автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности токарной обработки сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ путем назначения функционально изменяемого режима резания

и

На правах рукописи

I

I

I

]

Емельянов Юрий Владимирович

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и

физико-технической обработки

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ ПУТЕМ НАЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО ИЗМЕНЯЕМОГО РЕЖИМА РЕЗАНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рыбинск-2003

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

Научный руководитель:

доктор технических наук Козлов Владимир Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Полетаев Валерий Алексеевич

Ведущая организация:

ОАО «Автодизель» (Ярославский моторный завод)

Защита состоится 24 сентября 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 при Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева по адресу: 152934, Ярославская область, г.Рыбинск, ул.Пушкина, 53, РГАТА, ауд.237.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева.

Автореферат разослан «/<?» августа 2003 г.

кандидат технических наук Украженко Константин Адамович

Ученый секретарь диссертационного совета

Конюхов Б.М.

¿оО^-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Благодаря фундаментальным работам Зорева Н.Н., Клушина М.И., Старкова В.К., Макарова А.Д, Суслова А. Г., Силина С.С, Безъязычного В.Ф., Армарего И.Дж.А., Брауна Р.Х. и других отечественных и зарубежных ученых достигнуты значительные успехи в области изучения лезвийной обработки материалов, однако некоторые аспекты теории и практики процессов резания требуют дальнейшего рассмотрения.

В частности, это касается вопроса назначения переменного по длине обработки режима резания с целью компенсации воздействия изменяющихся в процессе точения технологических условий обработки (например, при обработке сложнопро-фильных поверхностей). Практическая реализация изменения режимных условий резания в процессе обработки по рассчитанному на стадии ТПП закону может быть осуществлена на токарных станках с ЧПУ, которые в настоящее время полумили широкое распространение в машиностроительной промышленности. Доля станков с ЧПУ в производственных цехах непрерывно возрастает, поэтому задача повышения эффективности их использования является важной и актуальной.

В ряде случаев для повышения качества изделий используется изменение вдоль обрабатываемой поверхности различных режимных условий обработки. Например, изменение числа оборотов шпинделя с целью поддержания постоянной скорости резания при торцевом точении и точении поверхностей имеющих переменный диаметр, также в ряде учебников рекомендуется при точении сферических поверхностей изменять подачу режущего инструмента. К сожалению, следует отметить, что при назначении переменных режимов обработки чаще всего учитывается только один из целого ряда переменных факторов влияющих на ее результат, причем в большинстве случаев его учет идет в виде простого введения поправочных коэффициентов.

, «ч е ^

Целенаправленный системный анализ процесса резания позволил выделить ряд переменных по длине обработки факторов влияющих на качество изготовленной поверхности. К числу вышеуказанных факторов обработки относятся: изменение угла наклона обрабатываемой поверхности относительно оси детали (рис. 1), переменная толщина срезаемого слоя (если это предусмотрено технологией изготовления), нарастающий износ инструмента, разогрев резца и обрабатываемой заготовки, различие в жесткости системы резания на разнш^^аииил^Ю^дО^у

аемои

БИБЛИОТЕКА

поверхности. При этом наиболее правильным является комплексный учет всех вышеперечисленных факторов.

Рисунок 1. Изменение формы сечения среза при обработке криволинейной поверхности.

Вследствие наличия вышеуказанных переменных условий обработки при использовании фиксированного режима резания на отдельных участках обрабатываемой поверхности нагрузки на резец могут оказаться достаточно большими, что приведет к его быстрому изнашиванию, а на других участках резец будет использоваться недостаточно эффективно.

Для устранения проблем возникающих при обработке сложных поверхностей используются различные приемы, как правило, увеличивающие ее себестоимость, например, дополнительные проходы, обработка одной поверхности по частям и т.д. Также используются адаптивные системы, которые обладают определенными недостатками, главными из которых являются их высокая стоимость (сопоставимая со стоимостью металлорежущего станка), узкая специализация (как в смысле совместимости с оборудованием, так и в плане обеспечиваемых выходных характеристик), сложность наладки и обслуживания.

Анализ технической литературы показывает, что при эксплуатации отдельные участки одной и той же рабочей поверхности детали подвергаются различным физико-механическим и химическим воздействиям, влияющих на их долговечность. Это относится к цилиндрическим, сферическим и криволинейным поверхностям трения (подшипники скольжения, чашки дифференциала заднего моста автомобиля, кулачки распредвалов, рабочие поверхности зубьев и др.); к цилиндрам двигателей;, к-^линдричееким-и коническим подшипникам качения; к рабочим поверхно-

стям катания железнодорожных рельсов и колес; к резьбовым соединениям; к рабо-

иг-п*

чим поверхностям режущих и деформирующих инструментов и т.д. При этом переменными являются не только условия обработки, но и требования, предъявляемые к обработанной поверхности (и, следовательно, эта задача уже не может быть решена с применением адаптивных систем).

Одной из актуальных задач точения трудно обрабатываемых материалов является увеличение срока службы режущего инструмента с целью обработка всей поверхности детали за одну смену резца. В данном случае точение следует выполнять на режимах оптимальных по размерной стойкости инструмента, которые также является переменными по длине обработки.

Таким образом, путем назначения функционально изменяемых режимных условий обработки (скорости резания V, продольной йх и поперечной ву подач) можно не только решить вышеописанные задачи, но и за счет интенсификации режима резания, а также за счет получения заданных параметров качества обработанной поверхности без дополнительной обработки повысить технико-экономическую эффективность отдельных токарных операций. Повышение же технико-экономической эффективности и, следовательно, рентабельности производства является важнейшей задачей, стоящей перед современной промышленностью.

Цель работы. Повышение технико-экономической эффективности токарной обработки сложнопрофильных поверхностей деталей на станках с ЧПУ при условии обеспечения заданной размерной точности, точности формы профиля продольного сечения и шероховатости обработанных поверхностей путем научно обоснованного назначения на стадии технологической подготовки производства функционально изменяемого режима резания (V, я, /).

Задачи исследований.

1. Разработать методику научно обоснованного назначения оптимальных режимных условий обработки (V\ я, /), базирующуюся на аналитической модели процесса резания и обеспечивающую заданные показатели качества изготавливаемой детали при достижении максимальной технико-экономической эффективности анализируемой токарной операции.

2. Модернизировать математическую модель процесса резания с учетом изменяющихся в процессе точения технологических условий обработки (в том числе: нарастающего износа режущего инструмента, изменения угла наклона обрабатываемой поверхности к оси детали, диаметра обработки и т.д.).

3. Создать систему автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) для автоматизации расчета вышеуказанных оптимальных функционально изменяемых режимных условий обработки.

4. Осуществить производственные испытания разработанной САПР ТП на машиностроительных предприятиях с целью определения степени эффективности практического использования автоматизированной системы и достоверности математического обеспечения этой системы.

Методы исследований. Для решения указанных задач использовались основные положения теории резания материалов и теплофизики лезвийной обработки, методология полнофакторного планирования математических и реальных экспериментов, математические методы численного интегрирования и решения уравнений, современные методы оптимизации оценочных функции.

Экспериментальные исследования (проводимые для проверки степени достоверности полученной теоретическим путем аналитической методики назначения изменяемых режимов резания) выполнялись в лабораторных и производственных условиях с использованием современной высокоточной контрольно-измерительной аппаратуры.

Научная новизна.

1. Разработано математическое обеспечение оптимизационного назначения функционально изменяемого (вдоль обрабатываемой поверхности) режима резания (V, s, t) при комплексном учете нестационарных условий токарной обработки и обеспечении заданных показателей качества изготовляемых деталей.

2. Уточнена модель процесса точения, с учетом особенностей обработки слож-нопрофильных поверхностей деталей, в том числе изменения формы режущих кромок инструмента при нестационарном резании материалов.

Практическая ценность и реализация результатов. Решение поставленной в диссертационной работе задачи представляет не только научный, но и практический интерес, т.к. позволяет снизить себестоимость й повысить производительность токарной обработки без привлечения дополнительного оборудования.

Созданная на основе вышеуказанной математической модели САПР ТП "Verwaltung" успешно прошла испытания в лабораториях кафедры, а также в производственных условиях на ОАО "Автодизель" (Ярославский моторный завод), подтвердила свою работоспособность и высокую технико-экономическую эффективность

практического использования, доказала достоверность исходного математического и алгоритмического обеспечения, что позволяет рекомендовать данную САПР ТП для широкого использования на машиностроительных предприятиях.

Представленные в работе исследования выполнялись по гранту «Комплексная математическая модель процессов износа инструментов при резании материалов на основе анализа термомеханических явлений методами теории подобия» (МВТУ им. Н.Э. Баумана - РГАТА, № гос. регистрации 01.9.80 006639), а также в рамках кафедральной госбюджетной темы «Исследование физики контактных явлений и износа в условиях высоких температур, удельных давлений и скоростей относительного перемещения» (§53 (68-01)).

Научная и практическая значимость выполненной работы подтверждена серебряной медалью и дипломом П-го Московского международного салона инноваций и инвестиций (2002 г.), а также дипломом VII-ой Международной выставки-конгресса "Высокие технологии. Инновации. Инвестиции" (Санкт-Петербург, 2002).

Апробация работы. Основные положения работы апробированы на 7 Международных и 5 Всероссийских научно-технических конференциях (см. список опубликованных работ), а также на 4 научно-технических выставках, в том числе 3-х Международных:

- Н-ой Московский международный салон инноваций и инвестиций, февраль 2002 г.;

- VII Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации.

Инвестиции», Санкт-Петербург, июнь 2002 г.;

- Российско-Австрийская ярмарке-презентации технологий для автомобильной промышленности, Москва, май 2002 г.

Результаты работы докладывались на научно-методических семинарах кафедры "Станки и инструмент" (РГАТА), Международной НТК "Сертификация и управления качеством продукции" (Брянск, БГТУ, 21-22 мая 2002 г.), а также на научно-технических конференциях студентов и молодых ученых РГАТА.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликована 21 научная работа.

Структура и объем диссертации. Работа содержит 169 страницы текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников (128 наименований).

Приложения к работе содержит описание САПР ТП "Verwaltung" разработанной с целью автоматизации процесса расчета функционально изменяемых режимных условий обработки (V, s, t), таблицы с коэффициентами, входящими в аналитические зависимости, акты производственных испытаний и внедрения данной САПР ТП.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и сформулирована ее цель.

Первая глава содержит обзор отечественных и зарубежных работ посвященных влиянию параметров качества поверхностей на различные эксплуатационные свойства деталей машин: износоустойчивость поверхностей трущейся пары, величину сопротивления усталостному разрушению, коррозионную стойкость деталей, качество сопряжений, прочность соединений с натягом, контактную жесткость, и прочие. Из проведенного анализа следует, что шероховатость, размерная точность и точность профиля обработанной поверхности оказывают существенное влияние на трудоемкость сборки и качество изготовляемых изделий (раздел 1.1).

Далее рассматривается вопрос о том, как получить заданные параметры качества поверхностного слоя и точности обработки детали. Одним из возможных способов достижения данной цели, как следует из обзора литературных источников (раздел 1.2), является целенаправленное управление выходными характеристиками процесса точения путем назначения режимов резания рассчитанных на основе достоверной и надежной методологии.

В разделе 1.3 рассмотрено состояние вопроса, связанного с назначением режимов обработки деталей резанием, обеспечивающих требуемые точность изготовления и качество поверхностного слоя. Был проанализирован ряд отечественных и зарубежных автоматизированных систем назначения режимных условий обработки, отмечены их достоинства и недостатки. В результате установлено, что все имеющиеся методики и созданные на их основе САПР ТП, либо в недостаточной мере учитывают влияние переменных условий обработки на выходные характеристики, либо пытаются решить задачу учета переменных условий обработки путем использования адаптивных систем, которые, как указывалось выше, обладают рядом существенных недостатков.

На основе проведенного анализа были сформулированы задачи диссертационной работы, а также определена ее научная новизна (раздел 1.4).

Вторая глава диссертационной работы начинается с анализа процесса точения, результатом которого является классификация различных технологических условий обработки, являющихся переменными по длине обрабатываемой поверхности и оказывающие существенное влияние на выходные характеристики процесса обработки. К числу этих факторов относятся: поверхности сложного профиля, переменная по длине обрабатываемого участка величина припуска, разогрев обрабатываемой заготовки и режущего инструмента, нарастающий износ режущего инструмента, изменение жесткости технологической системы резания по длине обрабатываемого участка. Факторы, являющиеся переменными по длине обрабатываемой поверхности, а также их влияние на выходные характеристики процесса точения подробно рассмотрены в разделах 2.1 и 2.2.

Далее, в разделе 2.3, сформулированы основные принципы, положенные в основу методики назначения функционально изменяемого режима резания (V, я, с учетом вышеуказанных переменных условий. Коротко их можно сформулировать следующим образом (в виде пошагового описания алгоритма).

1. Условно разбиваем весь обрабатываемый участок заготовки (длиной Г) на т зон обработки длиной /д с соответствующих выделением на границах этих зон т + 1 «базовых» точек (рис. 2). Под зоной здесь и далее понимается некоторая выделенная часть обрабатываемого участка. Для уменьшения объема выполняемых вычислений может быть предложено использование разбиения на зоны, размер которых зависит от с!"(х), 1'(х), или от (с1(х) - 1(х))' - в зависимости от того, какая из величин в данный момент меняется более интенсивно.

2. Рассчитаем состояние системы в текущий момент времени, т.е. в момент времени соответствующий обработке заготовки в окрестностях текущей базовой точки (в начальный момент времени это точка с координатой Хо).

3. Рассчитав ожидаемую величину отклонения Д./ в точке 1-1, произведем коррекцию координаты у,./, или, иначе говоря, глубины резания г

У1-1 =У(П-1+Д;-1, (1)

где у,./ - окончательное значение координаты у в точке ¡-1;

у о п - значение координаты у в точке 1-1 без учета поправки на отклонение

размера от заданной величины. Значение величины у, - будет получено при следующей итерации.

Хю Хт-1 Хз X] Хц

Рисунок 2. Разбиение обрабатываемого участка заготовки на т зон

4. Зная условия обработки в исходной точке, и, считая их неизменными при обработке всей зоны рассматриваемой в данный момент, определим оптимальные с точки зрения выбранного критерия (минимизация себестоимости или увеличение производительности технологической операции) скорость резания V и продольную подачу режущего инструмента зх в пределах рассматриваемой зоны. В процедуре условного оптимизационного поиска использовался метод нежесткого допуска, использующий метод деформируемого многогранника в качестве метода безусловной оптимизации.

5. Зная состояние системы резания в начальной точке рассматриваемой зоны и режим резания (V, Яу) используемый при обработке этой зоны произведем учет износа режущего инструмента, температурный разогрев резца и заготовки за время, потраченное на обработку зону. Время резания тр„т необходимое для осуществления процесса точения ¡-ой зоны обрабатываемого участка заготовки, составляет следующую величину

tt-(d(x)-2-t(x)) V(x)-sx(x)-103

TP«(i) ~

•dx

(2)

Аналогичным образом, через формулы интегрального вида рассчитывается пройденный резцом путь и ряд других величин.

I ,

6. В случае если мы не достигли конца обрабатываемого участка, то возвращаемся к пункту 2 и выполняем те же самые действия (п.п. 2-6) для следующей зоны, для последней точки выполняются только пункты 2 и 3.

В результате этого расчета мы получим таблично заданные функции скорости резания V и подачи инструмента э от текущей координаты резца (в случае если требуется представить эти зависимости в виде уравнения, может быть выполнена аппроксимация).

В данной главе вводится понятие модели оптимизируемой системы, которой является система резания, и приводятся требования, предъявляемые к данной модели исходя из постановки задачи расчетного назначения оптимальных режимных условий и выбранного метода оптимизации.

В третьей главе, исходя из предъявленных к модели оптимизируемой системы требований, был выполнен анализ существующих автоматизированных систем проектирования операций лезвийной обработки. Проведенный анализ свидетельствует, что эти системы базируются, как правило, на табличных зависимостях или эмпирических зависимостях следующего вида

другие выходные характеристики процесса обработки;

Ср - коэффициенты, зависящие от прочностных свойств обрабатываемого материала;

кр, хр, ур, пр - фиксированные коэффициенты, характеризующие степень влияния различных условий обработки.

Функциональные зависимости, аналогичные уравнению (3), получены на основе проведения однофакторных экспериментальных исследований и не учитывают

взаимовлияние переменных условий обработки, что значительно снижает достоверность этих зависимостей и ограничивает область их практического использования.

В связи с этим, вышеуказанные эмпирические зависимости (3), становятся непригодными для создания современных САПР ТП и должны быть заменены, на более совершенные и достоверные аналитические зависимости. Такие аналитические зависимости созданы в последние годы творческими коллективами ученых отечественных ВУЗов и НИИ. Однако широкое использование данных аналитических выражений в САПР ТП ограничивает то обстоятельство, что они не имеют единой структуры построения, разнотипны и разнохарактерны, включают в себя слишком большое количество физико-механических и теплофизических свойств обрабатываемых и инструментальных материалов, а также других параметров, определение которых связано с проведением дополнительных длительных вычислений.

Поэтому в данной работе было решено использовать аналитические выражения, полученные представленным на рис. 3 способом.

Как известно, выходные характеристики процесса резания на оптимальной по размерной стойкости инструмента скорости резания У0 имеют экстремальное значение или меняют интенсивность своего изменения, поэтому для представления различных выходных характеристик была использована представленная ниже типовая форма (4)

Р. м к ( Б"|

Р!(о) Л)

к = т при 0,5-Уо<У<Уо; к = п при У0<У<2-Уа-

где Р„ Р,[а) - значения выходной характеристики токарной обработки материала на произвольной (У, м/с) и оптимальной по размерной стойкости инструмента (Уо, м/с) скоростях резания;

т, п - степенные коэффициенты критериального типа, рассчитываемые по ниже приведенным формулам;

Б, Б0 — критерии подобия (идентичные критерию Пекле), характеризующие технологические (и, прежде всего, режимные) условия осуществления процесса резания на скоростях V и У0;

Научно обоснованная математическая модель выходной характеристик процесса резания Ф/

I

Аппроксимационная обработка анализируемой модели выходной характеристики процесса резания методом полного факторного планирования математического эксперимента.

Ф1 —> Л _

шииивиинмнщиимщии щ иии—ишия

Типовая (унифицированная) форма представления анализируемой выходной характеристики процесса резания ^

Рисунок 3. Схема получения типовой формы представления различных выходных характеристик

Параметр Р1(о), входящий в выражение (4), определяется по выражению (5), получаемому путем аппроксимационной обработки результатов математического моделирования процессов резания, а также экспериментальных данных.

РК„) = А]Р> Д. Г", (1 + 5туд), зтад,

(1 + 0,1 • И), (1 + 2 • Ю-5 • • Ксотс(Р0 • К№) , (5)

где Е, Д Г", И, Да - безразмерные комплексы критериального вида, характеризующие технологические условия осуществления процесса резания;

Ар, Ад - коэффициенты теплопроводности инструментального и обрабатываемого материалов, Вт / (м-К);

¡о - физико-механическая характеристика обрабатываемого материала, представляющая собой угол между направлением действия силы стружкооб-разования и условной плоскостью сдвига,

Для упрощения записи аппроксимационных выражений использоваться функция АБ определяемая следующим образом:

АР(Х|,Х2,Х3,...)Хк) = 1с0.ПХ;с' ; '(6)

C^k.+ fkg-lgiXj),

j=i + I

где ко, k„ к,j - аппроксимационные коэффициенты, зависящие от вычисляемой характеристики процесса резания Fl(0), а также от анализируемых групп обрабатываемых и инструментальных материалов.

Значения вышеуказанных коэффициентов Kconc(Fl), К^, а также показателей степени т, п определяются по выражениям, аналогичным выражению (5).

Температурное удлинение инструмента и расширение обрабатываемой заготовки, укорочение инструмента вследствие износа, изменение диаметра обработки и жесткости системы резания, изменение величины припуска учитываются непосредственно путем использования в вышеприведенных формулах значений соответствующих условиям обработки в текущей зоне.

С целью учета влияния изменяющегося угла наклона обрабатываемой поверхности iff (рис. 1) и нарастающего износа режущего инструмента на параметры сечения среза и угол схода стружки, были разработаны с использованием методики полнофакторного эксперимента следующие аналитические зависимости:

a,,b, = AF[s, t, 1 + г, 1 + hr, sin ф, эшф,, cos уд, cos Я, 1 + sinvj/], (7)

г| = AF[s,t,l + r,l + hr,sin9,sin9,,cosya,cos^,l + sin\|/]-45. (8)

Аппроксимационные коэффициенты (см. формулу (б)) для аналитических зависимостей (7) - (8) рассчитаны с учетом широких диапазонов изменения условий обработки и геометрии режущего инструмента (s= 0.05..0.4 мм/об; t= 0.5..3 мм; г= 0..2мм; hr= 0..0.5мм; у= -10°.10° Л= -10°. 10°) и приводятся в приложении 2 диссертационной работы.

При изменении угла v|/ меняется не только форма сечения среза, но и участки режущих поверхностей участвующие в обработке и соответственно изнашивающиеся. Аналитические выражения (7) - (8) не учитывают этого обстоятельства и могут быть рекомендованы для использования при отсутствии изменения угла у/ (например, при обработке конических поверхностей) или тогда, когда влияние формы лезвия изношенного резца не оказывает существенного влияния на результат обработки (например, если мы считаем, что разнохарактерные воздействия будут компенсировать друг друга).

Когда ведется обработка особо ответственных деталей, учет влияния изменяющегося со временем угла у на форму изношенного лезвия режущего инструмента может быть выполнен путем моделирования нарастания износа. Для этого разработана специальная методика, также описанная в главе 3. При этом поверхность резца разделяется на большое количество участков и нарастание износа моделируется для каждого участка отделено. Пример моделирования приведен на рис. 4.

Рисунок 4. Моделирование износа резца при точении сферической поверхности

Влияние угла y/w износа режущего инструмента на другие выходные характеристики процесса токарной обработки выполнено за счет использования при их расчете критериев подобия Е, Д И, Да (зависящих от а/, bj) и угла схода стружки.

Четвертая глава посвящена экспериментальной и практической (в заводских условиях) проверке САПР ТП "Verwaltung" разработанной на основе предлагаемой в данной работе методики.

Как показывают приведенные в данной главе результаты лабораторных и производственных испытаний САПР ТП "VERWALTUNG", применение данной системы позволяет за счет научно-обоснованного функционального изменения режима резания снизить погрешность формы обработанных сложнопрофильных поверхностей, повысить размерную точность и получить заданные характеристики качества поверхностного слоя деталей при продольном точении на станках с ЧПУ по сравнению с обработкой анализируемых поверхностей в тех же технологических условиях, но при фиксированном режиме резания.

Кроме получения фиксированных выходных характеристик разработанный математический аппарат позволяет получать и значения выходных характеристик изменяемых по заранее заданному закону, что может значительно повысить срок службы и надежность изготовленных деталей.

Как свидетельствует опыт использования разработанной САПР ТП на ОАО "Автодизель" (ЯМЗ), применение функционально изменяющегося (вдоль обрабаты-

ваемой поверхности заготовки) режима резания позволяет в ряде случаев устранить необходимость выполнения операций шлифования или значительно уменьшить трудозатраты и материальные потери на эти отделочные операции, благодаря чему достигается повышение производительности труда в сфере производства и снижение себестоимости изготовляемой продукции.

Интенсификация режима резания, за счет оптимального выбора закона изменил, также позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимости технологического процесса.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе анализа физико-механических и теплофизических явлений, сопровождающих процесс лезвийной обработки материалов, модернизирована методология определения основных технико-технологических и технико-экономических выходных характеристик токарной обработки сложнопрофильных и конусообразных поверхностей, в том числе:

- разработаны аналитические зависимости для расчета толщины ¿>/ и ширины а/ среза, а также угла схода стружки Т] с учетом угла наклона обрабатываемой поверхности к оси детали ц/(рис. 1) и износа режущего инструмента;

- разработана методика моделирования износа резца при изменении угаа у/, позволяющая учитывать неравномерность износа различных участков режущих кромок при расчете параметров сечения среза и угаа схода стружки;

- учтено влияние угла у/ и неравномерность износа различных участков режущих кромок на различные выходных характеристики, за счет использования при их расчете критериев подобия Е, Д И, Да (зависящих от параметров сечения среза), и угла схода стружки.

2. Используя вышеуказанную модернизированную методологию определения основных выходных характеристик, разработано математическое обеспечение, позволяющее осуществить оптимизационный выбор изменяющихся по длине обработки режимных условий резания (V, 5, () с целью повышения технико-экономической эффективности процесса точения (снижения себестоимость, повышения произво-

дительности технологической операции или увеличения размерной стойкости режущего инструмента) с учетом:

- обеспечения заданных (фиксированных или изменяющихся по заданному закону вдоль обрабатываемой поверхности) значений шероховатости, размерной точности и точности формы профиля продольного сечения обработанной поверхности;

- диаметра обработки и угла щ вдоль обрабатываемой поверхности (при точении сложнопрофильных и конусообразных поверхностей)-,

- нарастающего износа режущего инструмента;

- переменной вдоль обрабатываемой поверхности жесткости системы резания; ^ - переменной величины припуска оставленного на токарную обработку;

- температурного удлинения используемого резца и расширения обрабатываемой заготовки.

3. На основе проведенных научных исследований разработана САПР ТП «VERWALTUNG», позволяющая определить наиболее эффективные (с точки зрения технико-экономических показателей обработки), функционально изменяемые режимные условия (V, s* sy) точения деталей на станках с ЧПУ. САПР ТП также подготавливает подпрограмму обработки анализируемой поверхности для УЧПУ станка.

4. Применение САПР ТП «VERWALTUNG» на ОАО «Автодизель» (ЯМЗ), позволило снизить себестоимость отдельных токарных операций на 15-20% и повысить их производительность до 20-25% за счет интенсификации режимов резания.

В результате использования функционально изменяемых режимных условий в ряде случаев удалось повысить размерную точность и снизить шероховатость обработанных поверхностей, вследствие чего устранена необходимость дополнительной технологической обработки этих поверхностей, что привело к снижению себестоимости изготовления деталей в целом.

Результаты экспериментальной проверки и производственных испытаний подтвердили работоспособность САПР ТП «VERWALTUNG» и достоверность ее математического обеспечения, что позволяет рекомендовать данную САПР ТП для широкого практического использования на стадии технологической подготовки производства.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В РАБОТАХ

1. Емельянов Ю.В. Прогнозирование точности обработки и характеристик качества поверхностного слоя, формируемого в процессе резания при помощи современных вычислительных средств: Тезисы докладов 29-ых Гагаринских чтений/ МАТИ. - Москва, 2003.

2. Емельянов Ю.В. Управление качеством токарной обработки деталей на станках с ЧПУ путем назначения функционально изменяемых режимов резания: Тезисы докладов 29-ых Гагаринских чтений/ МАТИ. - Москва, 2003

3. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. Автоматизированное прогнозирование показателей качества изготовляемой продукции с учетом изменяющихся технологических условий обработки / Сертификация и управление качеством продукции: Тезисы докладов II Международной НТК / БГТУ. - Брянск, 2002

4. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. Научно обоснованное прогнозирование выходных характеристик процессов резания с учетом изменяющихся технологических условий обработки / Аэрокосмические технологии и образование на рубеже веков: Тезисы докладов Всероссийской НТК / РГАТА. - Рыбинск, 2002

5. Козлов В.А., Емельянов Ю.В., Смирнов Ф.В. Автоматизированные системы технологической подготовки производства/ Рекламно-информационный буклет II Московского международного салона инвестиций и инноваций/-Москва, 2002

6. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. САПР ТП для определения выходных характеристик токарной обработки материалов с учетом динамически нарастающего износа / Физика, химия и механика трибосистем: научно-технический сборник трудов/ ИвГУ. - Иваново, 2002

7. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. Автоматизированная система динамической оптимизации режимов резания при точении деталей на станках с ЧПУ/ Системный анализ. Теория и практика: Сборник научных статей / КГТУ. — Кострома, 2001

8. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. Автоматизированное прогнозирование выходных характеристик лезвийной обработки материалов / Математическое моделирование физических, технических, социальных систем и процессов Тезисы докладов IV Международной НТК/ УГУ. - Ульяновск, 2001

9. Козлов В.А., Емельянов Ю.В. Динамическая оптимизация режимов резания на основе математического моделирования процессов лезвийной обработки материалов / Математическое моделирование физических, технических, социальных систем и процессов Тезисы докладов IV Международной НТК/ УГУ. - Ульяновск, 2001

Ю.Силин С.С., Козлов В.А., Емельянов Ю.В., Смирнов Ф.В. Комплексная математическая модель процесса износа инструмента при резании материалов на основе анализа термомеханических явлений методами теории подобия: Заключительный отчет по НИР. № гос. регистрации 01.9.80006639. - РГАТА, Рыбинск, 2000. - 189с.

Всего по теме диссертации опубликована 21 печатная работа.

Зав. РИО М.А. Салкова

Подписано в печать 14.08.2003 Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100. Заказ 162.

Множительная лаборатория РГАТА 152934, Рыбинск, ул. Пушкина, 53

М1Ы5 5

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ВОПРОСОВ, СВЯЗАННЫХ С УПРАВЛЕНИЕМ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

ДЕТАЛЕЙ МАШИН.

1.1 Влияние параметров, характеризующих качество обработки поверхностей, на эксплуатационные свойства деталей машин.

1.2 Влияние режима резания, на показатели характеризующие шероховатость, размерную точность и точность профиля обработанной поверхности.

1.3 Состояние вопроса назначения режима обработки деталей резанием, обеспечивающих требуемые показатели качества обработанной поверхности.

1.4 Задачи исследования и научная новизна работы.

Выводы по главе 1.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ С УЧЕТОМ ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ.

2.1 Технологические факторы, влияющие на выходные характеристики токарной обработки заготовок сложной конфигурации с переменным припуском.

2.2 Технологические факторы, влияющие на выходные характеристики токарной обработки заготовок независимо от их конфигурации.

2.3 Принципы моделирования процесса точения с учетом изменяющихся условий обработки.

Выводы по главе 2.

3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ.

3.1 Методология аналитического определения выходных характеристик процесса лезвийной обработки материалов.

3.2 Аналитическое определение жесткости технологической системы при осуществлении процесса точения.

3.2.1 Определение статистической жесткости технологической системы при осуществлении процесса точения.

3.2.2 Определение коэффициента динамичности технологической системы в анализируемых условиях токарной обработки

3.3 Определение параметров сечения среза, угла схода стружки и действительных углов режущего инструмента при несвободном резании материалов.

3.3.1 Определение параметров сечения среза и угла схода стружки при несвободном резании материалов.

3.3.2 Определение действительных значений переднего и заднего углов режущего инструмента при несвободном резании материалов.

3.4 Расчет критериальных комплексов Е, Д Г", И, Да, Nu, ББс, Б0(сотс) и определение оптимальной по размерной стойкости инструмента скорости резания VQ.

3.4.1 Определение критерия Нуссельта.

3.4.2 Определение критерия подобия Б0.

3.5 Аналитическое определение температурно-силовых характеристик процесса токарной обработки материалов.

3.5.1 Определение составляющих силы резания Р^о), Pz(o).

3.5.2 Определение температуры резания <ЭР.

3.6 Аналитическое определение параметров износа и периода стойкости режущего инструмента.

3.6.1 Относительный линейный износ режущего инструмента h0Jl

3.6.2 Расчет критического износа режущего инструмента h3(Kp).

3.6.3 Определение критического периода стойкости режущего инструмента

3.6.4 Определение коэффициента пропорциональности К между характеристиками износа h3 и hr.

3.7 Аналитическое определение размерной точности и шероховатости обработанной поверхности.

3.7.1 Математическая модель суммарной погрешности токарной обработки деталей.

3.7.2 Аналитическое определение параметров шероховатости поверхностного слоя, формируемого при токарной обработке.

Выводы по главе 3.

4. АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ ВЫХОДНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ И СОЗДАННОЙ НА ЕЕ ОСНОВЕ САПР ТП.

4.1 Расчетная проверка сходимости и надежности разработанной методики.

4.2 Экспериментальная проверка разработанной методики.

4.3 Апробация и использование разработанной САПР ТП в производственных условиях.

Выводы по главе 4.

В настоящее время до 75% предприятий отечественного машиностроения выпускают продукцию, которая по своему характеру является серийной и мелкосерийной [1-4]. Ежегодно на каждом из таких предприятий выполняются десятки и сотни заказов на новые изделия, при этом номенклатура деталей, входящих в отдельные новые изделия, достигает 150 тысяч наименований и более.

Следует также отметить, что конкурентоспособность любого предприятия, независимо от формы собственности и размеров, зависит в первую очередь от качества его продукции и соответствия ее цены с предлагаемым качеством.

В этих условиях успех производителя зависит от скорости его адекватной реакции на запрос потребителя. Производителю необходимо сократить время подготовки к выпуску намеченной продукции, одновременно обеспечив ее высокое качество и низкую себестоимость технологического процесса.

Постоянно возрастающая номенклатура выпускаемых изделий с одновременным усложнением их конструкции и технологии изготовления вызывают необходимость использования для механической обработки этих изделий станков с ЧПУ, т. к. в условиях серийного и мелкосерийного машиностроительного производства именно станки с ЧПУ позволяют быстро перейти на выпуск новой продукции или её модернизацию при одновременном повышении производительности труда и снижении себестоимости производственного процесса.

Так как в отечественном машиностроении наиболее распространенным видом механообработки является процесс точения, то, учитывая вышеизложенные обстоятельства и тенденции, можно констатировать, что проблема научно обоснованного выбора наиболее рациональных технологических условий осуществления токарной обработки деталей машин и механизмов на станках с ЧПУ, обеспечивающих повышение точности и качества поверхностного слоя этих деталей при одновременном повышении технико-экономических показателей производства, является важной и актуальной, представляющей не только научный, но и значительный практический интерес. Российскими и зарубежными учеными достигнуты значительные успехи в данной области, однако некоторые аспекты теории и практики назначения рациональных технологических условий токарной обработки деталей требует дальнейшего рассмотрения.

В частности, это относится к обработке сложнопрофильных поверхностей, являющейся частным случаем нестационарных процессов резания. Интерес к указанной проблеме со стороны инженерно-технических работников предприятий неслучаен, так как, судя по результатам теоретико-экспериментальных исследований, проведенных в последние годы, здесь заложен мощный, но недостаточно используемый резерв дальнейшего повышения рентабельности машиностроительного производства.

Исследования и практический опыт авторитетных ученых свидетельствуют об изменении параметров процесса резания непосредственно во время механической обработки [8-10]. Причинами нестабильности процесса резания являются нарастающий во времени износ резца, изменение действительных геометрических параметров инструмента, диаметра обработки, жесткости системы резания вдоль обрабатываемой поверхности и др. Таким образом, постоянные режимные условия не могут являться оптимальными на протяжении всей обработки анализируемой поверхности при нестационарных процессах резания.

В настоящее время задача повышения технико-экономической эффективности нестационарных процессов резания решается одним из перечисленных ниже способов:

- назначением переменных режимных условий обработки с использованием эмпирических методик и методик, учитывающих только один переменный параметр;

- путем использования узкоспециализированных станков {например, сферотокарных) или приспособлений {например, поворотный суппорт);

- использованием систем адаптивного управления процессом резания. К сожалению, все упомянутые способы не лишены существенных недостатков.

При использовании эмпирических методик назначением переменных режимных условий обработки отсутствует комплексный учет переменных параметров {как правило, учитывается только один). Кроме того, использование зависимостей упрощенного вида, может приводить к снижению достоверности расчета режимов резания.

Специализированные станки и приспособления обеспечивают постоянство некоторых параметров. Например, жесткости детали {люнет), угла между осью резца и касательной к обрабатываемой поверхности {сферо-токарные станки и поворотный суппорт) и т.д. Однако они не обеспечивается постоянства прочих переменных параметров, применительно к обработке сложнопрофильных поверхностей часто являются узкоспециализированными и требуют дополнительных капиталовложений.

В настоящее время создано большое количество системы адаптивного управления {САУ), существенно отличающихся друг от друга [5-16]. Динамическое изменение режимных условий обработки в САУ происходит на основе постоянного мониторинга процесса резания, что позволяет учитывать даже те факторы, которые является неизвестными на этапе технической подготовки производства (Г/777). Это является существенным плюсом по сравнению с методиками назначении режимов резания на стадии ТПП, основываясь исключительно на информации полученной до начала обработки.

В то же время, несмотря на определенные преимущества систем адаптивного управления процессом резания, существует и ряд недостатков, значительно ограничивающих возможность их широкого практического использования в сфере машиностроительного производства. Основной недостаток заключается в высокой стоимости данных систем, сопоставимой со стоимостью металлорежущего оборудования, на котором устанавливаются указанные системы. Кроме того, как указывалось выше, созданы и продолжают создаваться новые САУ существенно отличающиеся друг от друга, что свидетельствует об их узкой специализации.

Другими недостатками адаптивных систем управления являются сложность их технического обслуживания, а также длительный процесс отладки и настройки этих систем, приводящий к увеличению времени технологической подготовки производства новой и модернизируемой продукции. Установка контрольно-измерительной аппаратуры на станке приводит к снижению жесткости технологической системы и к увеличению уровня вибраций.

Еще одним недостатком САУ является отсутствие возможности использования сложного математического аппарата и современных аналитических зависимостей из-за ограничения времени отклика, что снижает достоверность расчетов.

Использование САУ является экономическим обоснованным только в случае если априорной информации об управляемом процессе токарной обработкой (то есть информации имеющейся на стадии ТПП) недостаточно для обеспечения заданных характеристик качества обработанной поверхности.

В связи с этим наиболее перспективным способом решения указанной проблемы является научно обоснованное назначение переменных режимных условий резания на стадии ТПП при комплексном учете всех переменных параметров процесса точения. Такой подход позволит совместить высокое качество обработки, достигаемого при применении САУ, с низкой себестоимостью и быстротой технологической подготовки производства. Кроме того, поскольку режимы резания, расход инструмента и результаты обработки известны на стадии ТПП, это позволяет точнее планировать осуществление производственного процесса, что также приводит к повышению экономической эффективности производства.

Указанный способ решения проблемы возможен только при наличии соответствующих аналитических методик {теоретического или теоретико-экспериментального характера), позволяющих определять выходные характеристики механической обработки материалов расчетным путем без проведения каких-либо дополнительных {как правило, дорогостоящих, длительных и трудоемких) экспериментальных исследований. Создание такого рода методики, основанной на аналитической модели процесса резания, является сложнейшей научно-прикладной задачей, ввиду значительной сложности самой технологической системы и протекающих в ней процессов.

В настоящее время, как в нашей стране, так и за рубежом опубликовано большое количество работ по проблеме аналитического определения параметров качества поверхностей изготовляемой детали при осуществлении различных видов механической обработки. Среди этих работ следует особо отметить широко известные монографии Балакшина Б.С., Колева К.С., Корсакова К.В., Соколовского А.П., Маталина А.А., Базрова Б.М., Безъязычного В.Ф., Суслова А.Г. и др. [17-30]. Благодаря достижениям в области теории и практики обработки материалов резанием, задача создания и применения на практике надежной и точной аналитической модели процесса резания становится не только возможной, но и достаточно актуальной [30-34].

Учитывая вышеизложенное сформулирована цель диссертационной работы: повышение технико-экономической эффективности токарной обработки сложнопрофильных поверхностей деталей на станках с ЧПУ при условии обеспечения заданной размерной точности, точности формы профиля продольного сечения и шероховатости обработанных поверхностей путем научно обоснованного назначения на стадии технологической подготовки производства функционально изменяемого режима резания (V, s, t).

Отличительными особенностями данной исследовательской работы являются: во-первых, управление выходными параметрами обработки без применения САУ, в том числе при обработке деталей имеющих сложный профиль обрабатываемой поверхности и переменную величину припуска; во-вторых, возможность поддержания постоянных выходных характеристик процесса механической обработки, а также получение перечисленных характеристик, изменяющихся по заданному закону.

В работе [9] рассматривается назначение режимных условий обработки на стадии ТПП при помощи использования вариационного исчисления. Однако такой подход связан с рядом сложностей. В первую очередь следует отметить отсутствие возможности использования ограничений в виде неравенств, на что указывает даже автор данной работы. Во-вторых, затруднено использование кусочно-заданных аналитических зависимостей. В-третьих, отсутствует возможность использования зависимостей заданных не в виде функций (например, изменение отдельных параметров могут быть заданы в виде некоторой модели).

В связи с этим выбор режимных условий резания производится в ходе поэтапного моделирования процесса точения. С этой целью обрабатываемый участок разбивается на ряд зон {их количество выбирается исходя из требования достижения высокой точности выполняемого прогноза). Моделирование токарной обработки позволяет точнее учесть особенности нестационарных процессов резания (в том числе и износа режущего инструмента) при нестационарном процессе резания и также является отличительной особенностью данной диссертационной работы.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе анализа физико-механических и теплофизических явлений, сопровождающих процесс лезвийной обработки материалов, модернизирована методология определения основных технико-технологических и технико-экономических выходных характеристик токарной обработки сложнопрофильных и конусообразных поверхностей, в том числе:

- разработаны аналитические зависимости для расчета толщины Ъ j и ширины а/ среза, а также угла схода стружки г] с учетом угла наклона обрабатываемой поверхности к оси детали у/{рис. 3.8) и износа режущего инструмента;

- разработана методика моделирования износа резца при изменении угла у/, позволяющая учитывать неравномерность износа различных участков режущих кромок при расчете параметров сечения среза и угла схода стружки;

- учтено влияние угла у/ и неравномерность износа различных участков режущих кромок на различные выходных характеристики, за счет использования при их расчете критериев подобия Е, Д, И, Да (зависящих от параметров сечения среза), и угла схода стружки.

Данная модернизация позволила повысить точность расчета выходных характеристик токарной обработки сложнопрофильных и конусообразных поверхностей за счет учета вышеописанных факторов.

2. Используя вышеуказанную модернизированную методологию определения основных выходных характеристик, разработано математическое обеспечение, позволяющее осуществить оптимизационный выбор изменяющихся по длине обработки режимных условий резания (V, s, t) с целью повышения технико-экономической эффективности процесса точения (снижения себестоимость, повышения производительности технологической операции или увеличения размерной стойкости режущего инструмента) с учетом:

- обеспечения заданных (фиксированных или изменяющихся по заданному закону вдоль обрабатываемой поверхности) значений шероховатости, размерной точности и точности формы профиля продольного сечения обработанной поверхности; диаметра обработки и угла щ вдоль обрабатываемой поверхности (при точении сложнопрофильных и конусообразных поверхностей); нарастающего износа режущего инструмента; переменной вдоль обрабатываемой поверхности жесткости системы резания; переменной величины припуска оставленного на токарную обработку; температурного удлинения используемого резца и расширения обрабатываемой заготовки.

3. На основе проведенных научных исследований разработана САПР ТП «VERWALTUNG», позволяющая определить наиболее эффективные (с точки зрения технико-экономических показателей обработки), функционально изменяемые режимные условия (V, sx, sy) точения деталей на станках с ЧПУ. САПР ТП также подготавливает подпрограмму обработки анализируемой поверхности для УЧПУ станка (в программу заложено 8 типов УЧПУ).

4. Применение САПР ТП «VERWALTUNG» на ОАО «Автодизель» (ЯМЗ), позволило снизить себестоимость отдельных токарных операций на 15-20% и повысить их производительность до 20-25% за счет интенсификации режимов резания.

В результате использования функционально изменяемых режимных условий в ряде случаев удалось повысить размерную точность и снизить шероховатость обработанных поверхностей, вследствие чего устранена необходимость дополнительной технологической обработки этих поверхностей, что привело к снижению себестоимости изготовления деталей в целом.

Результаты экспериментальной проверки и производственных испытаний подтвердили работоспособность САПР ТП «VERWALTUNG» и достоверность ее математического обеспечения, что позволяет рекомендовать данную САПР ТП для широкого практического использования на стадии технологической подготовки производства.

1. Система автоматизированного проектирования. В 9-ти книгах. Кн.6. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования: Учебное пособие для вузов/ Н.М. Капустин, Г.Н. Васильев; Под ред. И.П. Норенкова. -М.: Высшая школа, 1986. 191 с.

2. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства/ Под ред. Н.М. Капустина. М.: Машиностроение, 1979. - 247 с.

3. Капустин Н.М. Разработка технологических процессов обработки ЭВМ. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

4. Горанский Г.К., Бендерова Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение, 1981. - 455 с.

5. Грачев Л.Н., Гиндин Д.Е. Автоматизированные участки для точной размерной обработки деталей. М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

6. Соломенцев Ю.М., Сосонькин В.Л. Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988. — 352 с.

7. Адаптивное управление технологическими процессами/ Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П. Протопопов и др. М.: Машиностроение, 1980. - 536 с.

8. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. — М.: Машиностроение, 1989. 296 с.

9. Тверской М.М. Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках. М.: Машиностроение, 1982. - 208 с.

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

11. Аршанский М.М., Щербаков В.П. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках. — М.: Машиностроение, 1988. 136 с.

12. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущих станках. — JL: Машиностроение, 1982. — 184 с.

13. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью металлообработки. — JL: Машиностроение, 1973. 176 с.

14. Солод В.И. и др. Унифицированные системы автоматического управления резанием. — М.: Машиностроение, 1975. — 162 с.

15. Палк К.И. Системы управления механической обработкой на станках. Л.: Машиностроение, Ленигр. отд-ние, 1984. — 215с.

16. Макаров В.Н. Исследование систем автоматического управления режимами резания и нарезания резьбы на токарных станках с ЧПУ мод. АТПр-2М12У в цеховых условиях. / Отчет о НИР. Рыбинск,1976.-73 с.

17. Балакшин B.C. Основы технологии машиностроения. — М.: Машиностроение, 1969. 72 с.

18. Корсаков B.C. Точность механической обработки. М.: Машгиз, 1961.-379 с.

19. Соколовский А.П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1952. - 288 с.

20. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. — М.: Машгиз, 1955. 515 с.

21. Маталин А.А. Технология механической обработки. Л.: Машиностроение, 1977. - 462 с.

22. Колев К.С. Точность обработки и режимы резания. М.: Машиностроение, 1968.- 131 с.

23. Колев К.С. Технология машиностроения. — М.: Высшая школа,1977.-256 с.

24. Медведев Д.Д. Точность обработки в мелкосерийном производстве. М.: Машиностроение, 1973. - 119 с.

25. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самоподналаживающихся станков. М.: Машиностроение, 1978.

26. ЕЯйтимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей/ В.Ф. Безъязычный, Т.Д. Кожина и др.-М.: МАИ, 1993.- 184 с.

27. Безъязычный В.Ф., Чистяков Ю.П. Расчетное определение технологической погрешности обработки лезвийным инструментом// Расчет режимов на основе общих закономерностей процесса резания: Сб. науч. тр. /ЯПИ, Ярославль, 1982. - Вып. 10. - С.51-63.

28. Козлов В.А. Структурно-параметрическая оптимизация процесса точения: Монография. Рыбинск: РГАТА, 2000. - 671 с.

29. Суслов А. Г. Совершенствование существующих и разработка новых методов обработки для повышения качества поверхностного слоя. Инженерный журнал № 10, 2001. С. 22-24.

30. Киселев Э.В. Автоматизированное управление процессом токарной обработки на основе энергетического критерия резания с целью обеспечения качества поверхностного слоя и точности изготовления деталей авиационных двигателей. Диссертация. — Рыбинск, 1997.

31. Технологические способы и средства повышения точности обработки нежестких деталей. / Тараненко В.А., Митрофанов В.Г., Косое М.Г. М., ВНИИТЭМР, 1987 - 64 с.

32. Гороленко А.О. Инженерия криволинейных поверхностей трения. -Справочник. Инженерный журнал № Ю, 2001. С. 25-26.

33. Пудов А.В. Оптимизация режимов резания при обработке на станках с ЧПУ с целью повышения точности размеров и формы деталей в процессе точения: диссертация. / Науч. Руковод. В.Ф. Безъязычный; науч. консультант В.А. Козлов. Рыбинск, 2000. - 265 с.

34. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

35. Маталин А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машгиз, 1956. - 252 с.

36. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов / П.И. Ящерицин, M.JI. Яременко, Е.Э. Фельдштейн. Мн.: Вышэйшая школа, 1990. - 512 с.

37. Ящерицын П.И., Мартынов А.Н. Чистовая обработка деталей в машиностроении. Мн., 1983.

38. Форрест П. Усталость металлов. М.: Машиностроение, 1968. - 353с.

39. Сулима А.Н., Евстигнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1974. - 255 с.

40. Резников Н.И., Жарков И.Г., Зайцев В.М. и др. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных материалов / Под ред. Резникова Н.И. — М.: Гос. н.-техн. Изд-во машиностроительной литры, 1960.-200 с.

41. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М. Машиностроение, 1987. - 208 с.

42. Кравченко Б.А., Пакшев Д.Д., Колесников Б.Н. и др. Повышение выносливости и надежности деталей машин и механизмов. Куйбышев: Куйбышевское кн. изд-во, 1966 — 222 с.

43. Севастьянов В.Я. Наклеп и остаточные напряжения при резании металлов. Автореферат кандидатской диссертации. М.: МАТИ,

44. М&йаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. - 278с.: ил.

45. Семенченко И.В., Нипер Я.Г. Повышение надежности лопаток газотурбинных двигателей технологическими методами. М.: Маши' ностроение, 1977. - 160 с.

46. Армарего И.Дж.А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием.: Пер сIi англ. / Пер. Пастунов В.А. М.: Машиностроение, 1977. -325 с.

47. Исаев А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. — М.: Машгиз, 1950. 324 с.

48. Кривченко Б.А., Скиба Е.А. Теоретический расчет остаточных на-^ пряжений при механической обработке. // Остаточные напряжения ( — резерв прочности в машиностроении.: Тез. докл. Всесоюз. науч.техн. конф. Ростов Н/Д: РИСХМ, 1991. - С. 144-146.

49. Лившиц Б.Г., Крапошин B.C., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. - 320 с.

50. Даниелян A.M. Теплота и износ инструментов в процессе резания. -М.: Машгиз, 1954. 276 с.

51. Корчак С.Н., Кошин А.А., Ракович А.Г. и др. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Учебник для вузов/. — М.: Машиностроение, 1988. — 352 с.

52. Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов механической обработки/. Киев, Наук.дум., 1989. - 192 с.

53. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. - 684 с.

54. Аверченков В.И., Каштальян И.А., Пархутик А.П. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Уч.пособие для вузов/.- Мн.: Высш.шк., 1993. 288 с.

55. Горанский Г.К. Автоматизированные системы технологической подготовки производства: структура, функционирование и перспективы развития в СССР и за рубежом: Обзорная информация/. -Минск, БелНИИНТМ, 1989. Вып.1. - 56 с.

56. Горанский Г.К. Методика выбора металлорежущих станков, инструментов и режимов резания в автоматизированных системах технологического проектирования: Обзорная информация/. Минск, БелНИИНТМ, 1990. - Вып.6. - 64 с.

57. Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов в САПР ТП: Учебно-методическое пособие/ БИТМ. Брянск, 1987. - 108 с.

58. Павлов В.В. Математическое обеспечение САПР в производстве летательных аппаратов. — М.: МФТИ, 1981. 64 с.

59. Великанов К.М., Новожилов В.И. Экономические режимы резания металлов. Д.: Машиностроение, 1972. - 119 с.

60. Горанский Г.К., Владимиров Е.В., Ламбин Л.Н. Автоматизация технического нормирования на металлорежущих станках с помощью ЭВМ. М.: Машиностроение, 1970. - 222 с.

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

62. Автоматизированное проектирование оптимальных наладок металлорежущих станков/ A.M. Гильман, Г.В. Гостев, Ю.Б. Егоров и др. -М.: Машиностроение, 1984. 168 с.

63. Оптимизация режимов резания на металлорежущих станках/ A.M. Гильман, JI.A. Брахман, Д.И. Батищев и др. М.: Машиностроение, 1972.- 188 с.

64. Соломенцев Ю.М., Басин A.M. Оптимизация технологических процессов механической обработки и сборки в условиях серийного производства: Обзор/. М.: НИИМАШ, 1977. - 73 с.

65. Аветисян Д.А., Башмаков И.А., Геминтерн В.И. Системы автоматизированного проектирования: Типовые элементы, методы и процессы. — М.: Издательство стандартов, 1985. 180 с.

66. Аллик Р.А., Бородянский В.И., Бурин А.Г. и др. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1986. - 319 с.

67. Локтев В.Г. Автоматизированный расчет режимов резания и норм времени. М.: Машиностроение, 1990. - 80с.

68. Шпур Г., Ф.-Л. Краузе. Автоматизированное проектирование в машиностроении. / Пер. с нем. Г.Д. Волковой и др.; под ред. Ю.М. Со-ломенцева, В.П. Диденко. М.: Машиностроение, 1988. - 648с.

69. Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации: Пер. с нем./. -М.: Машиностроение, 1981. 279с.

70. Оптимизация технологических процессов механической обработки. / Рыжов Э.В., Аверченков В.И.; Отв. ред. Гавриш А.П.; АН УССР. Инт сверхтвердых материалов. — Киев: Нукова думка, 1989. — 192 с.

71. Розенберг Ю.А., Пономарев В.П. Резание металлов и технологическая точность деталей в машиностроении. Курган: КМИ, 1968. -4.1.-293 с.

72. Колев К.С., Горчаков Л.Ь. Точность обработки и режимы резания. -М.: Машиностроение, 1976. — 144 с.

73. Колев К.С. Вопросы точности при резании металлов. Машгиз, 1961.- 134 с.

74. Маталин А.А. Точность обработки и проектирование технологических процессов. М.: Машиностроение, 1970. — 320 с.

75. Левант Х.В. Чистота обработанной поверхности при точении в зависимости от режимов резания, геометрии и износа инструмента. — М.: Машиностроение, 1948. 229 с.

76. Исаев А.И. Влияние износа резца на процесс образования поверхностного слоя // Чистовая обработка конструкционных материалов: Сб.науч.тр./ЦНИИТМАШ. -М.: Машгиз, 1952.-Кн. 15.-С. 15-19.

77. Шустер Л.Ш. Исследование шероховатости обработанной поверхности в связи с износом резца // Станки и инструмент. — 1966. № 2.-С. 34-35.

78. Алейниченко Г.Ф. О соотношении радиуса округления режущей кромки инструмента и толщины срезаемого слоя // Резание и инструмент: Респ. сб. научн. тр. Харьков: Техника, 1976-Вып. 16. - С. 94-102.

79. Медведев Д. Д. Автоматизированное управление процессом обработки резанием. М.: Машиностроение, 1980. - 143 с.

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

81. Макаров А.Д., Мухин B.C., Шустер Л.Ш. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. Уфа: УАИ, 1974.-372 с.

82. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высшая школа, 1985.-304 с.

83. Реклейтис Г., Рейвидран А., Рэксдел К. Оптимизация в технике: в 2-х кн. Кн. 1 пер. с англ. — М.: Мир, 1986. 350 с.

84. Химмельблау Д.М. Прикладное нелинейное программирование -М.: Мир, 1975.

85. Paviani D., Himmelblau D.M., Operation Res., 17 (1969)

86. Nelder J.A., Mead R., Computer J., 7, 308 (1964)

87. Козлов В.А. Унификация математического обеспечения систем автоматизированного проектирования токарной обработки: Вестник Верхневолжского отделения АН РФ/ РГАТА. Рыбинск. — Вып. 4. -2001.-С. 82-88.

88. Козлов В.А. Температурно-силовые характеристики процесса резания и их теоретико-экспериментальное определение: Учебное пособие / РГАТА. Рыбинск, 1997. - 4.1, 2. - 449 с.

89. Козлов В.А. Прогнозирование точности обработки и характеристик качества поверхностного слоя при точении материалов/ РГАТА. -Рыбинск, 1998.- 110 с. Деп.в ВИНИТИ 16.10.98, N 3018-В98.23.

90. Козлов В.А. Аналитическое определение критического износа режущих инструментов/РГАТА. Рыбинск, 1998. - 40 с. Деп. в ВИНИТИ 12.5.98, N 1434-В98.

91. Козлов В.А. Аналитическое определение параметров сечения среза и угла схода стружки при лезвийной обработке материалов: Учебное пособие/ РГАТА. Рыбинск, 1990. - 209 с.

92. Козлов В.А., Смирнова Г.В. Влияние вибраций в технологической системе СПИД на высотные характеристики поверхностного слоя, формируемого при токарной обработке материалов/ РАТИ. Рыбинск, 1990. - 86 с. - Деп. в ВНИИТЭМР N 203 - мш 90.

93. Корсаков B.C. Исследование деформаций деталей машин в процессе их обработки / МВТУ. Москва, 1950. - 160 с.

94. Зорев Н.Н., Грановский Г.И., Ларин М.Н. и др. Развитие науки о резании металлов — М.: Машиностроение, 1967. — 416 с.

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

96. Силин С.С. Метод подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979. — 152 с.

97. Силин С.С. Установление критериальных зависимостей при резании металлов на основе изучения тепловых явлений//Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов: Сб. науч. тр./ МАТИ. М.: Машиностроение, 1966. - Вып. 64. - С. 102-138.

98. Клушин М.И. Алгоритмы расчета сил и скоростей резания// Сборник научн. тр./ ПТНИ ВВСНХ. Горький, 1963. - Вьга.2. - С. 117-132.

99. Накаяма К. Исследование методов управления процессами стружкообразования при обработке резанием // Кикай гидзюцу. -1972. № 4, т.21. - С. 69-74.

100. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. — М.: Машгиз, 1951.-415 с.

101. Головин А.Ф. Прокатка металлов. М.: Металлургиздат, 1933. -4.1.-307 с.

102. Еремин А.Н. Физическая сущность явлений при резании сталей. — М.: Машгиз, 1951. 326 с.

103. Трусов В.В., Козлов В.А. Взаимосвязь между значениями износа режущего инструмента по задней поверхности и в радиальном направлении/ РАТИ.- Рыбинск, 1986.- 32 е.- Деп. в ВНИИТЭМР (№ 5мш -86).

104. Филоненко С.Н. Резание металлов.- Киев, Техника, 1975 — 237 с.

105. Доброрез А.П. Выбор радиуса при вершине резца при тонком точении // Станки и инструмент. 1962. — № 12. - С. 27-31.

106. Грановский Г.И., Грудов П.П., Кривоухов В.А. Резание металлов. -М.: Машгиз, 1954. 368 с.

107. Ящерицин П.И., Еременко M.J1. Фельдштейн Е.Э. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. Мн.: Высш.шк., 1990. - 512 с.

108. Козлов В.В., Мартюшина Н.Ф. Применение метода факторного планирования экспериментов для решения теоретических задач механической обработки материалов/ РАТИ. Рыбинск, 1985. - 21 с. - Деп. в ВНИИТЭМР 12.10.85, N 20 - мш 85.

109. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник/ Под общей ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. 2-е изд., перераб. и доп./.- М.: Машиностроение, 1995.-495 с.

110. Чулок А.И., Лобанцева B.C. Термический анализ эффективности действия СОЖ. М.: ВНИИТЭМР, 1988. - 40 с.

111. Малиновский Г.Т. Масляные СОЖ для обработки материалов резанием.- М.: Химия, 1988. 192 с.

112. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. — Д.: Машиностроение, 1990. — 588 с.

113. Силин С.С., Козлов В.А. Аналитическое определение температурного удлинения режущих инструментов. Депонированная рукопись. ВНИИТЭМР № 360мш-88. 86 с.

114. Михайлов-Михеев П.Б. Справочник по металлическим материалам турбино- и моторостроения. М.: Машгиз, 1961. - 838 с.

115. Справочник по машиностроительным материалам / Под ред. Г.И. По година-Алексеева, т.1 М.: Машгиз, 1959. - 908 с.

116. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник. В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д. Юдина и др.; Под общей редакцией В.И. Баранникова. М.: Машиностроение. 1990.-400 с.

117. Козлов В.А. Аналитическое определение температурного удлинения режущих инструментов/ РАТИ. Рыбинск, 1988. — 48 с. — Деп. в ВНИИТЭМР, N. 360мш-88.

118. Силин С.С., Козлов В.А. Аналитическое определение теплофизических и физико-механических характеристик процесса лезвийной обработки материалов// Вестник машиностроения. 1993. -№ 5-6. - С. 32-33.