автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности точения инструментом из СТМ на основе назначения рациональных режимов резания с учетом ультразвуковой диагностики его свойств

РГБ, ОД 1 9 ИЮН ZOCO

На правах рукописи

Макаров Максим Вениаминович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОЧЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОМ ИЗ СТМ НА ОСНОВЕ НАЗНАЧЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ С УЧЕТОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ЕГО

СВОЙСТВ

Специальность 05.03.01. - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рыбинск - 2000

Работа выполнена в Рыбинской государственной авиационной технологической академии

Научный руководитель действ, член академии АТН РФ,

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Силин С.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Трусов В.В.

кандидат технических наук Полетаев В.А.

Ведущая организация Дизельный завод ОАО

«Рыбинские моторы»

Защита состоится 21 июня 2000 г. в Ю часов на заседании диссертационного совета Д 064.42.01 при Рыбинской государственной авиационной технологической академии по адресу 152934, г. Рыбинск, Ярославской обл., ул. Пушкина, 53, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии.

Автореферат разослан « 4д » мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ^ Конюхов Б.М.

К632.009.9'123*0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. При обработке изделий из труднообрабатываемых материалов '{¡пользование инструментов из поликристаллических сверхтвердых материалов ПСТМ) на основе кубического нитрида бора (КНБ) является перспективным направ-ением. Их применение позволяет в ряде случаев повысить скорость резания и произ-одительность в несколько раз по сравнению с твердосплавными инструментами, [роме того замена операций шлифования токарными при обработке закаленных стаей с использованием резцов, оснащенных пластинами из ПСТМ на основе КНБ спо-обствует обеспечению лучшего состояния поверхностного слоя и исключает воз-южность шаржирования и возникновения дефектов, присущих процессам шлифова-[ия. Между тем в настоящее время ощущается недостаток в научно обоснованных екомендациях по выбору рациональных режимов резания и их назначение выполнятся главным образом на основе экспериментальной практики, зачастую весьма про-иворечивой. Помимо этого слабо отражено влияние такого существенного недостат-а, ограничивающего области применения пластин из ПСТМ на основе КНБ, как их начительный разброс по режущим свойствам, даже в пределах одной партии. Следо-ательно, исследование возможности прогнозирования режущих свойств и контроля ластнн из ПСТМ на основе КНБ и разработка теоретических зависимостей для вы-ора рациональных режимов обработки является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности точения инструментом из ПСТМ на снове назначения рациональных режимов резания с учетом ультразвуковой диагно-гики и автоматизированного контроля его свойств.

Методы исследования. При проведении исследований использовался экспе-иментальный метод полного и однофакторного планирования, обработка результа-ов проводилась методами математической статистики. Приполучении эксперимен-ально - аналитических зависимостей применялся метод подобия и численные методы использованием ПЭВМ.

Научная новизна. - . . ■ . ■ ,

Установлено и доказано теоретически и экспериментально, что диапазон рацио-альных режимов эксплуатации инструментов из ПСТМ' на основе КНБ лежит в об-асти циклического стружкообразования, том числе:

1. Разработана математическая модель циклического стружкообразования, учитывающая неоднородность распределения деформации по объему элемента стружки, образующейся в процессе непрерывного разворота плоскости сдвига в зоне стружкообразования от первичной плоскости сдвига до вторичной.

2. Предложен параметр, определяющий условие перехода от сливного стружкообразования к циклическому - критическая температура в плоскости сдвига, зависящий только от марки обрабатываемого материала.

3. Установлено, что на основные параметры процесса резания (силы, износ, усадку, температуру) в условиях циклического стружкообразования оказывает сильное влияние колебание свойств режущих пластин в пределах одной и той же марки СТМ, которое можно учитывать комплексным показателем - величиной скорости ультразвука в режущей пластине.

Практическая ценность

1. Разработана методика расчета рациональных режимов резания, учитывающая особенности циклического стружкообразования и свойства каждой конкретной пластины из ПСТМ.

2. Разработано и изготовлено автоматизированное устройство неразрушающего ультразвукового контроля инструментальных пластин из ПСТМ.

3. Предложен косвенный метод определения коэффициента теплопроводности пластин из ПСТМ на основе КНБ по скорости распространения в них ультразвуковых колебаний.

Реализация работы в промышленности. Результаты исследований переданы с целью внедрения на ОАО «Рыбинские моторы», производителю пластин на основе КНБ - ООО «Сутекс» г. Санкт-Петербург.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах: Всероссийской молодежной научной конференции «XXV Га-гаринские чтения» (Москва, 1999); XXVI конференции молодых ученых и студентов (Рыбинск, 1999); Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов» (Рыбинск, 1999); технической выставке малого предпринимательства (Рыбинск, 1999); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы технологии машиностроения 2000 года» (Нижний Новгород, 2000); Все-

российской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов» (Рыбинск, 2000).

Публикации. Результаты работы отражены в 14 печатных работах - статьях и тезисах научно-технических конференций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и 5 приложений, включающих документы о внедрении результатов работы. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 8 таблиц. Библиография включает 134 наименования.

Работа выполнена под научным руководством д.т.н., академика АТН РФ, Силина С.С. в рамках программы государственного финансирования по единому заказ-наряду «Повышение производительности и качества лезвийной и абразивной обработки изделий авиационного машиностроения на основе теоретических исследований и оптимизации режимов резания и характеристик инструмента».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность проблемы повышения эффективности использования инструментов из ПСТМ на основе КНБ за счет прогнозирования их режущих свойств и назначения рациональных режимов обработки при точении.

В первой главе на основе изучения опубликованных работ выполнен анализ существующих исследований и рекомендаций по областям применения инструментальных пластин на основе КНБ при точении и методикам оценки качества таких пластин.

Данные по использованию режущих пластин из ПСТМ на основе КНБ весьма противоречивы, однако большинство исследователей указывают на наличие очень узкого скоростного диапазона эффективной эксплуатации такого инструмента с явно выраженным максимумом стойкости. Величина этого диапазона зависит от множества факторов: свойств обрабатываемого и инструментального материалов, характеристик оборудования, условий обработки и т.п., существенно различается по данным разных авторов и составляет не более 1...2 м/с. Предельные скорости резания редко превышают 5-7 м/с. Это относится главным образом к традиционно обрабатываемым ин-

струментом на основе КНБ закаленным сталям. Существующий в настоящее время опыт точения труднообрабатываемых материалов, таких как титановые и жаропрочные сплавы, в целом дает аналогичную картину. Однако учитывая высокую теплостойкость инструментов на основе КНБ можно предположить, что реально достижимые скорости резания должны быть значительно выше. Существуют две нричины такого состояния вопроса. Первая - это отсутствие единого теоретического подхода к рекомендациям по выбору режимов резания. Большинство рекомендаций основываются на экспериментальной практике и касаются как правило одной конкретной марки инструментального и обрабатываемого материалов. Вторая - усреднение и занижение режимов резания вследствие присущей пластинам на основе КНБ нестабиль1 ностью режущих свойств и ориентации на инструмент с худшими характеристиками. Это серьезно подрывает доверие производственников к указанным инструментам и существенно ограничивает их область применения. Поскольку техпроцесс изготовления пластин из КНБ слабо поддается контролю и управлению, то резервом повышения надежности инструмента может служить его неразрушающий контроль перед этапом эксплуатации. Желательно, чтобы методика контроля была такова, чтобы контроль был автоматизированный, а контролируемый параметр можно было учитывать при назначении режимов резания. Иными словами, исходя из свойств режущих пластин выбирать наиболее рациональные режимы резания. Проведенный анализ опубликованных работ по этому вопросу показал, что среди различных методов контроля инструментальных пластин указанным требованиям в наибольшей степени отвечает ультразвуковой резонансный метод. Однако до настоящего времени отсутствует его автоматизация, а проведенные исследования по влиянию контролируемого параметра - скорости ультразвука С/ в пластине на параметры процесса резания единичны и малочисленны.

Представленные обстоятельства позволили сформулировать цель работы. Поставленная цель и проведенный анализ состояния вопроса определили следующие задачи исследования:

1) разработать научно обоснованные теоретически и экспериментально методику и рекомендации по назначению рациональных режимов резания при точении инструментом из ПСТМ на основе КНБ с учетом свойств обрабатываемого и инструментального материалов.

2) на основании принятого принципа ультразвукового контроля разработать и создать устройство для автоматизированного контроля и сортировки режущих пластин из ПСТМ на основе КНБ для практического использования в производстве.

Во второй главе проведено исследование взаимосвязи скорости распространения ультразвуковых колебаний С/ в пластинах из ПСТМ на основе КНБ со свойствами этих пластин.

Выполнялись исследования по установлению взаимосвязи между параметром С/ и микротвердостью пластины из КНБ. На основании экспериментов была получена формула вида:

ЯГ = 3.075С/ - 8,353, (1)

где НУ - микротвердость по Виккерсу, ГПа; С/ - скорость ультразвука в материале, км/с.

Для исследования взаимосвязи параметра С/ и коэффициента теплопроводности режущей пластины была спроектирована и изготовлена установка, позволяющая проводить измерение теплопроводности методом продольного потока. На основании экспериментов с различными марками СТМ на основе КНБ получена следующая формула:

Лр = 0,174С/2'387, (2)

где Я,, - коэффициент теплопроводности пластины, Дж/(мс' град.): (.'/ - скорость ультразвука в пластине, км/с.

Проведенные исследования показали, что скорость распространения ультразвука в пластинах из СТМ является комплексным параметром, тесно связанным с основными физико-механическими свойствами инструмента, определяющими его ре;кущне свойства.

В третьей главе выполнены экспериментальные исследования по установлению количественных связей параметров процесса резания со скоростью распространения ультразвука в пластинах из ПСТМ на основе КНБ и определению рациональных режимов эксплуатации таких инструментов.

В экспериментах использовались 2 обрабатываемых материала: закаленная инструментальная сталь ХВГ(46Н1!С) и жаропрочный сплав на никелевой основе ХН73МБТЮ и 3 инструментальных материала: киборит, СТМ6, СТМ21А. У инструментальных пластин предварительно была определена скорость звука ультразвуко-

вым резонансным методом. Эксперименты проводились с широким изменением скорости резания 2...23 м/с, для чего была осуществлена модернизация станка. Результаты исследований показали, рис. 1, что с ростом скорости резания наблюдается тенденция к снижению составляющих силы резания. Для пластин, имеющих большую скорость ультразвука С; силы оказываются меньше: при диапазоне изменения & около 8% силы различались до 30%. При определенной (оптимальной) скорости резания силы становятся минимально-стабилизированными, причем для пластин с большей С/ это достигается на больших скоростях резания, что справедливо как для ХН73МБТЮ, так и для ХВГ.

ХВГ-Киборит, 5=0,08 мм/об, 1=0,4 мм

210 К160 ^110 60

V

190 И 140 ^ 90 40

X,

100 80

X '60

40

20

¡^аг. 1

0

V10,

V, м/с

20

0

10 V, м/с

20

0

10

V, м/с

20

-о - С/=15240 м/с —О- Ср 15653 м/с Ср 16059 м/с Рис. 1

При повышении скорости резания сохранялся монотонный рост температуры во

ХВГ-СТМ6, 5=0,08 мм/об, 1=0,25 мм 1500

1400 1300 и 1200

<ъ- 1100 1000 900 800

.о

I

г !

всем исследованном диапазоне скоростей резания, рис. 2. Средняя температура резания на высоких скоростях может быть выше 1400 "С. Для пластин с большей С; температура оказывалась меньше, что согласуется с установленной ранее зависимостью С/ - Яр.

Эксперименты по изучению износостойкости выявили, что реальный рабочий диапазон скоростей резания для пластин из СТМ на основе КНБ оказался шире, чем рекомендуется в справочниках, причем он находился в области более высоких скоростей резания (5...15 м/с), рис. 3.

10 V, м/с

15

20

о- Сг=12603 м/с О- Ср 13200 м/с 0=13600 м/с Рис.2

В рекомендованных ранее диапазонах резания (до 2-х м/с) стойкость была едва ли не самая низкая. Для пластин с большей С/ длина пути и стойкость оказались существенно больше. На оптимальных скоростях резания при различии по С; на 8% длина пути до принятого критерия затупления различалась более 2-х раз. Для пластины с меньшей С/ оптимум сдвигался в сторону более низких скоростей резания, при этом оптимальная температура резания оставалась практически неизменной. Приемлемая износостойкость наблюдалась лишь на скоростях резания, при которых образовывалась циклическая стружка, а при сливном стружкообразовашш резец быстро изнашивался независимо от вида обрабатываемого материала. Иными словами, для инструмента на основе КНБ рациональными режимами резания можно считать лишь те, что сопровождаются образованием циклической стружки.

ХВГ-Киборит, 5=0,08 мм/об, 1=0,25 мм, Ь,=Ч>,3 мм

ХН73МБТЮ-Киборит, 8=0,2 мм/об, 1=0,5 мм, ^=1 мм

16000 14000 12000 ,10000 - 8000 1 6000 4000 2000 0

! !

} У

/ 1 \

\(

1 Г* Пт

№ \Л\ !

#

У К

600 500 400

5-зоо 200 100 0

; \

# ч \ ч \

У \ \

О

10 15 20 25

V, м/с

0

5 10

V, м/с

15

-0--СН 5225 м/с—а- 015679 м/с С/= 16047 м/с Рис. 3

Эксперименты по усадке показали, что с ростом скорости резания усадка вначале резко падает, а затем продолжает монотонно уменьшаться. Наблюдалось явление «отрицательной» усадки на высоких скоростях резания. Влияние параметра С; на усадку неоднозначно. На малых скоростях резания для пластины с большей С/ усадка оказывалась больше, на высоких скоростях наоборот. Смена влияния скорости ультразвука на усадку сопровождалась переходом от сливного стружкообразования к циклическому.

Эксперименты по изучению величины длины контакта стружки по передней поверхности инструмента выявили в целом аналогичную картину, получившуюся для усадки.

В четвертой главе выполнено теоретическое исследование механики высокоскоростного резания, разработана термомеханическая модель циклического стружкообразования, учитывающая неоднородность распределения деформации по объему элемента стружки, образующейся в процессе непрерывного разворота плоскости сдвига в зоне стружкообразования от первичной плоскости сдвига до вторичной.

Сопротивление обрабатываемого материала процессу пластической деформации в зоне стружкообразования при резании определяется величиной касательных напряжений Хр, вызывающих сдвиг. В настоящее время тр рассматривается как функция температуры и степени предварительного упрочнения, выражающейся зависимостью:

где г/ - касательное напряжение при относительном сдвиге е= 1; е - относительный сдвиг; в-температура испытания; 6}н - температура плавления материала; Ь,к,т- коэффициенты.

Температура, возникающая в зоне деформации, представляет собой результат процесса пластической деформации. При нарастании деформации происходит соответствующий рост температуры. Приращение температуры определяется выражением:

где хр - сопротивление материала пластическому сдвигу; ср - удельная теплоемкость обрабатываемого материала; ёе - приращение деформации сдвига; у/ - коэффициент адиабатичности процесса деформирования материала: при высоких скоростях резания при малых скоростях у/< 1. Приведенные зависимости показывают, что сопротивление обрабатываемого мате-

к '

(3)

ср

(4)

г,

р

риала пластическому сдвигу тр в процессе деформации может быть определено на основе совместного решения уравнений (3), (4). На рис. 4 представлена графическая иллюстрация изменения хр

Рис.4

^ е в процессе нарастания деформации пластического сдвига е, при котором одновременно также происходит рост в. Анализ графика показывает, что

тр при некотором вх достигает максимального значения тртах. С ростом относительной деформации температура в зоне деформирования также возрастает, при этом максимум трта наблюдается при некоторой температуре в„, которую назовем критической температурой деформационного упрочнения материала. Приведенный характер зависимости тр от £ и в является аналогичным для всех обрабатываемых металлов и сплавов. Величина вп в зависимости от марки материала, изменяется в интервале 150+460°С при относительных деформациях £,=0,80+2,7, реально достижимых в плоскости сдвига при резании.

Установлено, что величина максимальных касательных напряжений тр ^ зависит от адиабатичности процесса деформирования. В то же время неизменной остается величина критической температуры представляющая собой важную характеристику данной марки обрабатываемого материала, подвергаемого пластическому деформированию, которая при резании определяет условие перехода от сливного стружкооб-разования к циклическому.

На основании исследования механики высокоскоростного резания предложена следующая модель циклического стружкообразования, рис. 5. При резании с ростом де-

этой плоскости произойдет локальный сдвиг и выпучивание части элемента стружки с пренебрежимо малой деформацией. Так образуется первичная плоскость сдвига /?;. Дальнейший рост деформации е при непрерывном развороте угла наклона плоскости сдвига Р и перемещении вышедшего элемента вдоль передней поверхности сопровождается возникновением семейства плоскостей вторичного сдвига. Деформированные слои обрабатываемого материала, наслаиваясь друг на друга образуют зону

формации сдвига е происходит разворот угла наклона плоскости сдвига Д рост касательных напряжений тр и температуры в в этой плоскости. Если в процессе деформации касательные напряжения тр не превышают максимально возможное сопротивление обрабатываемого материала пластическому сдвигу трша, то образуется сливная стружка. В том

Рис. 5

случае, если тр превысят тр т.е. температура в плоскости сдвига в превысит вк, то в

вторичных деформаций. Процесс образования элемента стружки заканчивается, когда касательные напряжения Тр снова станут меньше тр и возникнет окончательная вторичная плоскость сдвига Д?, совпадающая по времени с появлением первичной плоскости сдвига следующего элемента стружки.

Таким образом, в элементе стружки при циклическом стружкообразовании выделяются 3 зоны:

1) зона первичных деформаций, происшедших вплоть до образования {¡¡,

2) зона с пренебрежительно малой деформацией, большая часть элемента стружки;

3) зона вторичных деформаций.

Основные параметры сложнонапряженного температурно-деформационного со= стояния в плоскостях резания определяются следующим образом. В первичной плоскости сдвига исходя из уравнений (5) - (8):

CBPe0l9D0'lsE°'lF0'25

-„ . ,0,73-' (5)

(1 -sin у)

,„ ч 1 + 1/ В,2

CTe¡cp

Tpl-

1

Pe л

\ 1 + B¡2 j

(6) (7)

TpJ = Tj .е<в'а1в^к ■£Jmil-lnS'm), (8)

_ , _ _ 0,95 Яс 0Д74С/2'387 Va{ ,

здесь Bj=tgPr, С в = ——; F=-f--e-/3-,Pe= —без-

f0 Я Л a

размерный комплекс, аналогичный критерию Пекле;D=— - безразмерный ком-

Ъ1

плекс, отражающий геометрию сечения среза; Е = — - безразмерный комплекс, характеризующий степень округления режущей кромки и толщины среза; X - коэффициент теплопроводности обрабатываемого материала, ДжДм ■ с • °cj;

>^=120ДжДм- с - °cj; ср - удельная объемная теплоемкость обрабатываемого мате-

мала, ДжДм3 ° с|; ви впя - температура в первичной плоскости сдвига и плавления

Срабатываемого материала, °С; С; - скорость распространения ультразвуковых ко-юбаний в инструментальном материале, км/с; у - передний угол резца, градус; /? -тол заострения режущего клина, рад; е - угол при вершине резца в плане, рад. Зо вторичной плоскости сдвига исходя из уравнений (9) - (12):

= + - у)), (9)

е2 7

02 =/-^-¿£2, (10) 0 СР

= (11) ?Р2 = Гр1 -р1) - МР2 -р!% (12)

да Кг - коэффициент неравномерности толщины деформируемого элемента, при постоянной толщине (сливное стружкообразование) Кг= 1, а при уменьшении толщины № нуля - Кг=2\ в2, вт - температура во вторичной плоскости сдвига и температура тлавления обрабатываемого материала, °С.

На основании предложенной модели циклического стружкообразования были определены параметры элемента стружки, получена формула продольной усадки, которая теоретически подтвердила возможность возникновения «отрицательной» усадки ггри циклическом стружкообразовании. Выполнен расчет работы при сливном и алклическом стружкообразовании, показывающий, что на образование циклической зтружки затрачивается работа в 2 - 5 раз меньшая, чем на образование сливной. Это подтверждает целесообразность точения инструментами из СТМ в условиях циклического стружкообразования.

С учетом разработанной модели циклического стружкообразования предложена методика расчета рациональных режимов обработки при точении инструментом из КНБ. За область рациональных режимов принят диапазон скоростей резания от критической скорости наступления циклического стружкообразования до оптимальной скорости резания. На рис. б приведена схема алгоритма программы расчета рациональных режимов резания на основании свойств инструментального материала, учитываемых по скорости распространения звука С; в режущей пластине, обрабаты-

Схема алгоритма расчета рациональных режимов резания

(НАЧАЛО ")

ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ИХ УТОЧНЕНИЕ

обрабатываемый материал иарка.К ср. йи, 6. С* С:. С}. Оо.1 Е

инструментальный материал марка. Ар, срр, а., с,

геометрия инструмента ГЛ <р, ipi.pi, г

параметры износа а Хь уь, га

жесткость СПИЗ ту

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ критической (к, Тр. и оптимальной ва

ВЫБОР РЕЖИМА /

ПЕЧАТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ 5,1.1V у« р^ р,„ л» «г, д„ кр

( КОНЕЦ )

РАСЧЕТ сечения среза а¡, в:, в критериев подобия Р.Е.Р.Г^М

СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ начальная V

приращение у+ау

РАСЧЕТ зоны первичного сдвига Ре. В. е,. II. в,, Кг, 1Ш

[КРИТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ У=Ух

РАСЧЕТ зоны вторичного сдвига _£>. $2. ,Тр1_

РАСЧЕТ элементов стружки К1 длины контакта

РАСЧЕТ эквивалентных параметров

_&СЭ. ГрЭ. Д>_

РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ

в,. в„ в_

0-: во.

¡ОПТИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ У-У/

РАСЧЕТ СИЛ, МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ в оптимальных условиях

РАСЧЕТ СТОИКОСТИ, ПУТИ РЕЗАНИЯ в оптимальных условиях

Г„ Г.с_

1РАСЧЕТ ШЕРОХОВАТОСТИ Иа. Л-

1 РАСЧЕТ ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ Кг

Рис. 6

;аемого материала и характеристик оборудования. Выполненные расчеты показыва-эт, что полученные режимы резания в условиях циклического стружкообразования начительно выше справочных и учитывают режущие способности каждой конкрет-гой пластины.

В пятой главе описано спроектированное и изготовленное автоматизнрован-юе устройство, предназначенное для контроля и сортировки разнообразной номенк-итуры режущих пластин из ПСТМ в производственных условиях.

На основании исследований была разработана методика неразрушающего кон-гроля свойств инструментальных пластин из ПСТМ на базе резонансного ультразву-сового метода с учетом ее дальнейшего использования в автоматизированном кон-гролирующем устройстве. Для спроектированного автоматизированного устройства зыли разработаны специальные пьезопреобразователи, включенные затем в его прие-ноизлучающую систему. Выполнены необходимые исследования по оптимизации «статных характеристик как самих пьезопреобразователей, так и измерительной системы в целом.

Разработанное автоматизированное устройство включает в себя сортировочное устройство, анализатор амплитудно-частотных характеристик Х1-54 со встроенным микропроцессором и генератор качающейся частоты. Автомат работает следующим образом, рис. 7. Контролируемые пластины 1 загружаются в бункер 2 и поштучно поступают в зону контроля. Излучатель 3 питается от генератора качающейся частоты 4, постепенно изменяющего частоту /1 в заданном диапазоне. Одновременно приемником 5 измеряются собственные колебания пластин, и результаты попадают в анализатор 6. Если в контролируемой пластине возникает импульс резонансных колебаний, то вырабатывается сигнал годности пластины и передается в сортировочное устройство 7. При наличии в контролируемой пластине внутренних дефектов или других отклонений от заданных, ре-

Рис. 7

зонансный импульс может отсутствовать в заданном диапазоне частот. Такая пластина отправляется в «брак».

Для изготовленного автоматизированного устройства были выполнены необходимые контрольные испытания на точность измерения и надежность работы.

Автоматизированное устройство позволяет контролировать пластины любой формы и практически любых существующих размеров, для чего предусмотрен набор сменных дисков и съемный кассетный бункер для пластин некруглой формы. Производительность устройства составляет 500 шт. в час.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Для режущего инструмента из ПСТМ на основе КНБ рекомендуемые режимы резания при точении не соответствуют рациональным, поскольку при их назначении не учитывается существенный разброс по эксплуатационным свойствам режущих пластин и особенности стружкообразования при их использовании.

2. Обосновано и доказано теоретически и экспериментально, что при точении применение инструментов из ПСТМ на основе КНБ эффективно лишь при условии возникновения циклической стружки, поскольку в этом случае путь резания, пройденный резцом до критерия затупления и скорости резания максимальны и существенно превосходят имеющие место при сливном стружкообразовании.

3. Разработана термомеханическая модель циклического стружкообразования с непрерывно разворачивающейся от первичной до вторичной плоскостью сдвига, учитывающая неоднородность распределения деформаций сдвига по объему элемента стружки.

4. Предложен и обоснован параметр, характеризующий обрабатываемый материал - критическая температура, определяющий условие перехода от сливного стружкообразования к циклическому.

5. Выявлена сильная корреляция между скоростью прохождения ультразвуковых волн в инструментальной пластине из КНБ с ее теплофизическими и механическими свойствами и основными параметрами процесса резания применительно к условиям циклического стружкообразования.

6. Разработана методика определения рациональных режимов резания при точении учетом свойств обрабатываемого и разброса свойств инструментального материалов [ особенностей циклического стружкообразования.

7. Разработано и изготовлено автоматизированное устройство ультразвукового [еразрушающего контроля пластин из СТМ.

8. Результаты исследований переданы с целью внедрения на ОАО «Рыбинские юторы», ООО «Сутекс» г. Санкт-Петербург.

Основные результаты опубликованы в печатных работах

I. Макаров В.Н., Проскуряков СЛ., Макаров М.В. Ультразвуковая диагностика режущих пластин из сверхтвердых и керамических материалов // Вестник Верхневолжского отделения Академии технологических наук РФ: Сб. науч. тр./ РГАТА. -Рыбинск, 1998. - Вып.З. - с. 114-118.

I. Макаров М.В. Исследование возможности ультразвуковой диагностики режущих пластин из сверхтвердых и керамических материалов // Тезисы доклада Международной молодежной научной конференции (6-10 апреля, 1999г.): В 2-х т./МАТИ. -М„ 1999.-Т.1.-С. 340.

5. Макаров М.В. Ультразвуковой контроль режущих свойств пластин из СТМ // Тезисы доклада XXVI конференции молодых ученых и студентов(5-6 апреля, 1999г.): В 2-х ч./ РГАТА. - Рыбинск, 1999. - ч. 2. - с. 40.

I. Макаров В.Н., Проскуряков СЛ., Макаров М.В. Эффективность моделирования процесса высокоскоростного точения и контроля качества режущих пластин из СТМ // Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции: В 2-х ч. /РГАТА,-Рыбинск, 1999. -ч.1. - с. 21.

5. Макаров М.В. Исследование параметров высокоскоростного резания инструментами из СТМ с учетом их режущих свойств // Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции: В 2-х ч. / РГАТА. - Рыбинск, 1999. - 4.1. - с. 43 -44.

э. Макаров М.В. Установление зависимости износостойкости инструментальных пластин из СТМ от скорости прохождения в них ультразвука // Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции: В 2-х ч./ РГАТА. - Рыбинск, 1999. -ч.1.-с. 44 - 45.

7. Макаров В.Н., Проскуряков СЛ., Макаров М.В. Высокоскоростная обработка резанием деталей ГТД из жаропрочных сплавов // Тепловые двигатели / РГАТА. -Рыбинск, 2000. - с. 41 - 44.

3. Силин С.С., Макаров М.В. Исследование областей рационального использования инструментальных пластин из ПСТМ на основе КНБ // Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы технологии машиностроения 2000 года»/ НГТУ. - Н. Новгород, 2000.

Макаров М.В. Оценка теплопроводности инструмента из СТМ ультразвуковым методом // Тезисы доклада X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. - Рыбинск, 2000. - с. 54.

10. Макаров В.Н., Макаров М.В., Проскуряков СЛ. Критическая температура перехода обрабатываемого материала к термопластической неустойчивости при резании // Тезисы доклада X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. - Рыбинск, 2000. - с. 19

11. Силин С.С., Макаров В.Н., Макаров М.В., Проскуряков CJI. Термомеханическая модель циклического стружкообразования // Тезисы доклада X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. - Рыбинск, 2000. - с. 18

12. Макаров М.В. Температура перехода к термопластической неустойчивости как свойство обрабатываемого материала // Сб. молодых ученых / РГАТА. - Рыбинск, 2000.

13. Проскуряков СЛ., Макаров М.В. Моделирование высокоскоростного точения жаропрочных сплавов с учетом термомеханики элементоообразования стружки // Тезисы доклада X Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. - Рыбинск, 2000. - с. 20

14. Макаров В.Н., Проскуряков СЛ., Макаров М.В. Точное измерение температуры резания методом «естественной» термопары // Вестник Верхневолжского отделения Академии технологических наук РФ: Сб. науч. тр./ РГАТА - Рыбинск, 2000.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО СУЩЕСТВУЮЩИМ СПОСОБАМ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ПЛАСТИН И ПО ЭФФЕКТИВНЫМ РЕЖИМАМ РЕЗАНИЯ ИНСТРУМЕНТАМИ НА ОСНОВЕ КНБ.

1.1. Обзор известных в литературе областей применения ПСТМ на основе КНБ при точении.

1.2. Способы контроля и оценки качества инструментальных пластин

1.2.1. Способы испытания инструментальных пластин на прочность.

1.2.2. Метод контроля свойств инструментов по электросопротивлению

1.2.3. Метод контроля свойств инструментов по номинальной составляющей термо-ЭДС.

1.2.4. Метод контроля свойств инструментов по магнитным характеристикам .'.

1.2.5. Рентгенографический метод оценки свойств инструментальных пластин

1.2.6. Метод, основанный на определении величины модуля упругости при ударном взаимодействии индентора и исследуемого образца

1.2.7. Акустические методы контроля свойств инструментальных пластин.

1.2.7.1. Метод акустической эмиссии.

1.2.7.2. Интегральный резонансный метод.

ВЫВОДЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ПЛАСТИНАХ ИЗ СТМ СО СВОЙСТВАМИ ЭТИХ ПЛАСТИН.

2.1. Связь скорости ультразвука с модулем упругости и плотностью режущих пластин из СТМ.

2.2. Анализ известных в литературе зависимостей параметров, характеризующих свойства пластин.

2.3. Взаимосвязь скорости распространения ультразвука С/ в пластине с ее теплопроводностью.

2.4. Взаимосвязь скорости распространения ультразвука С/ в пластине с ее микротвердостью.

Выводы по второй главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ СО СКОРОСТЬЮ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В ПЛАСТИНАХ ИЗ ПСТМ НА ОСНОВЕ КНБ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТАКИХ ИНСТРУМЕНТОВ.

ЗЛ. Методика экспериментальных исследований, оборудование, материалы и аппаратура.

3.1Л. Методика экспериментальных исследований.

3.1.2. Оборудование, заготовки и инструмент.

3.1.3. Обрабатываемые и инструментальные материалы.

3.1.4. Аппаратура, использованная в экспериментах.

3 .2. Экспериментальные исследования параметров процесса резания с учетом взаимосвязи их со скоростью ультразвука в пластинах из СТМ

3 .2.1. Исследование силы резания.

3.2.2. Исследование износостойкости инструментальных пластин из ПСТМ на основе КНБ.

3.2.3. Исследование температуры резания при точении инструментом, оснащенным пластинами из ПСТМ на основе КНБ.

3.2.4. Исследование степени пластической деформации металла снимаемо го припуска (усадки стружки).

3.2.5. Исследование длины контакта стружки с передней поверхностью при точении инструментом из СТМ.

3.2.6. Исследование влияния СОЖ при точении пластинами из ПСТМ на основе КНБ.

3.2.7. Исследование шероховатости обработанной поверхности.

Выводы по третьей главе.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ

ВЫСОКОСКОРОСТНОГО РЕЗАНИЯ.

4.1. Расчетное определение сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу.

4.2. Механизм образования плоскостей сдвига и возникающего в них напряженного состояния.

4.2.1. Анализ известных в литературе моделей механизма циклического стружкообразования.

4.2.2. Механика возникновения плоскостей сдвига при сливном стружкообразовашш.

4.2.3. Механика возникновения плоскостей сдвига при циклическом стружкообразовашш.

4.3. Напряженное температурно-деформационное состояние в плоскостях сдвига при циклическом стружкообразовании.

4.3.1. Параметры температурно-деформационного состояния первичной яженного температурно-деформационного состоя] кости сдвига. ени пластической деформации снимаемого припус ты стружкообразования. стружкообразования. жого стружкообразования.

ИЗСТМ.

5.1. Описание принятого метода ультразвукового контроля

5.2. Определение скорости ультразвука по резонансной частоте собственных колебаний.

5.3. Экспериментальные исследования частотных характеристик датчиков.

5.3.1. Спектр собственных резонансных частот датчика и его влияние на спектр частот измеряемых режущих пластин.

5.3.2. Спектр собственных частот пьезоэлементов.

5.3.3. Оптимальный пьезоэлемент и его собственная частотная характеристика

5.3.4. Оптимизация параметров наконечника пьезопреобразователя.

5.3.5. Разработанный пьезопреобразователь.

5.4. Экспериментальное исследование и оптимизация чувствительности приемоизлучающей системы.

5.4.1. Исследование влияния взаимного расположения элементов измерительной системы.

5.4.2. Исследование влияния усилия поджима при измерении.

5.4.3. Исследование влияния параметров входного сигнала.

5.5. Автоматизированное устройство ультразвукового неразрушающего контроля.

5.5.1. Схема автоматизированного устройства контроля.

5.5.2. Сортировочное устройство

5.5.3. Испытание работоспособности автомата.

Выводы по главе 5.

Актуальность. При обработке изделий из труднообрабатываемых материалов использование инструментов из поликристаллических сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора является перспективным направлением. Их применение позволяет в ряде случаев повысить скорость резания и производительность в несколько раз по сравнению с твердосплавными инструментами. Кроме того замена операций шлифования токарными при обработке закаленных сталей с использованием резцов, оснащенных пластинами из ПСТМ на основе КНБ способствует обеспечению лучшего состояния поверхностного слоя и исключает возможность шаржирования и возникновения дефектов, присущих процессам шлифования. Между тем в настоящее время ощущается недостаток в научно обоснованных рекомендациях по выбору рациональных режимов резания и их назначение выполняется главным образом на основе экспериментальной практики, зачастую весьма противоречивой. Помимо этого слабо отражено влияние такого существенного недостатка, ограничивающего области применения пластин из ПСТМ на основе КНБ, как их значительный разброс по режущим свойствам, даже в пределах одной партии. Следовательно, исследование возможности прогнозирования режущих свойств и контроля пластин из ПСТМ на основе КНБ и разработка теоретических зависимостей для выбора рациональных режимов обработки является актуальной задачей.

Цель работы♦ Повышение эффективности точения инструментом из ПСТМ на основе назначения рациональных режимов резания с учетом ультразвуковой диагностики и автоматизированного контроля его свойств.

Методы исследования. При проведении исследований использовался экспериментальный метод полного и однофакгорного планирования, обработка результатов проводилась методами математической статистики. При получении экспериментально - аналитических зависимостей применялся метод подобия и численные методы с использованием ПЭВМ.

Работа состоит из пяти глав. В первой главе выполнен обзор и анализ существующих в литературе рекомендаций по областям рационального применения инструментов из ПСТМ на основе КНБ и методам неразру-шающего контроля и оценки качества таких инструментов. Сформулированы основные цели и задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты исследований по установлению взаимосвязи скорости распространения ультразвуковых колебании в инструментальных пластинах из ПСТМ со основными механическими и тепло-физическими свойствами этих пластин.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по установлению количественных связей параметров процесса резания со скоростью распространения ультразвуковых колебании в режущих пластинах из ПСТМ.

В четвертой главе проведено теоретическое исследование механики высокоскоростного резания, разработана термомеханическая модель циклического стружкообразования с учетом неоднородности распределения деформации сдвига по объему стружки. Определены условия перехода от сливного стружкообразования к циклическому. Разработана методика расчета основных параметров процесса резания при точении и определения оптимальных условий обработки на основе разработанной модели применительно к инструменту из КНБ, с учетом его режущих свойств.

В пятой главе описан выбранный акустический метод керазрушающего контроля инструментальных пластин из СТМ, представлены результаты исследований характеристик разработанных пьезопреобразователей с целью их оптимизации с учетом специфики контроля таких пластин. Спроектирована и изготовлена автоматизированная система неразрушающего контроля и приведены результаты испытаний этой системы.

Научная новизна.

Установлено и доказано теоретически и экспериментально, что диапазон рациональных режимов эксплуатации инструментов из ПСТМ на основе КНБ лежит в области циклического стружкообразования, том числе:

1. Разработана математическая модель циклического стружкообразования, учитывающая неоднородность распределения деформации по объему элемента стружки, образующейся в процессе непрерывного разворота плоскости сдвига в зоне стружкообразования от первичной плоскости сдвига до вторичной.

2. Предложен параметр, определяющий условие перехода от сливного стружкообразования к циклическому - критическая температура в плоскости сдвига, зависящий только от свойств обрабатываемого материала.

3. Установлено, что на основные параметры процесса резания (силы, износ, усадку, температуру) в условиях циклического стружкообразования оказывает сильное влияние колебание свойств режущих пластин в пределах одной и той же марки СТМ, которое можно учитывать комплексным показателем - величиной скорости распространения ультразвука в режущей пластине.

Практическая ценность

1. Разработана методика расчета рациональных режимов резания, учитывающая особенности циклического стружкообразования и свойства каждой конкретной пластины из ТТСТМ.

2. Разработано и изготовлено автоматизированное устройство неразру-шающего ультразвукового контроля инструментальных пластин из ПС'ТМ.

3. Предложен косвенный метод определения коэффициента теплопроводности пластин из ПСТМ на Основе КНБ по скорости распространения в них ультразвуковых колебаний.

Реализаиия работы в промышленности. Результаты исследовании переданы с целью внедрения на ОАО «Рыбинские моторы», производителю пластин на основе КНБ - ООО «Сутекс» (Супер технологии) г. Санкт-Петербург.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях й семинарах: Всероссийской молодежной научной конференции «XXV Гагаринские чтения» (Москва, 1999); XXVI конференции молодых ученых и студентов (Рыбинск, 1999); Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов» (Рыбинск, 1999); технической выставке малого предпринимательства (Рыбинск, 1999); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы технологии машиностроения 2000 года» (Нижний Новгород, 2000); Всероссийской научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов» (Рыбинск, 2000).

15

Публикации. Результаты работы отражены в 14 печатных работах -статьях и тезисах научно-технических конференций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и 5 приложений. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 8 таблиц. Библиография включает 134 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Для режущего инструмента из ПСТМ на основе КНБ рекомендуемые режимы резания при точении не соответствуют рациональным, поскольку при их назначении не учитывается существенный разброс по эксплуатационным свойствам режущих пластин и особенности стружкооб-разования при их использовании.

2. Обосновано и доказано теоретически и экспериментально, что при точении применение-инструментов из ПСТМ на основе КНБ эффективно лишь при условии возникновения циклической стружки, поскольку в этом случае путь резания, пройденный резцом до критерия затупления и скорости резания максимальны и существенно превосходят имеющие место при сливном стружкообразовании.

3. Разработана термомеханическая модель циклического стружкообразо-вания с непрерывно разворачивающейся от первичной до вторичной плоскостью сдвига, учитывающая неоднородность распределения деформаций сдвига по объему элемента стружки.

4. Предложен и обоснован параметр, характеризующий обрабатываемый материал - критическая температура, позволяющий судить о его склонности к циклическому стружкообразованию.

5. Установлено, что в условиях высокоскоростного точения резцами из ПСТМ на основе КНБ закаленных сталей использование СОЖ на производительность обработки малоэффективно.

6. Выявлена сильная корреляция между скоростью прохождения ультразвуковых волн в инструментальной пластине из КНБ с ее тегоюфизиче-скими и механическими свойствами и основными параметрами процесса резания.

172

7. Разработана методика определения режимов резания при точении с учетом свойств обрабатываемого и инструментального материалов и особенностей циклического сгружкообразования.

8. Разработано и изготовлено автоматизированное устройство ультразвукового неразрушающего контроля пластин из СТМ.

9. Результаты исследований переданы с целью внедрения на ОАО «Рыбинские моторы», ООО «Сутекс» г. Санкт-Петербург.

1. Синтетические сверхтвердые материалы: В 3-х т. Т.З. Применение синтетических сверхтвердых материалов. / Редкол.: Н.В. Новиков и др. Киев: Наукова думка, 1986. - 280 с.

2. Эльбор в машиностроении. JL: Машиностроение, 1978. -2В0 с.

3. Эффективное применение режущего инструмента, оснащенного синтетическими сверхтвердыми материалами и керамикой, в машиностроении: Методические рекомендации. ВНИИТЭРМ, М. - 1986. -208 с.

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

5. Тотай A.B., Пыриков И.Л., Поша А.Б., Архипов В.Н. Исследование технологических возможностей точения высокопрочных чугунов резцами из киборита // Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. Брянск, 1978. - с. 99 - 102.

6. Зубарев Ю.М. Совершенствование изготовления и эксплуатации лезвийного режущего инструмента из сверхтвердых материалов // Инструмент. 1996. - № 4. - с. 20 - 22.

7. Износ инструментов из КНБ при обработке чугуна / Arai Norihisa, Sugihara, Teruaki, Fukusaka Makoto, Kohara Hideya // Sci. and Eng. Rev. Doshisha Univ. 1988.-24. № 2. - c. 109 - 130.

8. Износ и стойкость инструментов из КНБ. Оиси Кэндзи. «Оё кикай ко-гаку», 1987, 28, № 2, 144 149.

9. ГО. Работоспособность КНБ и режущей керамики. Hartbearbeitung. Schmidt. W., Jager К. «Ind. Anz.», 1988,110, № 14,30 32.

10. New application of polycrystalline CBN. Kohno Y., Uchida Т., Нага A. «SME Techn. Pap.», Г985, № 283,1 18.

11. Characteristics of tool life of CBN cutting tool in turning chromium-molybdenum steels of various hardnesses. Enomoto Shinzo, Kato Masamichi, Miyazawa Shinichi, Ono Tomihiko. «Bull. Jap. Soc. Precis. Eng.», 1987, 21. № 3, 209 210.

12. Кравченко Б.А. Процесс стружкообразования и его связь с кристаллическим строением обрабатываемого металла // Проблемы резания материалов в современных технологических процессах (тезисы докладов). В 2-х ч. 4.1. ХПИ 1991. - с. 192 - 197.

13. Коломнец В.В. Исследование особенностей процесса точения закаленных сталей резцами из эльбора-Р: Диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н. Харьков, 1975. - 287 с.

14. Маркова Л.Г. Исследование процесса тонкого точения закаленных сталей резцами из эльбора-Р: Диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н. Л., 1975.-275 с.

15. Take the grid out of hard steel turning / Momper F. if Metal work. Prod., -1988.-132, №12.-c. 72- 73.

16. Применение инструментов из сверхтвердых материалов для чистовой обработки. Feinspanen mit geometrisch bestimmten Schneiden / Hauser Kurt Ii Techn Pdsch. 1988. - 80, № 43. - c. 36 - 41.

17. Kundrak J. Precision cutting with CBN tools // Резание и инструмент в технологических системах. Межд. науч. техн. сборник. - Харьков: ХГПУ, 1999, вып. 54, с. 152 - 158.

18. Зубарь В.П., Тимчук А.Г., Боярунас М.А., Шарамко С.А. Лезвийная обработка инструментом из СТМ и перспективы ее развития // Проблемы резания материалов в современных технологических процессах (тезисы докладов). В 2-х ч. Ч. 1. ХПИ 1991. -с. 120 - 124.

19. Кундрак Я., Зубарь В.П. Работоспособность резцов из композита при растачивании закаленных сталей // Резание и инструмент. 1989. - № 41.-с. 107-111.

20. Новиков Н.В., Девин Л.Н., Игнатуша А.И., Гриценко Э.И., Дальник П. С. К вопросу о работоспособности резцов ПСТМ на основе кубического нитрида бора // Физические явления при резании и холодной пластической деформации. Киев, Г988. - с. 33 - 39.

21. Виноградов A.A. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента из СТМ при точении стали У8 // Резание и инструмент. -1980.-№44. с. 46 - 49.

22. Применение КНБ для точения закаленной стали 7 Sentoku Eiichi, Fu-jimura Yoshio // J. Jap. Soc. Powder and Powder Met. 1989. - 36, № 2, -pp. 125 -129.

23. Шемегон В.И. Работоспособность резцов из белбора при обработке закаленных сталей // Сверхтвердые материалы. -1993. №2. - с. 44 -47.

24. Клименко С.А., Полонский Л.Г., Муковоз Ю.А. Влияние газовых сред на износ инструмента из киборита при точении покрытий // Сверхтвердые материалы. Г993. - №4. - с. 35 - 39.

25. Тихонцов A.M., Бухштейн В.И. Влияние угла резания на работоспособность пластин из СТМ // Сверхтвердые материалы. 1989. - №1. -с. 51 - 56.

26. Семерчан A.A., Маликова Ж.Г., Рывкин Ю.М., Федулаев В.П., Мар-тиросов Э.Б., Колчеманов H.A., Угаров В.М. Точение стали марки 40ХН2МА и ее аналогов резцами из эльбора-Р // Алмазы и сверхтвердые материалы. -1975. -№3. с. 17-21.

27. Синтетические сверхтвердые материалы: В 3-х т. Т. 1. Синтез сверхтвердых материалов / Редкол.: Новиков Н.В. (отв. ред.) и др. Киев: Наукова думка, 1986. - 280 с.

28. Лезвийный инструмент из сверхтвердых материалов: Справочник / Н.П. Винников, А.И. Грабченко, Э.И. Гриценко и др., Под общ. ред. акад. АН УССР Н.В. Новикова. К.: Тэхника, 1988. - 118 с.

29. Беженарь Н.П., Божко С.А. Киборит новый сверхтвердый материал на основе кубического нитрида бора // Новые сверхтвердые материалы и прогрессивные технологии их применения: Тез. докл. Всесоюзн. конф. - Киев: ИСМ АИ УССР, 1985. - с.31.

30. Новиков Н.В., Шульженко A.A., Петруша И.А. Поликристаллический сфалеритоподобный нитрид бора высокой теплопроводности // Сверхтвердые материалы. 1987. - № 6. - с. 3 - 5.

31. Подоба А.П., Оситинская Т.Д., Белянкина А.В., Петруша И.А. Теплопроводность и некоторые структурные особенности поликристаллов КНБ // Сверхтвердые материалы. 1989. - № 6. - с. 23 -26.

32. Каменкович А.С., Музыкант Я.А., Московенко И.Б., Фельдгун Л.И. Определение критерия качества заготовок резцов из ПКНБ // Алмазы и сверхтвердые материалы. -1975. ЖЗ. - с. 9 - 14.

33. Силин С.С. Метод подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979. -152 с.

34. The effect of workpiece hardness on tool wear characteristics. Machining of cold work tool steel with CBN, ceramic and carbide tools / Ohtani To-shiki, Jokogawa Hiroshi // Bull. Jnp. Soc. Precis. Eng. - 1988. - 22, Ш 3. -c. 229 - 231.

35. Chip segmentation in the cutting of harded steel / Matsumoto Joichi // Recent Dev. Prod. Res.: Collect. Ref. Pap. 9th Int. Conf., Cincinnati, Ohio, 17 20 Aug., 1987. - Amsterdam etc., 1988. - pp. 79 - 85.

36. Износ и стойкость инструментов из КНБ / Li Tinnian, Fu Tianjun, Juan Zhejun // J. Harbin Inst. Technol. 1989. № 1. - c. 80 - 85.

37. Подураев B.H., Юматов B.A., Караулов AK., Жбанов Д.Д. Влияние газовой среды на износ резцов из эльбора-Р // Вестник машиностроения. 1979. - № 3. - с. 47 - 49.

38. Microstructure and wear of TiC cubic BN tools / Hooper R.M., Shakib J.I., Brookes C.A. II Mater. Sei. and Eng. A. - 1988. -106, № 1 - 2. - c. 429 - 433.

39. Highlights of DARPA Advanced Machining Research Program / R. Komanduri, D.G. Flom, M. Lee // Journal of Engineering for Industry, №4, 1985, pp. 325 335.

40. Рыжов Э.В., Тотай A.B. Некоторые особенности тонкого точения стали ХГ8НГ0Т резцами из эльбора-Р // Проблемы обрабатываемости жаропрочных сплавов резанием: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Уфа: УАИ, 1975, с. 18- 20.

41. Изыскание и разработка расчетных методов оптимизации технологических параметров при резании жаропрочных сплавов инструментом из кубического нитрида бора: Отчет о НИР АнАТИ. Рук. С. С. Силин-№>ГР 01860069090. М., 1987. - 151 с.

42. Разработка методики определения режимов резания по экономическим критериям для автоматизированной системы проектирования техпроцессов: Отчет по НИР (заключ.) / АнАТИ. Рук. В.Н. Макаров. -m ГР 01830025276, инв. № 2850041359. -М., 1984. 150 с.

43. Ипатов Н.С. Эффективность применения инструмента из СТМ при резании труднообрабатываемых материалов // Станки и инструмент. -1984. №7. - с. 22 - 24.

44. Проскуряков СЛ. Повышение эффективности обработки деталей из жаропрочных сплавов путем оптимизации режима резания инструментом из СТМ: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. -Рыбинск, 1989.-211 с.

45. Командури Р., Шредер Т.А. Неустойчивость сдвиговой деформации при обработке резанием железоникелевого жаропрочного сплава // Конструирование и технология машиностроения. Труды Амер. общества инженеров-механиков. -1986. №2. - с. 121 - 135.

46. Износ инструментальных материалов при обработке титана / Notoya Takatsuji Yuzo It J. Jap. Ins. Metals. 1990. - 54, № 5.

47. Hohe Standzeit Vershleibverhalten beim Drehen Von Titan legierung mit CCB Schneidplatten / Hao Fangli, Chen Yaolong // Maschinenmarkt. -1990. -96 №23.

48. Дуб C.H., Майстренко АЛ., Исаков A.A. Особенности измерения трещиностойкости керамики методом индентирования // Заводская лаборатория. 1993. -№4. - с. 58 - 60

49. Семенова-Тян-Шанская A.C. Работоспособность резцов из поликристаллов карбонадо с различными механическими свойствами // Алмазы и сверхтвердые материалы. 1979. - №7. - с. 4 -5.

50. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник/ Под ред. Г.С. Самойловича/ М.: Машиностроение, 1976. - 456 с.

51. Матлин М.М. Способы и инструменты для экспрессного неразру-шающего контроля механических характеристик деталей машин // Инструмент. 1996. - №4. - с. 27 - 29.

52. Монахов А.М., Монахова Л.А., Михайлов А.Н., Кучеренко H.H. Возможность определения внутренних дефектов в материалах на основе КНБ И Алмазы и сверхтвердые материалы. 1977. - №12. - с. 12.

53. Васильев C.B. Термо-ЭДС при резании как характеристика качества твердосплавных пластинок // Станки и инструмент. 1976. - №5. - с. 27-28.

54. Лухвич A.A. • и др. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль / A.A. Лухвич, A.C. Каролик, В.И. Шарандо. Минск: Навука и тэхника, 1990. - 192 с.

55. Миневич А.Ш. Определение механических свойств ковкого чугуна неразрушающим методом // Заводская лаборатория. 1988. -№1. - с. 92-95.

56. Маликова Ж.Г., Семерчан A.A. Контроль качества СТМ без разрушения // Алмазы и сверхтвердые материалы. -1975. №7. - с. 5 - 7.

57. Маликова Ж.Г., Семерчан A.A., Рывкин Ю.М., Колчеманов И.А. Неразрушающий контроль качества изделий из эльбора-Р // Алмазы и сверхтвердые материалы. 1978. -№4. - с. 1 - 2.

58. Сохор М.И. О возможности рентгеновского метода при исследовании КНБ-боразона // Абразивы и алмазы. М.: НИИМАШ, Г965. -вып. 5 (49).

59. Драпкин Б.М., Бирфельд A.A., Жуков. A.A. Закономерность влияния пластической деформации на модуль Юнга металлических материалов: Депонированная научная работа. М., 1996. - 27 с.

60. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытания материалов непрерывным вдавливанием индентора. -М.: Машиностроение, 1990. 224 с.

61. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. -М.: Машиностроение, 1979. 191 с. .

62. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

63. Краугкремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов: Справочник./ Пер. с нем. Е.К. Бухмана, JI.C. Зенковой: под ред. В.Н. Волченко. М.: Металлургия, 1991. - 752 с.

64. Алешин Н.П., Белый В.Е., Вопилкин А.Х. и др. Методы акустического контроля металлов / Под ред. Н.П. Алешина. М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.

65. Глаговский Б.А., Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1977. - 208 с.

66. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 272 с.

67. Московенко И.Б. Разработка АО «Абразивы и шлифование» в области неразрушающего контроля качества абразивных материалов и инструментов // Инструмент. -1996. №3. - с. 24 - 25.

68. Ипатов Н.С., Макаров В.Н., Паокина JI.C., Проскуряков С.Л., Славина Л.Я. Исследование возможности акустического контроля инструментов из киборита // Сверхтвердые материалы. 1993. - №1. - с. 41 -43.

69. Макаров М.В. Исследование возможности ультразвуковой диагностики режущих пластин из сверхтвердых и керамических материалов // Тезисы доклада Международной молодежной научной конферен-ции(б-10 апреля, 1999г.): В 2-х т./МАТИ. М., 1999. - т.1. - с. 340.

70. Макаров М.В. Ультразвуковой контроль режущих свойств пластин из СТМ // Тезисы доклада XXVI конференции молодых ученых и сту-дентов(5-6 апреля,1999г.): В 2-х ч./ РГATA.-Рыбинск, 1999. ч. 2. - с. 40.

71. Макаров В.Н., Проскуряков С.Л., Макаров М.В. Ультразвуковая диагностика режущих пластин из сверхтвердых и керамических материалов // Вестник ВВО АТН РФ: Сб. науч. тр./ РГАТА. Рыбинск, 1998. -Вып.З.-с. 114-118.

72. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, издание. 3-е. изд. перераб. и доп. В 3-х т. Т.1 / Методы испытании и исследования / Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. - М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

73. Металловедение и термическая обработка стали: Справ, издание. 3-е. изд. перераб. и доп. В 3-х т. Т.2 / Основы термической обработки / Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. - М.: Металлургия, 1983. -368 с.

74. Макаров М.В. Оценка теплопроводности инструмента из СТМ ультразвуковым методом // Тезисы доклада X Всероссийской научнотехнической конференции «Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. Рыбинск, 2000. - с. 54.

75. Гудков В.В., Петров H.A. Пути развития высокоскоростной обработки резанием: обзор. -М.: НИИМАШ, 1984. 38 с.

76. Лещинер Я.А., Свиринский P.M., Ильин В.В. Лезвийные инструменты из свертвердых материалов. Киев: Техника, 1981. - 120 с.

77. Музыкант Я.А. Зависимость работоспособности и конструкции инструмента из композита от способа закрепления заготовки // Станки и инструмент. -1978. №3. - с. 22 - 24.

78. Росси Э.В., Буцык В.А., Молодык С.У. Резцы из композита // Станки и инструмент. 1984. -№7. - с. 24 - 26.

79. Трусов В.В., Макаров В.Н., Солнцев Б.А. Датчики для систем автоматического регулирования режимов резания // Автоматическое регулирование процессов резания по температуре: Сб. трудов / ЯПИ. -Ярославль, 1976. № 4. - с. 28 - 33.

80. Проектирование датчиков для измерения механических величин. -М.: Машиностроение, 1979. 480 с.

81. Козлов H.A., Баженов В.Г., Матвеев В.В., Лещенко В.М. Исследование прочности деталей машин при помощи тензодатчиков сопротивления. Киев: Техника, 1967. - 204 с.

82. Макаров В.Н., Проскуряков С.Л., Макаров М.В. Точное измерение температуры резания методом «естественной» термопары // ВВО АТН РФ. Сер. Высокие технологии в машиностроении и приборостроении: Сб. науч. тр./ РГАТА Рыбинск, 2000.

83. Макаров М.В. Исследование параметров высокоскоростного резания инструментами из СТМ с учетом их режущих свойств // Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции: В 2-х ч. / РГАТА. Рыбинск, 1999. - ч.1. - с. 43 - 44.

84. Шульженко A.A., Гаргин В.Г., Беженарь Н.П. Влияние отжига на некоторые свойства киборита// Сверхтвердые материалы. -1988. № 1. -с. 24-26.

85. Зорев H.H. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956. - 367 с.

86. Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз, 1958. - 453 с.

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

88. ТОО. Резников А.Н., Шатерин М.А., Кунин B.C., Резников Л.А. Обработка металлов резанием с плазменным нагревом. М.: Машиностроение, 1986.-232 с.

89. Силин С.С. Теория подобия в приложении к технологии машиностроения: Учебное пособие / ЯПИ. Ярославль, 1989. - 108 с.

90. On the Catastrophic Shear Instability in High-Speed Machining of an AISI 4340 Steel / R. Komanduri, T. Schroeder, J. Hazra, B.F. von Turk-ovich, D.G. Flom // Конструирование. 1982. T.104, M2. - c.149 - 160.

91. A Dynamic Analysis of High-Speed Machining / R.F. Recht // Journal of Engineering for Industry, №4,1985, pp. 309 315.

92. Макаров М.В. Температура перехода к термопластической неустойчивости как свойство обрабатываемого материала // Сб. молодых ученых / РГАТА. Рыбинск, 2000. - с.

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

94. Солонина О.П., Глазунов С.Г. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия, Г976. - с. 448.

95. Дзугутов М.Я. Пластическая деформация высоколегированных сталей и сплавов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1977. - 480 с.

96. Гуляев А.П. и др. Инструментальные стали: Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, Г975. - 272 с.

97. Проскуряков С.Л., Макаров В.Н. Теоретическое определение геометрических параметров и температурного поля элементной стружки // Технологическое обеспечение надежности и долговечности деталей машин. Сб. науч. трудов, ЯПИ, Ярославль, 1987. с. 100 - 105.

98. Зворыкин К.А. Работа и усилие, необходимые для отделения металлической стружки, «Технический сборник и вестник промышленности», 1893.

99. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания//Физические процессы при резании металлов. Сборник научных трудов. Волгоград: Изд. ВПИ, 1984. - с. 3 - 37.

100. Макаров В.Н., Проскуряков С.Л., Макаров М.В. Высокоскоростная обработка резанием деталей ГТД из жаропрочных сплавов // Тепловые двигатели / РГАТА. Рыбинск, 2000. - с. 41 - 44.

101. Козлов В.А., Белецкий Д.А. Аналитическое определение длины уп-ругоплаетического контакта стружки с передней поверхностью режущих инструментов // Вестник ВВО АТН РФ: Сб. науч. тр./ РГАТА. -Рыбинск, 1998. Вып.З. - с. 104 - 114.

102. Силин С.С., Макаров В.Н., Макаров М.В., Проскуряков С.Л. Термомеханическая модель циклического стружкообразования // Тезисы доклада X Всероссийской научно-технической конференции

103. Теплофизика технологических процессов»/ РГАТА. Рыбинск, 2000. -с. 18.

104. Юдина Т.Д. К вопросу о расчетном определении коэффициента усадки стружки // Производительная обработка и технологическая надежность деталей машин: Межвуз. сб. научн. тр. №8 / ЯПИ. Ярославль, 1979. - с. 18 - 22.

105. Трусов В.В. Вопросы механики резания труднообрабатываемых материалов // Оптимизация операций механической обработки: Межвузовский сб. научн. трудов / ЯПИ. Ярославль, 1984. - с. 120 - 128.

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

107. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

108. Силин С.С. Методика расчета режимов резания с учетом производительности и качества обрабатываемых деталей Л Расчет режимов на основе общих закономерностей процессов резания: Межвузовский сб. науч. тр. / ЯПИ. Ярославль, Г982. - с. 3 -16.

109. Кононов Ю.Е. Расчетный метод выбора рациональной марки твердого сплава при получистовом точении сталей и сплавов // Расчет режимов на основе общих закономерностей процессов резания: Межвузовский сб. науч. тр. / ЯПИ. Ярославль, Î982. - с. 64 - 70.

110. Белоусов А.И. Изучение термодинамики эффективного резания металлов и сплавов // Тезисы докладов V Всесоюзной научно-технической конференции «Теплофизика технологических процессов». / ВПИ. Волгоград, 1980. - с. 71.

111. Безъязычный В.Ф., Конечнова C.B. Аналитический расчет параметров трехмерной шероховатости на ЭВМ // Поверхностный слой, точность, эксплуатационные свойства и надежность деталей машин и приборов: Сб. статей матем. семин. М., 1989. - с. 1Г0-112.

112. Трусов В.В. Расчет виброустойчивости операций механической обработки // Оптимизация операций механической обработки: Сб. на-учн. тр. / ЯПИ, Ярославль, 1986. с. 20 - 25.

113. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. -444 с.