимостью

КгКт(д + ^р)

ТГ(р) =-^---, (1)

(Т{2р2 + Т2р + 1)(Тгр + \) + КгКт{д + ^-р)

(О

где Ку, Кт - статические коэффициенты усиления; Т1 - инерционная постоянная времени; Т2 - постоянная времени демпфирования; Тт - постоянная времени запаздывания.

Решение характеристического уравнения позволило определить круговую частоту и амплитуду автоколебаний в рассматриваемой системе. Амплитуда автоколебаний определяется в зависимости от значений параметра д

Л- А ■ (2)

/ > 2

1- щ

1

(Г,2+Г27У)©2-1

где <7 = —--—- - параметр нелинейного звена; £ - величина

КуКу

насыщения; А - ширина петли гистерезиса.

Круговая частота автоколебаний определяется в основном собственной частотой колебательной системы, т. е. инерционной постоянной времени Ти зависящей от жесткости упругой системы и приведенной колеблющейся массы.

В зависимости от времени распространения упругой волны в обрабатываемом материале в колебательный процесс может вовлекаться различное количество материала. Жесткость упругой системы, воздействующей на зону формирования стружки, в этом случае определяется зависимостью

С- ЕаАирВ -ехрр'*

(3)

»прХэ$™Р\ У Опп где Е - модуль упругости материала; а\, Ь\ - параметры сечения среза; и„р - продольная скорость распространения упругой волны; в - температура резания; Р1 - угол наклона плоскости сдвига.

Учитывая, что при высоких скоростях резания, характерных для обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами, элементы стружки свариваются между собой, увеличивая перемещаемую массу, значение инерционной постоянной времени Т\ можно определить

Ту =

Е-ир В-ех1

'пр

■БтРх

К упл )

(4)

гДе хэ = 1-^5т2д>„

2 +

1+ В 1 -В2

2\

длина зоны накопления материала перед

началом сдвиговых деформаций; 1„ - длина контакта стружки по передней поверхности; <р„- средний угол трения на передней поверхности резца; В- тангенс угла наклона плоскости сдвига.

Толщина элементов стружки определялась зависимостью

к = х3-ъЩРх-уср) . (5)

Частота образования элементов определялась зависимостью

1

У--=—•

2я-Т\ V Тт

(6)

Графики изменения частоты образования элементов стружки в зависимости от скорости резания, рассчитанные по полученным формулам для различной толщины среза приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Зависимость частоты образования элементов стружки от скорости резания при различной подаче: 1 - в = 0,125 мм/об; 2 - в = 0,3 мм/об; 3 - $ = 0,5 мм/об; ф = 30°, у = -10°

Результаты расчетов показывают, что изменения частоты образования элементов стружки в зависимости от скорости резания имеют экстремальный

характер. На высоких скоростях резания более заметное влияние начинает оказывать толщина сечения среза.

Полученное выражение для инерционной постоянной времени 7", свидетельствует о том, что при изменении скорости резания ир круговая

частота автоколебаний в зоне стружкообразования будет изменяться. Таким образом, настройка генератора, разделяющего стружку на элементы, зависит от скорости поступления материала в эту зону, плотности обрабатываемого материала и его упругих характеристик, что хорошо подтверждается результатами экспериментов.

Сравнение результатов расчета частоты образования элементов и экспериментальных данных показывает их хорошее соответствие по характеру зависимости и удовлетворительное согласование по количественным признакам. Наибольшее расхождение по толщине элементов при этом не превышало 40 %.

В результате разработки модели получены зависимости, позволяющие определить составляющие силы резания

где Тр- сопротивление обрабатываемого материала пластическому сдвигу;

Ь,- ширина среза резца; а,- текущая величина сечения среза; А)- величина подминаемого слоя; В- тангенс угла наклона условной плоскости сдвига; Рр- радиус округления режущей кромки резца; рм- плотность

обрабатываемого материала; ор- скорость резания; уср- среднее значение переднего угла; 13- длина площадки износа на режущем лезвии; 1Н- длина

(7)

застойной зоны; ц- средний коэффициент трения по задней поверхности.

В третьей главе приведены исследования динамики технологической системы при точении алмазными инструментами.

Структурная схема, моделирующая динамику процессов деформирования технологической системы, происходящих при алмазном точении, представлена на рисунке 3. Рассматривается модель с одной степенью свободы, предполагающими возможность радиальных колебаний в направлении оси у. Радиальные колебания приводит к изменениям сечения среза и определяют волнистость и шероховатость обработанной поверхности.

Рисунок 3 - Структурная схема контура контактной деформации

Взаимодействие эквивалентной упругой системы и процесса резания на предмет устойчивости исследовалось с помощью критерия Гурвица для характеристического уравнения 4-го порядка

£>(р)=Л0р4 +Л!р3 +А2р2 +А3р + Л4 = 0,

(8)

где \ - Тус2 Тр2 ; Ах - Тус2 Тр1 + Тус1Тр2 ; Аг - Тус2 + Тр2 + Тус{ГрХ;

4 = Тус\ + ТР\ + КусКРтк; Д» = 1 + КусКр.

Критерий устойчивости сводится к положительности определителей, составленных из коэффициентов характеристического уравнения замкнутой системы

Л] = А^ >0; Д2 = А\А2 ~А0А3 >0; Д3 = А0А2А4 >0;Д4 = ^4Д3 >0. (9)

0 Ах А3

В результате получено следующее математическое выражение, определяющее устойчивое состояние системы станка

-fA2-l ЖусКр. (10)

A\

Одной из основных задач исследования являлось отображение области устойчивости на пространство технологических параметров процесса обработки (рисунки 4, 5). При этом определяющими параметрами являются: скорость резания, сечение среза, износ инструмента.

из.-1-1--

« ! I

т-!-¡--

I I ' !

I ом-1----[•—-.........i-

" -1-1-:-

Т О 5 10 13 2

* —>

Г

Рисунок 4 - Зависимость предельной ширины среза от скорости резания

i ; ■ ¡i!,

\ ! --1-

—f——i--1- i ; !

О lio"' «lf по"* SKf* н íffll

h i

Рисунок 5 - Зависимость предельной ширины среза от износа по задней поверхности резца

На рисунке 4 приведена область устойчивости, соответствующая случаю, когда варьируемым параметром является скорость резания ир. Режимы

обработки, при которых процесс резания является устойчивым, находятся ниже представленной кривой. Видно, что в зависимости от скорости резания область устойчивости имеет минимум при низких скоростях, что согласуется с полученными экспериментальными результатами и соответствует известным данным других исследователей.

На рисунке 5 исследовано влияние на предельную ширину среза износа режущего инструмента по задней поверхности И3. Видно, что износ приводит к уменьшению и стабилизации запаса устойчивости на низком уровне. Размер площадки износа инструмента не должен превышать 0,10-0,15 мм.

Для оценки работоспособности математической модели проводилось сравнение результатов расчета и экспериментальных характеристик, полученйых при точении алмазными инструментами. Определение значений динамических характеристик производилось при точении заготовок из алюминиевого сплава Д1 при скорости резания, изменяемой в диапазоне от 2 до 15 м/с, инструментом, оснащенным пластинами АСПК. Полученные экспериментальные данные по предельной ширине среза удовлетворительно согласуются с результатами расчета по выражению (10). Погрешность не превышает 18 % в диапазоне скоростей резания и подач, соответствующих применяемым в производстве.

Представления о взаимодействии процесса алмазного точения с динамической системой станка дополнены особенностями поведения системы в части динамики резания инструментами с ограниченной жесткостью. Установлены ограничения на предельное сечение среза в зависимости от параметров державки.

Также выполнен анализ трех технологических схем обработки точных отверстий малого диаметра в корпусах из алюминиевых сплавов. Установлено, что схема обработки на расточном станке обладает более высоким запасом устойчивости по сравнению с точением и круговым фрезерованием.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований процесса точения алюминиевых сплавов алмазными инструментами. Представлена методика экспериментальных исследований, дано описание используемой аппаратуры. Применялись планы ПФЭ 22 и ПФЭ 24. Выполнены исследования составляющих силы резания, температуры и шероховатости обработанной поверхности.

Проведенные экспериментальные исследования позволили определить параметры процесса алмазного точения алюминиевых сплавов, необходимые для расчета составляющих силы резания и температуры.

Сравнение результатов расчета силы резания и экспериментальных данных позволили сделать заключение об их удовлетворительном совпадении с погрешностью не более 17 %, что подтверждает достоверность разработанной модели.

Значения параметров обрабатываемости алюминиевых сплавов при алмазном точении представлены в таблице 1. Они дают возможность прогнозировать параметры процесса алмазной обработки при заданных в

производстве технологических условиях.

Таблица 1 - Значения параметров обрабатываемости при алмазном точении алюминиевых сплавов

Материал образца Тр, МПа М А, град.

Д1 370 0,39 22°30'

Д16 350 0,37 20°40'

АК6 220 0,41 21°20'

АК7ч 205 0,45 24" 10'

АК8 225 0,38 23°30'

АК9ч 240 0,43 25° 10'

АК12 190 0,47 26°40'

Для определения значений тангенса угла наклона условной плоскости сдвига в широком диапазоне режимов обработки получена зависимость

5 = 0,8 [1-ехр(-0,003Ре)] ^-0'5 -О-0'15, (11)

а\ор

где Ре =--критерии Пекле, определяющий влияние режимов обработки и

<*м

ХР

свойств обрабатываемого материала; ^ =--@ £ - критерий подобия,

характеризующий отношение теплопроводностей материалов инструмента и

обрабатываемого материала; £> = — - критерий, определяющий геометрию

к

сечения среза; р и е - углы заострения и при вершине резца в плане; ам - температуропроводность обрабатываемого материала; и Ь\ - толщина и ширина сечения среза; р^ - радиус округления режущей кромки.

В результате исследований температуры резания алюминиевых сплавов алмазными инструментами была полечена зависимость

&р =2,27-Ре07 £Г0'4 (12)

Данная зависимость является общей для всей группы исследованных алюминиевых сплавов, так как результаты экспериментов для различных сплавов имеют малые различия по сравнению с разбросом результатов

измерений. Погрешность расчетов температуры по зависимости (12) не превышает 26 %.

Исследования шероховатости обработанной поверхности позволили получить зависимости для определения высоты микронеровностей в широком диапазоне скоростей резания при точении алюминиевых сплавов алмазными инструментами, которые могут использоваться в качестве ограничений при оптимизации технологических операций:

Ra = 2 95. s®>24+0,4-lnt) ^ 0,54+0,19-ln г (-0,07-0,131n г .^-1,6-0,5-lnj ^^

В результате исследований можно сделать вывод, что для получения низкой шероховатости обработанной поверхности необходимо варьирование сочетанием нескольких факторов.

В пятой главе приводится методика оптимизации операций точения алмазными инструментами по минимуму себестоимости. Целевая функция по переменной доле себестоимости имеет вид

Co,neP=E-t»+{tcM+th)TE+Cu-kM tM -.min, (14)

где Е - сумма зарплаты основных рабочих и всех амортизационных отчислений, отнесенных к минуте работы станка

Е = С мин Кщ Кн (Сет Нам.ст Спр Ншпр + Нш 3() Fш

где tCM, tH - время на смену и наладку нормально изношенного инструмента за период его стойкости, мин; км - коэффициент, учитывающий непосредственное резание в машинном времени; С'и - сумма затрат на один период стойкости режущего инструмента, определяемая зависимостью

С и — (Сим + |'лл

CJ/

где Син - первоначальная стоимость используемого режущего инструмента, руб.; - число переточек (перестановок многогранных пластин) режущего инструмента; Ст - стоимость одной переточки (перестановки многогранной пластины), руб.

Основные преимущества алмазного точения алюминиевых сплавов связаны с увеличением скорости резания, значительным периодом стойкости инструмента и повышением точности обработки. В ряде случаев при алмазной обработке алюминиевых сплавов может быть достигнута интенсификация съема металла по сравнению с обработкой твердосплавным инструментом.

Воспроизводимость процесса алмазной обработки по достижению заданных параметров стойкости инструмента и качества поверхностного слоя детали может быть обеспечена только в случае стабильного и устойчивого протекания процесса обработки. В связи с этим важная группа ограничений обусловлена самим процессом резания и взаимодействием рабочего процесса со станком и инструментом. В данном случае основные ограничения определяются следующими параметрами.

1. Предельно допустимая мощность резания

Ргтах ■ ир<^лпр , (15)

гДе Ргтах - максимальное значение тангенциальной составляющей силы резания, определяемое по формуле (7); 'Мищ,- допустимая мощность привода главного движения станка.

2. Ограничения области устойчивого поведения процесса резания при выбранной схеме обработки. Взаимодействие процесса обработки с упругой системой станка, определяемое в соответствии с требованиями отсутствия вибраций на основании зависимости (10), приведенной в главе 3.

3. Группа ограничений, связанных с техническими требованиями точности, шероховатости и качества поверхностного слоя деталей, имеет основное значение на заключительном проходе. Она образует систему неравенств, которая определяется следующими основными характеристиками.

Параметры точности изготовления детали определяют ограничения вида 0,7 <4+ <$> + & + & , (16)

где Тта - технологический допуск на отклонение; 8п - поле рассеивания погрешностей системы перемещения суппорта станка, обеспечивающей позиционирование во время обработки; 8д - отклонения, связанные с деформацией элементов технологической системы; 8и - отклонения, обусловленные износом инструмента; 8в - отклонения, определяемые изменениями теплового содержания заготовки и инструмента за период обработки.

Величина шероховатости обработанной поверхности

Яар ¿Яатех , (17)

где Лар - расчетное значение шероховатости, определяемое на основании зависимости (13); Яатех - величина шероховатости, заданная технологией.

На рисунке 6 приведена схема расчета режимов алмазного точения.

1. Технологические данные на операшю

2. Модель станка, техинч. характеристики

3. Схема обработки

4. Характеристика инструмента

5. Начальная точка поиска

Изменение схемы обработки и/или параметров и, 5„ £р

Рисунок 6 - Схема расчета режимов алмазного точения

Внедрение результатов работы проводилось на предприятиях Завод снегоходной техники ОАО НПО "Сатурн" при обработке деталей из алюминиевых сплавов снегоходов «Буран» и «Тайга» и в опытном производстве НТЦ им А. Люльки ОАО НПО "Сатурн" при обработке деталей авиационной техники из алюминиевых сплавов. Акты внедрения результатов исследования приводятся в приложении.

Данные разработки представляют собой технологические рекомендации для определения рациональных режимов лезвийной обработки, выбора геометрических параметров и марки алмазных инструментов при обработке различных деталей из алюминиевых сплавов.

Эффективность внедрения научно-технических разработок определялась через увеличение производительности процессов лезвийной обработки за счет повышения скорости резания и экономии времени на смену инструмента и, как

следствие, уменьшения количества переналадок станка.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок составил 650000 рублей.

Общие выводы по диссертации

1. Разработанная модель для расчета силы резания при элементном стружкообразовании, учитывающая пластическое подмятие обрабатываемого материала, позволила определить толщину элементов и частоту их образования, рассчитать усилия резания. Установлено, что частота образования элементов имеет минимум, который наблюдается при низких скоростях резания в области нароста, далее с увеличением скорости резания происходит увеличение частоты и переход к мелким элементам с временными застойными зонами. При высоких скоростях резания сохраняется практически линейная зависимость изменения частоты образования элементов, при этом толщина элементов уменьшается и практически стабилизируется.

2. Разработанная динамическая модель процесса алмазного точения, учитывающая контактные деформации, происходящие в зоне резания, позволила сформулировать систему ограничений области режимов резания, обеспечивающих устойчивость процесса обработки. Установлены закономерности влияния основных параметров процесса алмазного точения, таких как скорость резания, сечение среза, износ инструмента на устойчивость во взаимодействии с характеристиками эквивалентной упругой системы станка.

3. Основанная на динамической модели методика расчетов позволила определить запас устойчивости системы при внешнем возбуждении в результате резания по следам от предшествующей обработки. Установлены области, ограничивающие запас устойчивости в пространстве технологических условий обработки в случае появления дополнительной обратной связи при работе по следу и ограничения на предельное сечение среза в зависимости от параметров державки инструмента.

4. Выполненный анализ трех технологических схем обработки точных отверстий малого диаметра в корпусах из алюминиевых сплавов позволил установить, что схема обработки на расточном станке обладает более высоким запасом устойчивости по сравнению с точением и круговым фрезерованием. Выполненные исследования позволяют задать технические требования к станочному оборудованию.

5. Проведенные экспериментальные исследования процесса алмазного точения группы алюминиевых сплавов позволили определить их обрабатываемость и установить параметры, необходимые для расчета составляющих силы резания и температуры, что дает возможность прогнозировать характеристики процесса алмазной обработки при заданных в производстве технологических условиях.

6. Исследования шероховатости обработанной поверхности позволили установить зависимости для определения высоты микронеровностей для алмазного точения алюминиевых сплавов, которые могут использоваться в качестве ограничений при оптимизации технологических операций.

7. Разработанная методика оптимизации операций алмазного точения позволила учесть широкий комплекс факторов, в том числе жесткость и виброустойчивость элементов технологической системы и разработать рекомендации для выбора характеристик инструмента и станочного оборудования для алмазной обработки, а также оптимизировать условия обработки по минимуму себестоимости операции при обеспечении заданных параметров качества.

8. Разработанные практические рекомендации для технологий алмазного точения позволили в среднем снизить себестоимость операций на 16% и повысить производительность обработки на 28% при обеспечении требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

Список публикаций по теме диссертации

1 Полетаев, В. А. Повышение точности отверстий в шатунах ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, В. А. Непомнящий // СТИН. 2002. - №7. — С.24 - 27.

2 Полетаев, В. А. Технологические схемы расточки картеров ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, Д. И. Волков, В. А. Непомнящий // СИЖ. 2002.- №7. -С.7 -10.

3 Полетаев, А. В. Обеспечение качества изготовления коленчатых валов ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, В. А. Непомнящий // СТИН. 2002. -№11.--С.21-25.

4 Полетаев, А. В. Групповая технология обработки коленчатых валов ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, В. А. Непомнящий // СИЖ. 2002. - №11. — С. 23 - 27, СИЖ. - №12.2002. - С.12 - 15.

¿оо&д

20 2 6 8

5 Полетаев, В. А. Обработка поршней ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, В. А. Непомнящий // СИЖ. 2003. - №5. — С.8 - 10.

6 Полетаев, В. А. Типовая технология изготовления сборных коленчатых валов ДВС [Текст] / В. А. Полетаев, В. А. Непомнящий // Вестник машиностроения. 2003. -№6. — С.18 -25.

7 Макаров, В. Н. Акустическая диагностика и режущая способность инструмента из СТМ [Текст] / В. Н. Макаров, С. Л. Проскуряков, В. А. Непомнящий // Контроль. Диагностика. 2003. - №6. — С.21 - 23.

8 Волков, Д. И. Стружкообразование при высокоскоростной обработке [Текст] / Д. И. Волков, С. Л. Проскуряков, В. А. Непомнящий //

и

Материалы научно - технической конференции «Проблемы определения технологических условий обработки по заданным показателям качества изделий» РГАТА. - 2003. - С.93 - 97.

9 Волков, Д. И. Расчет силы резания при обработке алюминиевых сплавов алмазными инструментами [Текст] / Д. И. Волков, В. А. Непомнящий // Материалы научно - технической конференции «Проблемы определения технологических условий обработки по заданным показателям качества изделий» РГАТА. - 2003. - С. 125 - 128.

10 Непомнящий, В. А. Стружкообразование при обработке алюминиевых сплавов алмазными инструментами [Текст] / В. А. Непомнящий, Д. И. Волков, С. Л. Проскуряков // СИЖ. 2003. - №10. - 2003. - С.21 - 25.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 24.01.2006. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1,25. Тираж 100. Заказ 16.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им. П. А. Соловьева (РГАТА)

152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Условные обозначения.

Введение.

1 Механическая обработка резанием инструментами из сверхтвердых материалов.

1.1 Технологические возможности и свойства алмазных инструментальных материалов.

1.2 Опыт применения алмазных инструментов в промышленности

1.3 Основные физические закономерности высокоскоростной обработки и ее математическое моделирование.

1.4 Проблемы вибрации при обработке алмазным инструментом.

1.5 Специальные требования к станочному оборудованию и инструментам для алмазной обработки.

1.6 Качество деталей при алмазной обработке.

1.7 Постановка цели и задач исследования.

2 Разработка математической модели резания алмазными инструментами.

2.1 Особенности резания и формирования стружки при алмазной обработке алюминиевых сплавов.

2.2 Разработка схемы расчета силы резания.

2.3 Определение составляющих силы резания при алмазной обработке.

2.4 Анализ условий образования элементов стружки.

2.5 Математическая модель формирования элементов.

2.6 Экспериментальные исследования толщины и частоты образования элементов стружки.

2.7 Выводы по главе 2.

3 Исследование динамики технологической системы при точении алмазными инструментами.

3.1 Динамическая модель резания алмазными инструментами.

3.2 Вынужденные колебания при алмазной обработке и колебания при работе алмазного резца по "следу".

3.3 Анализ динамической системы при ограниченной жесткости инструмента.

3.4 Результаты исследований динамики с учетом влияния схемы обработки и характеристик технологического оборудования

3.5 Выводы по главе 3.

4 Результаты экспериментальных исследований процесса точения алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

4.1 Методика экспериментальных исследований, оборудование, материалы и аппаратура.

4.2 Экспериментальные исследования силы резания.

4.3 Исследования температуры при точении алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

4.4 Исследования шероховатости обработанной поверхности при алмазной обработке алюминиевых сплавов.

4.5 Выводы по главе 4.

5 Методика оптимизации операций точения алмазными инструментами.

5.1 Разработка методики оптимизации операций алмазной обработки по минимуму себестоимости.

5.2 Методика оптимизации технологических операций обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

5.3 Определение режимов обработки. Практические рекомендации по использованию разработок в производстве.

5.4 Выводы по главе 5.

Актуальность работы. В настоящее время в промышленности алюминий находят применение как конструкционный материал, обладающий низкой плотностью и достаточно высокими механическими свойствами. Из него изготавливается большое количество деталей, в том числе сложного профиля. Применяемые алюминиевые сплавы могут существенно отличаться по своим технологическим свойствам и обрабатываемости, в частности широко используются алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния. Такие сплавы при обработке резанием вызывают повышенный износ инструментов, режущая часть которых изготовлена из твердых сплавов. Данная проблема успешно решается при использовании алмазных инструментальных материалов.

Алмазные режущие инструменты обеспечивают высокие скорости резания, существенное повышение производительности и качества обработки. Однако проблемы вибраций и динамического разрушения режущего лезвия инструмента сдерживают широкое использование алмазных инструментов в машиностроении. Осторожное отношение к алмазному резанию определяется также отсутствием математического описания процессов резания алмазными инструментами, позволяющего одновременно анализировать динамические и тепловые явления в зоне обработки, параметры качества обработанной поверхности и экономические показатели при определении условий обработки. Поэтому разработка аналитической модели резания алмазными инструментами представляет собой решение актуальной задачи для теории и практики обработки резанием алмазными инструментами.

Цель работы. Повышение эффективности обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами на основе анализа динамического поведения технологической системы.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи.

1. Разработка математической модели высокоскоростного резания алмазными инструментами с учетом особенностей резания и элементного формирования стружки при алмазной обработке. Определение толщины элементов, частоты их образования и составляющих силы резания.

2. Разработка динамической модели высокоскоростного резания алмазными инструментами с учетом влияния схем, режимов обработки и характеристик технологического оборудования.

3. Проведение экспериментальных исследований динамики алмазного точения при недостаточной жесткости компонентов технологической системы. Определение зон устойчивости процесса алмазной обработки.

4. Проведение экспериментальных исследований температурно-силовых параметров резания и шероховатости обработки.

5. Разработка методики оптимизации обработки алмазными инструментами по минимуму себестоимости.

6. Разработка практических рекомендаций по использованию алмазных инструментов в машиностроительном производстве.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием теории резания, теории упругости, теории автоматического регулирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на специальном оборудовании с использованием системы автоматизированной обработки экспериментальных данных при этом применялись методы планирования эксперимента и статистической обработки результатов.

На защиту выносятся:

- аналитическая модель определения силы резания и динамики образования элементов стружки;

- результаты исследования частоты образования элементов стружки;

- результаты исследования шероховатости поверхности при алмазном точении алюминиевых сплавов;

- методика определения оптимальных условий токарной обработки алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

Научная новизна. Разработана математическая модель алмазного точения алюминиевых сплавов с элементным образованием стружки, учитывающая динамику технологической системы. В том числе:

- разработана математическая модель высокоскоростного резания алмазными инструментами при элементном стружкообразовании, учитывающая пластическое подмятие обрабатываемого материала и позволяющая определить толщину элементов, частоту их образования и составляющие силы резания;

- разработана динамическая модель процесса алмазного точения, учитывающая контактные деформации, происходящие в зоне резания, позволяющая сформулировать систему ограничений области режимов резания, обеспечивающих устойчивость процесса точения с учетом влияния схем обработки, режимов резания и характеристик технологического оборудования и инструмента;

- выполнены экспериментальные исследования процесса алмазного точения группы алюминиевых сплавов, позволившие определить их обрабатываемость и установить параметры, необходимые для расчета составляющих силы резания, температуры и шероховатости обработанных поверхностей.

Практическая ценность. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика оптимизации условий резания при высокоскоростной обработке алюминиевых сплавов алмазными инструментами, обеспечивающая получение минимальной себестоимости деталей и заданных параметров шероховатости с учетом возможностей инструмента и станочного оборудования.

Установлены требования к динамическим параметрам технологической системы, определяющим устойчивость процессов, происходящих в зоне обработки, которые позволили разработать рекомендации, к характеристикам технологического оборудования и алмазного инструмента.

Разработан пакет прикладных программ для расчета технологических параметров, определяющих условия точения алюминиевых сплавов алмазными инструментами.

Реализация результатов работы. Основные положения диссертации прошли проверку при внедрении процессов токарной обработки алмазными инструментами на предприятиях ОАО «НПО Сатурн» и НТЦ А. Люльки ОАО «НПО Сатурн» при разработке и оптимизации технологических операций точения алмазными инструментами деталей из алюминиевых сплавов. Внедрение результатов исследования позволило получить экономический эффект 650 тыс. руб.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на Всероссийских научно-технических конференциях «Проблемы определения технологических условий обработки по заданным показателям качества изделий» Рыбинск, 2003 и «Теплофизика технологических процессов» Рыбинск, 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ: в том числе 8 статей, 2 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 188 страниц, 57 рисунков, 9 таблиц и 144 наименований литературы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанная модель для расчета силы резания при элементном стружкообразовании, учитывающая пластическое подмятие обрабатываемого материала, позволила определить толщину элементов и частоту их образования, рассчитать силы резания. Установлено, что частота образования элементов имеет минимум, который наблюдается при низких скоростях резания в области нароста, далее с увеличением скорости резания происходит увеличение частоты и переход к мелким элементам с временными застойными зонами. При высоких скоростях резания сохраняется практически линейная зависимость изменения частоты образования элементов, при этом толщина элементов уменьшается и практически стабилизируется.

2. Разработанная динамическая модель процесса алмазного точения, учитывающая контактные деформации, происходящие в зоне резания, позволила сформулировать систему ограничений области режимов резания, обеспечивающих устойчивость процесса обработки. Установлены закономерности влияния основных параметров процесса алмазного точения, таких как скорость резания, сечение среза, износ инструмента на устойчивость во взаимодействии с характеристиками эквивалентной упругой системы станка.

3. Основанная на динамической модели методика расчетов позволила определить запас устойчивости системы при внешнем возбуждении в результате резания по следам от предшествующей обработки. Установлены области, ограничивающие запас устойчивости в пространстве технологических условий обработки в случае появления дополнительной обратной связи при работе по следу и ограничения на предельное сечение среза в зависимости от параметров державки инструмента.

4. Выполненный анализ трех технологических схем обработки точных отверстий малого диаметра в корпусах из алюминиевых сплавов позволил установить, что схема обработки на расточном станке обладает более высоким запасом устойчивости по сравнению с точением и круговым фрезерованием. Выполненные исследования позволяют задать технические требования к станочному оборудованию.

5. Проведенные экспериментальные исследования процесса алмазного точения группы алюминиевых сплавов позволили определить их обрабатываемость и установить параметры, необходимые для расчета составляющих силы резания и температуры, что дает возможность прогнозировать характеристики процесса алмазной обработки при заданных в производстве технологических условиях.

6. Исследования шероховатости обработанной поверхности позволили установить зависимости для определения высоты микронеровностей в области высокоскоростного алмазного точения алюминиевых сплавов, которые могут использоваться в качестве ограничений при оптимизации технологических операций.

7. Разработанная методика оптимизации операций алмазного точения позволила учесть широкий комплекс факторов, в том числе жесткость и виброустойчивость элементов технологической системы и разработать рекомендации для выбора характеристик инструмента и станочного оборудования для алмазной обработки, а также оптимизировать условия обработки по минимуму себестоимости операции при обеспечении заданных параметров качества.

8. Разработанные практические рекомендации для технологий алмазного точения позволили в среднем снизить себестоимость операций на 16% и повысить производительность обработки на 28% при обеспечении требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

1. Аваков, А. А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов Текст. / А. А. Аваков. М.: Машгиз, I960. - 308 с.

2. Альбрехт, М. Введение в теорию циклического образования стружки Текст. / М. Альбрехт // Труды американского общества инженеров-механиков.- 1962.- № 9. С.112 -114.

3. Аранзон, М. А. Стойкость резцов из сверхтвердых материалов Текст. / М. А. Аранзон // Станки и инструмент. 1977. - № 2. - С.7-8.

4. Армарего, И. Дж. А. Обработка металлов резанием Текст. / И. Дж. А. Армарего, P. X. Браун: Пер. с англ. В. А. Пастухова. М.: Машиностроение, 1977.-325 с.

5. Аршинов, В. А. Резание металлов и режущий инструмент Текст. / В.

6. A. Аршинов, Г. А. Алексеев. М.: Машиностроение, 1967. - 440 с.

7. Бармин, Б. П. Вибрации и режимы резания Текст. / Б. П. Бармин. М.: Машиностроение, 1972. - 72 с.

8. Белоусов, В. П. Применение инструментов из синтетических алмазов и других сверхтвердых материалов в автоматизированном производстве Текст. /

9. B. П. Белоусов, М. Е. Каминский // Станки и инструмент. 1977. - № 2.1. C.21-22.

10. Бердичевский, Е. Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник Текст. / Е. Г. Бердичевский. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

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

12. Богатырева, Г. П. Оценка энергетического состояния поверхности синтетических алмазов Текст. / Г. П. Богатырева // Сверхтвердые материалы. -1989,- №2. С.27-30.

13. Боровский, Г. В. Металлорежущий инструмент из синтетическихсверхтвердых материалов (СТМ) Текст. / Г.В. Боровский: Обзорная информация. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 48 с.

14. Большее, JI. Н. Таблицы математической статистики Текст. / JI. Н. Болынев, Н. В. Смирнов. -М.: Наука, 1983. -416 с.

15. Брахман, JI. А. Режущие инструменты, оснащенные СТМ и минера-локерамикой, в инструментальном производстве Текст. / JI. А. Брахман, К. Д. Спанаки, М. В. Коновалова // Станки и инструмент. 1984. - №7. - С. 16-18.

16. Васильев, JI. А. Алмазы, их свойства и применение Текст. / JI. А. Васильев, 3. П. Белых. М.: Недра, 1983. - 101 с.

17. Васильков, Д. В. Динамика технологической системы механической обработки Текст. / Д. В. Васильков // Инструмент и технологии. 2004. -№17-18 .-С.36.

18. Васин, JI. А. Комплексная система проектирования безвибрационного процесса токарной обработки на основе динамических характеристик элементов технологической системы Текст. : Автореф. дис. . д-ра техн. наук / Л. А. Васин. Тула, 1994. - 44 с.

19. Вейц, В. Л. Задачи динамики, моделирования и обеспечения качества при механической обработке маложестких заготовок Текст. / В. Л. Вейц, Д. В. Васильков // СТИН. 1999. - №6. - С.9-12.

20. Вибрации в технике: Справочник Текст. В 6-ти т. / Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1979. - Т.2. Колебания нелинейных механических систем / Под ред. И. И. Блехмана. - 1979. - 351 с.

21. Вильсон, А. Л. Расчет оптимальных скоростей резания с учетом требований к надежности инструмента Текст. / А. Л. Вильсон // Станки и инструмент. 1984. - №5. - С.29-31.

22. Вишняков, В. В. К расчету усилий резания при сверхскоростной обработке металлов Текст. / В. В. Вишняков // Изв. вузов. Машиностроение. -1971.- №8.-С.129- 133.

23. Влияние теплового сопротивления контакта на теплопроводность двухкомпонентных композиционных алмазосодержащих материалов Текст. /

24. B. И. Непша, В. Р. Гринберг, Ю. А. Клюев и др. // Сверхтвердые материалы. -1989.- №6.-С.18-22.

25. Вульф, А. М. Резание металлов Текст. / А. М. Вульф. JL: Машиностроение, 1973. -496 с.

26. Высоцкий, Ю. И. Определение стойкости резцов с учетом вибраций системы СПИД Текст. / Ю. И. Высоцкий, Г. JI. Хает // Резание и инструмент: Респ. межвед. сб. науч. тр. / ХГУ. Харьков: Вища школа, 1979. - Вып. 22.1. C.19 -25.

27. Гарибов, Г. В. Опыт и проблемы применения инструмента из СТМ и керамики в автомобильной промышленности Текст. / Г. В. Гарибов, Е. В. Рын-сков // Станки и инструмент. 1990.-№10.-С. 16-18.

28. Горанский, Г. К. Автоматизация технического нормирования работ на металлорежущих станках с помощью ЭВМ Текст. / Г. К. Горанский, Е. В. Владимиров, JI. Н. Ламбин. М.: Машиностроение, 1970. - 224 с.

29. Гордон, М. Б. Исследование трения и смазки при резании металлов Текст. / М. Б. Гордон // Трение и смазка при резании металлов / ЧувГУ. -Чебоксары, 1972. С.7 - 132.

30. Гудков, В. В. Пути развития высокоскоростной обработки резанием Текст. / В. В. Гудков, Н. А. Петров: Обзор. М.: НИИМаш, 1984. - 38 с.

31. Гурин, Ф. В. Алмазный инструмент с ориентированными рабочими элементами в кристалле алмаза Текст. / Ф. В. Гурин // Новые конструкции и технология производства режущих инструментов: Матер. Всесоюзн. науч.-техн. конф.-М., 1966. С.10-12.

32. Довнар, С. С. Выявление основных закономерностей напряженного состояния в зоне резания металла с помощью метода конечных элементов Текст.: Автореф. дис. канд. техн. наук / С. С. Довнар. Минск, 1988. -18 с.

33. Дятлов, Ю. А. Выбор размера алмазной вставки резцов для прецизионного точения Текст. / Ю. А. Дятлов, И. В. Загребельная // Станки и инструмент. 1992. - №2. - С.33-34.

34. Жарков, И. Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом Текст. / И. Г. Жарков. Д.: Машиностроение, 1986. - 184 с.

35. Зорев, Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов Текст. / Н. Н. Зорев. М.: Машгиз, 1956. - 368 с.

36. Иващенко, Н. Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем Текст. / Н. Н. Иващенко. М.: Машгиз, 1962. - 628 с.

37. Игумнов, Б. Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий Текст. / Б. И. Игумнов. М.: Машиностроение, 1974. -200 с.

38. Ипатов, Н. С. Эффективность применения инструмента из СТМ при резании труднообрабатываемых материалов Текст. / И. С. Ипатов // Станки и инструмент. 1984. - №7. - С.22-24.

39. Исаева, И. А. Качество поверхностного слоя при точении титановых сплавов алмазным инструментом Текст. / И. А. Исаева, М. А. Озерова // Станки и инструмент. 1984. - №7. - С.29.

40. Исследовательские работы в США по сверхскоростной механической обработке Текст. // Металлообрабатывающая промышленность. 1962. - № 21. - Т. 104. - С.934-938. (пер. с англ.).

41. Кабалдин, Ю. Г. Механизмы деформации срезаемого слоя и стружко-образование при резании Текст. / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1993. -№ 3. - С.25 -30.

42. Кабалдин, Ю. Г. Резание металлов в условиях адиабатического сдвига элемента стружки Текст. / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. -1995. -№ 7. С.19 -25.

43. Кабалдин, Ю. Г. Термодинамический подход к анализу причин возникновения вибраций при резании Текст. / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1994. - № 4. - С.9 - 24.

44. Кабалдин, Ю. Г. Хрупкое разрушение режущей части инструмента Текст. / Ю. Г. Кабалдин // Вестник машиностроения. 1981. - № 7. - С.41-42.

45. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел Текст. / Г. Карелоу, Д. Егер. М.: Наука, 1964. - 487 с.

46. Кацев, П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента Текст. / П. Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1974. - 231 с.

47. Кащеев, В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов Текст. / В. Н. Кащеев.-М.: Машиностроение, 1978.-213 с.

48. Клушин, М. И. Резание металлов: Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя Текст. / М. И. Клушин. 2-е изд., перераб. -М.: Машгиз, 1958.-435 с.

49. Клушин, М. И. О физических основах сверхскоростного резания металлов Текст. / М. И. Клушин // Труды ГПИ. Горький, 1961. - С. 15-22.

50. Козлов, В. А. Структурно-параметрическая оптимизация токарной обработки материалов: Монография Текст. / В. А. Козлов. Рыбинск: РГАТА, 2000.-671 с.

51. Командури, Р. Методика выбора варианта высокоскоростной и высокопроизводительной обработки Текст. / Р. Командури // Конструирование и технология машиностроения: Труды Амер. Общества инж.-механиков. 1985. -№ 4. - С.246-258.

52. Командури, Р. Механизм образования сегментной стружки при обработке резанием Текст. / Р. Командури, Браун // Конструирование и технология машиностроения: Труды Амер. Общества инж.-механиков. 1981. - № 1. -С.145-146.

53. Конструкционные материалы Текст.: справочник / Б. Н. Арзамасов, В. А. Бронстем, Н. А. Буше [и др.]; под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. М. : Машиностроение, 1990.-688 с.

54. Кравченко, Б. А. Силы, остаточные напряжения и трение при резании металлов Текст. / Б. А. Кравченко. Куйбышев, 1962. - 179 с.

55. Крагельский, И. В. Трение и износ Текст. / И. В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968. -480 с.

56. Кудинов, В. А. Динамика станков Текст. / В. А. Кудинов. М.: Машиностроение, 1967. - 359 с.

57. Кудинов, В. А. Поузловой анализ динамических характеристик упругой системы станка Текст. / В. А. Кудинов, В. М. Чуприна // Станки и инструмент. 1989.-№ 11.-С.8- 11.

58. Кузнецов, В. Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов Текст. / В. Д. Кузнецов. М.: Наука, 1977. - 3 Юс.

59. Латышев, В. Н. Повышение эффективности СОЖ Текст. / В. Н. Латышев. М.: Машиностроение, 1985. - 64 с.

60. Леонов, Б. Н. Исследование термоконтактных явлений в процессе тонкого точения металлов резцами из твердого сплава и эльбора Текст.: Дис. . канд. техн. наук / Б. Н. Леонов. Куйбышев, 1974. - 174 с.

61. Лещинер, Я. А. Лезвийные инструменты из сверхтвердых материалов Текст. / Я. А. Лещинер, Р. М. Свиринский, В. В. Ильин. Киев: Техника, 1981. - 120 с.

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

63. Лоладзе, Т. Н. Стружкообразование при резании металлов Текст. / Т. Н. Лоладзе. М.: Машгиз, 1952. - 200 с.

64. Лыков, А. В. Теория теплопроводности Текст. / А. В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.

65. Макаров, А. Д. Оптимизация процессов резания Текст. / А. Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

66. Макаров, А. Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов Текст. / А. Д. Макаров, В. С. Мухин, Л. Ш. Шустер. Уфа: УАИ, 1974. - 372 с.

67. Малышко, В. Ю. Применение инструментов из сверхтвердых материалов в автомобильном производстве Текст. / В. Ю. Малышко // Станки и инструмент. 1984. -№11.- С.22-24.

68. Никифоров, А. В. О способах определения длины контакта стружки с инструментом при резании металлов Текст. / А. В. Никифоров // Прогрессивные методы и средства автоматизации механической обработки. Ярославль: ЯПИ, 1983.-С.117-121.

69. Новиков, Н. В. Методика определения прочности и трещиностойко-сти поликристаллических сверхтвердых материалов Текст. / Н. В. Новиков, И. М. Андросов, A. JI. Майстренко // Сверхтвердые материалы. 1982. - № 2. -С.33-37.

70. Новые сверхтвердые материалы за рубежом (обзор) Текст. / А. А. Шульженко, Б. И. Гинзбург, Н. И. Ховах, А. И. Прусс // Сверхтвердые материалы.-1987.-№ 1. С.23-28.

71. Обработка машиностроительных материалов алмазным инструментом Текст. М.: Наука, 1966. - 251 с.

72. Общемашиностроительные нормативы режимов резания, норм износа и расхода при точении алюминиевых сплавов резцами из синтетических сверхтвердых материалов Текст. М.: НИИМАШ, 1982. - 25 с.

73. Оптимизация режимов резания на металлорежущих станках Текст. / А. М. Гильман, JI. А. Брахман, Д. И. Батищев [и др.]. М.: Машиностроение, 1972.- 188 с.

74. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей Текст. / В. Ф. Безъязычный, Т. Д. Кожина, А. В.Константинов [и др.] / МАИ. М., 1993.- 184 с.

75. Ординарцев, И. А. Проблемы широкого применения синтетических сверхтвердых материалов при механической обработке Текст. / И. А. Ординарцев // Станки и инструмент. 1984. -№7. - С. 10-11.

76. Орликов, М. Л. Динамика станков Текст. / М. Л. Орликов. Киев: Вища школа, 1980. - 256 с.

77. Остафьев, В. А. Расчет динамической прочности режущего инструмента Текст. / В. А. Остафьев. М.: Машиностроение, 1979. - 168 с.

78. Подураев, В. Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания Текст. / В. Н. Подураев. М.: Машиностроение, 1977. -304 с.

79. Полетика, М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента Текст. / М. Ф. Полетика. М.: Машиностроение, 1969. - 148с.

80. Полухин, П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов Текст.: справочник / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

81. Потапов, В. А. Высокоскоростная обработка: Обзорная информация Текст. / В. А. Потапов, Г. И. Айзеншток. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 60 с.

82. Проскуряков, С. JI. Повышение эффективности обработки деталей из жаропрочных сплавов путем оптимизации режима резания инструментом из СТМ Текст.: Дис. . канд. техн. наук / С. Л. Проскуряков. Рыбинск, 1989. -184 с.

83. Развитие науки о резании металлов Текст. / В. Ф. Бобров, Г. И. Грановский, Н. Н. Зорев [и др.]. М.: Машиностроение, 1967. - 416 с.

84. Режимы резания труднообрабатываемых материалов Текст.: Справочник / Я. JL Гуревич, М. В. Горохов, В. И. Захаров [и др.]: 2-е изд., пе-рераб. М.: Машиностроение, 1986. - 240 с.

85. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами и их применение Текст.: Справочник / В. П. Жедь, Г. В. Боровский, Я. А. Музыкант, Г. М. Ипполитов. М.: Машиностроение, 1987. -320 с.

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

87. Резников, А. Н. Теплофизика резания Текст. / А. Н. Резников. М.: Машиностроение, 1969. -288 с.

88. Резников, А. Н. Теплообмен при резании и охлаждении инструментов Текст. / А. Н. Резников. М.: Машиностроение, 1963. - 200 с.

89. Резников, Н. И. Скоростное резание металлов с большими подачами Текст. / Н. И. Резников. М.: Машгиз, 1957. - 136 с.

90. Розенберг, А. М. Элементы теории процесса резания металлов Текст. / А. М. Розенберг, А. Н. Еремин. -М.: Машгиз, 1956.-319 с.

91. Рыкунов, А. Н. Тонкое точение. Математическая модель, режимные границы, физические особенности и технологические возможности процесса Текст. / А. Н. Рыкунов. Рыбинск: РГАТА, 2004. - 259 с.

92. Сидоренко, Л. С. Расчет коэффициента утолщения стружки Текст. / Л. С. Сидоренко // Станки и инструмент. 1992. - №1. - С.7-10.

93. Силин, С. С. Метод подобия при резании металлов Текст. / С. С. Силин. М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

94. Силин, С. С. Расчет оптимальных режимов на основе изучения процессов резания методами теории подобия Текст. / С. С. Силин // Технология машиностроения: сб. науч. тр. Ярославль: ЯПИ, 1968. - Вып.1. -С.43 - 64.

95. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием Текст.: справочник / под общей ред. С. Г. Энтелиса, Э. М. Берлинера. -М.: Машиностроение, 1995. -495 с.

96. Справочник инструментальщика Текст. / И. А. Ординарцев, Г. В. Филиппов, А. Н. Шевченко [и др.] / под общ. ред. И. А. Ординарцева. Л.: Машиностроение, 1987. 846 с.

97. Справочник конструктора-инструментальщика Текст. / под общ. ред. В. И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1994. - 560 с.

98. Справочник технолога-машиностроителя Текст.: в 2-х т. Т.2; под. ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. - 496 с.

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

100. Суслов, А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин Текст. / А. Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

101. Талантов, Н. В. Физические основы процесса резания Текст. / Н. В. Талантов // Физические процессы при резании металлов. Волгоград: ВПИ, 1984.-C.3-37.

102. Талантов, Н. В. Влияние скорости на контактные процессы и основные характеристики процесса резания Текст. / Н. В. Талантов, Н. П. Черемушников // Изв. вузов: Машаностроение. 1981. -№ 3. - С.111 - 115.

103. Татаренко, В. А. Динамические модели для оценки точности технологических систем Текст. / В. А. Татаренко, А. М. Абакумов / ВНИИТМЭМР. Вып. 1. М., 1989. - 56 с.

104. Тлустый, И. Автоколебания в металлорежущих станках Текст. / И. Тлустый. М.: Машгиз, 1956. - 359 с.

105. Трент, Е. М. Резание металлов Текст. / Е. М. Трент: пер. с англ. -М.: Машиностроение, 1980. -263 с.

106. Третьяков, А. В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением Текст. / А. В. Третьяков, В. И. Зюзин. М.: Металлургия, 1973.-224 с.

107. Третьяков, И. П. Количественные характеристики напряженного и деформированного состояния в зоне резания Текст. / И. П. Третьяков, Р. И. Непершин, С. Г. Мелихов // Вестник машиностроения. 1971. - № 4. - С.66 -68.

108. Трусов, В. В. Вопросы механики резания труднообрабатываемых материалов Текст. / В. В. Трусов // Оптимизация операций механической обработки.-Ярославль: ЯПИ, 1984.-С. 120-128.

109. Трусов, В. В. Математическая модель вибраций при резании Текст. / В. В. Трусов // Производительная обработка и надежность деталей машин. -Ярославль, 1981. С. 18 - 29.

110. Филопенко, С. Н. Резание металлов Текст. / С. Н. Филоненко. -Киев: Техника, 1975. 237 с.

111. Хомяк, В. С. Методы исследования и контроля износа инструмента из сверхтвердых инструментальных материалов и качество обработанных ими деталей (обзор) Текст. / B.C. Хомяк. М.: НИИМаш, 1978. - 56 с.

112. Хомяк, Б. С. Исследование изнашивания резцов из эльбора-Р и АСПК и обработанных ими твердосплавных вставок Текст. / Б. С. Хомяк, В. Ф. Зозуля // Вестник машиностроения. 1979. - № 7. - С.45-46.

113. Хусу, А. П. Шероховатость поверхностей, теоретико-вероятностный подход Текст. / А. П. Хусу, 10. Р. Витенберг, В. А. Пальмов; под ред. А. А. Первозванского. М.: Наука, 1975. - 344 с.

114. Шлиопский, В. JI. Применение синтетических поликристаллических алмазов в качестве инструментальных и конструкционных материалов Текст. / В. J1. Шпионский, А. Я. Головань, В. Е. Гречишников // Станки и инструмент. -1984.-№10.-С.21-22.

115. Шустер, JI. Ш. О выборе материала режущей части резцов Текст. / JI. Ш. Шустер // Вопросы оптимального резания металлов: Сб. науч. тр. Уфа: УАИ, 1972. - Вып. 29. - С.42 - 46.

116. Щиголсв, А. Г. Расчет сил при резании единичным алмазным зерном Текст. / А. Г. Щиголев, А. А. Виноградов // Сверхтвердые материалы. 1981. -№ 1. - С.51.

117. Эффективное применение режущего инструмента, оснащенного синтетическими сверхтвердыми материалами и керамикой в машиностроении Текст.-М.: ВНИИТЭМР, 1986.-208с.

118. Якобе, Г. Ю. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации Текст. / Г. Ю. Якобе, Э. Якоб. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

119. Ящерицин, П. И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах Текст. / П. И. Ящерицин, М. JT. Еременко, Е. Э. Фельдштейн. Минск: Высшая школа, 1990. - 512 с.

120. Ящерицин, П. И. Технологическая наследственность в машиностроении Текст. / П. И. Ящерицин, Э. В. Рыжов, В. И. Аверченков. -Минск: Наука и техника, 1977. -254 с.

121. Bailey, J. A. Friction in metal machining mechanical aspects Text. / J. A. Bailey // Wear. - 1975. - V.31. - P.243 - 275.

122. Barrow, G. Determination of rake face stress distribution in orthogonal machining Text. / G. Barrow, W. Graham, T. Kurimoto, I. Leong // J. Mach. Tool. Des. and Res. 1982.-№ 1.-P.75-85.

123. Basuray, P. K. Transition from ploughing to cutting during machining with blunt tools Text. / P. K. Basuray, В. K. Misra, G. K. Lai // Wear. 1977. -Vol.43.-№3.-P.341 -349.

124. Bootroid, D. Temperatures in Orthogonal Machining Text. / D. Bootroid // Inst. Mech. Eng. 1963. - V. 176. - № 25. - P.612 - 624.

125. Carroll, J. T. Finite Element Model of Orthogonal Cutting With Application to Single Point Diamond Turning Text. / J. T. Carroll, J. S. A Strenkowski//Int. J. Mech. Sci. 1988. - V.30.-№ 12.-P.899-920.

126. Keen, D. The use of new cutting tool materials for machining cast iron and aluminum alloy automotive components Text. / D. Keen, D. Pickup // Tools and Dies Ind. Proc. Conf., Birmingham, 1976. London, 1977. - P.122-171.

127. Krumrei, E. W. Machining applications and performance of Compax (R)and BZN (T) tools Text. / Erich W. Krumrei, // Tool and Dies Ind. Proc. Conf., Birmingham, 1976. London, 1977. - P.252-254.

128. Kudo, H. Some New Slip-Line Solutions for Two-Dimensional Steady State Machining Text. / H. Kudo // Int. J. Mech. Sci. 1965. - V.7. - P.43 - 55.

129. Lee, E. H. The Theory of Plasticity Applied to a Problem of Machining Text. / E. H. Lee, B. W. Shatter // ASME Journal of Applied Mechanics. 1951. -V.18. - №4,- P.405 -413.

130. Machining non-ferrous metals with Syndite Text. // Industrial Diamond Review. 1986.- № 1.-P. 12- 14.

131. Merchant, M. E. Mechanics of the Metal Cutting Process. 1. Orthogonal Cutting and a Type of Chip Text. / M. E. Merchant // J. of Appl. Phys. 1945. -V.16.- №5.- P.267-275.

132. Minasse, A. A slip-line solution for negative rake angle cutting Text. / A. Minasse // SME Manuf. Eng. Trans. Vol.9. - 9th North Amer. Manuf. Res. Conf. Proc., University Park, May 19-21, 1981. - Dearborn, Mich., 1981. - P.341 - 348.

133. Modeling chip formation cuts costs Text. // Amer. Mach. - 1997. - № 11.-P.38.

134. Moneim, A. Tool edge roundness in finish machining at high cutting speeds Text. / Abdel Moneim //Wear. 1980. - V.58.-№ 1. - P.171 - 192.

135. Oxiey, P. Shear Angle Solutions in Orthogonal Machining Text. / P. Oxiey // Int. J. Mach. Tool Des. Res. 1962. - Vol. 2. - P.219 - 229.

136. Recht, R. P. Catastrophic Thermoplastic shear Text. / R. P. Recht // Trans. ASME. 1964. - Vol. 31. - P. 186.

137. Schulz, H. Hochgeschwindigkeits Zerspannung: neue Technologie oder Schlagwort? Text. / H. Schulz, W. Arnold, J. Scherer // Werkstatt und Betrieb. -1981. - Vol.114. - № 8. - S.527-531.

138. Shiraishi, M. Suppression of machine tool chatter by state feedback control Text. / M. Shiraishi, E. Kume // Annals of the CIRP. 1988. - V.37. - № 1. -P.369-372.

139. Strenkowski, J. S. A partially constrained Eulerian orthogonal cutting model for chip control tools Text. / J. S. Strenkowski, S. M. Athavale // Trans. ASME. J. Manuf. Sci. and Eng. 1997.-№ 4b. - P.681 - 688.

140. Trent, E. M. Metal Cutting and the Tribology of Seizure: 1. Seizure in Metal Cutting Text. / E. M. Trent // Wear. 1988. - V.128. - P.29 - 45.

141. Williams, J. A. The Role of The Chip-Tool Interface in Machining Text. / J. A. Williams // Bulleten du cercle d'etude des metaux. 1980. - V. 14. - № 11. -P.235 -241.

142. Worslcy, R. A new generation of turning tools Text. / R. Worsley // Met-alworking Production. 1987. - Vol. 131. - № 6. - P.76-80.