автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности токарной обработки заготовок с износостойкими покрытиями путем сухого электростатического охлаждения

На правах рукописи

ВАСЬКИН КИРИЛЛ ЯКОВЛЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ ПУТЕМ СУХОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск, 2005

Работа выполнена на кафедре «Резание, станки и инструмент» Тольяттинского государственного университета

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Малышев В.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Полянсков Ю.В

кандидат технических наук, доцент Федотов Г. Д.

Ведущее предприятие - ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти)

Защита диссертации состоится 16 у/каЗ]Ь?2005 г. в на заседании

диссертационного совета К 212 277.01 в первом корпусе Ульяновского государственного технического университета по адресу: г. Ульяновск, ул. Энгельса, 3 (почтовый адрес- 432027, ГСП, г. Ульяновск, Северный Венец, 32).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УлГТУ.

Автореферат разослан « К » ноября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета/

кандидат технических наук, профессор^^^^^ Гурьянихин

гооь-А гшуб'9

-ПоЖ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современном машиностроении широко используют технологии нанесения износостойких покрытий на рабочие поверхности деталей машин с целью повышения ресурса их работы.

Широкая номенклатура деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок, требует применения специальных материалов, обладающих повышенной прочностью, твердостью, износостойкостью и другими свойствами Так, как материалы с такими, порой взаимоисключающими свойствами, относительно дороги, то напыление специальных покрытий является альтернативой для снижения затрат на изготовление деталей. При этом их основные эксплуатационные характеристики определяются тонким поверхностным слоем покрытия. К таким изделиям следует например, отнести роторы турбокомпрессорного оборудования для перекачки углеводородного сырья, крупногабаритные валы редукторов, детали автомобильной и сельскохозяйственной техники и др.

Напыление износостойких покрытий (НИП) толщиной свыше 0,1 мм во многом решает проблему повышения срока службы деталей машин, подвергаемых износу. Ремонтная технология позволяет нанести покрытие на изношенный участок детали, исключая тем самым непроизводительные затраты на изготовление новой продукции.

Износостойкие покрытия относятся к труднообрабатываемым материалам. Для напыленных поверхностей характерна пониженная прочность зоны пограничной с основным материалом. В случаях, когда напряжения в пограничной зоне превышают допустимый уровень, происходит разрушение покрытия (отслоение) или в процессе обработки, или при эксплуатации изделия. Поэтом) для выполнения основных требований процессов механической обработки заготовок с ПИП, таких как достижение максимальной производительности и стойкости инструмента, необходимо обеспечение предельно допустимого уровня напряжений в подповерхностном слое заготовки и, в частности, в пограничной зоне. Кроме того, одним из основных критериев оценки эффективности современных процессов механической обработки является их экологическая безопасность. В связи с этим, актуальны разработки, направленные на создание перспективных экологически чистых методов обработки резанием заготовок с НИП.

На основании изложенного, тема работы, направленной на повышение эффективности токарной обработки заготовок с износостойкими покрытиями является актуальной. Работа выполнена в соответствии с Генеральным договором о сотрудничестве между Тольяттинским государственным университетом и ОАО «АВТОВАЗ» на 2001 — 2005 г.г., п. 2.2.5.

РОС. НАЦИОНАЛЬНА,* БИБЛИОТЕКА СИ Ф9

4БЛИОТЕКА . | i..я А

Автор защищает:

1. Методику аналитического расчета напряжений в пограничной зоне при точении заготовок с НИП.

2. Эмпирические зависимости для расчета сил резания и износа инструмента при точении молибденового покрытия резцом из сверхтвердого материала без охлаждения и с введением «сухого» электростатического охлаждения (СЭО).

3. Эмпирические зависимости для определения оптимальных параметров работы установки СЭО при точении заготовок с НИП.

4. Методику назначения параметров режима резания при точении покрытий с использованием технологии СЭО.

Цель работы: Повышение эффективности токарной обработки заготовок с напыленными износостойкими покрытиями.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработана методика расчета напряженного состояния при токарной обработке заготовок с НИП, позволяющей определить уровень напряжений в пограничной зоне заготовка-покрытие.

2. Экспериментально подтверждена адекватность аналитических зависимостей для расчета напряженного состояния при токарной обработке заготовок с НИП.

3. Теоретически и экспериментально исследована эффективность технологии СЭО при обработке заготовок с НИП.

4. Разработаны практические рекомендации по повышению эффективности токарной обработки заготовок с НИП.

Научная новизна.

1. Предложена методика расчета остаточных напряжений в поверхностном слое материала при точении заготовок с НИП, учитывающая величину износа режущего инструмента.

2. Предложены эмпирические зависимости, описывающие коронный разряд в системе коаксиальных электродов игла - сопло при движении через сопло воздушной среды и предназначенных для расчета величины подаваемого на иглу напряжения, обеспечивающего предпробойное горение коронного разряда в процессе токарной обработки заготовок с НИП с использованием СЭО.

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработана методика расчета напряжений в заготовке при токарной обработке заготовок с НИП, учитывающая степень износа инструмента.

2. Разработана методика проектирования технологических операций обработки заготовок с НИП с применением СЭО, позволяющая рассчитать параметры режима обработки, обеспечивающие необходимое повышение производительности с соответствующей корректировкой предельного износа инструмента и периода стойкости.

3. Результаты работы используются технологическими службами на

предприятии ОАО «Волгоцеммаш» при разработке технологических процессов изготовления деталей тяжелого машиностроения, исследовательским центром ОАО «АВТОВАЗ» при изготовлении оснастки для производства деталей перспективных моделей автомобиля и внедрены в учебный процесс на кафедре «Резание, станки и инструмент» Тольяттинского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международной научно-технической конференции (НТК) «Наука о резании материалов в современных условиях», г. Тула, 2004 г., Всероссийской НТК «Современные тенденции развития автомобилестроения в России», г. Тольятти, 2003 г, Всероссийской НТК «Наука-XXI веку», г. Майкоп, 2003 г., Всероссийской с международным участием НТК «Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении», г. Тольятти, 2005 г., а также на научно-технических семинарах кафедры «Резание, станки и инструмент» ТГУ, в 2002, 2003, 2004, 2005 г.г., и кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструмент» УлГТУ, 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе, библиографического списка (122 наименования) и приложений (26 страниц), изложена на 186 страницах, включает 75 рисунков и 46 таблиц.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее практическая значимость, сформулирована цель работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ работ, посвященных изучению методов механической обработки покрытий, методов повышения эффективности обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов и способы аналитического расчета напряженного состояния обрабатываемой заготовки при точении.

Напыление износостойких покрытий широко распространено в промышленности и обеспечивает значительную эффективность производства. Вопросы нанесения НИП и обработки заготовок с НИП исследовали многие отечественные и зарубежные ученые, в том числе: Алексеев Ю.Н., Иващенко Г.А., Клименко С.А., Коваленко И.В., Коломиец В.В., Кудинов В.В., Муковоз Ю.А., Овчинников A.A., Питюлин А.Н., ПокладиЙ Г.Г., Рыбицкий В.А., Рыжов Э.В., Спиридонов Н.В., Тугушев Б.Ф., Филонников А.Л., Хейфец М.Л., Черновол М.И., Шемякин С.А., Шило А.Е., Штейнберг A.C., Яценко В.К и др..

В результате анализа работ, посвященных технологиям обработки заготовок с НИП и особенностям эксплуатации напыленных деталей,

выявлено следующее:

а) Методы лезвийной обработки покрытий позволяют получить лучшие эксплуатационные характеристики обработанной поверхности по сравнению с обработкой шлифованием, поскольку обеспечивают формирование сжимающих остаточных напряжений, что существенно (в несколько раз) повышает усталостную прочность деталей.

б) НИП относятся к классу труднообрабатываемых материалов, лезвийная обработка которых предусматривает использование высокотехнологичных методов обработки и режущего инструмента из сверхтвердых материалов. Актуальным является повышение эффективности лезвийной обработки покрытий путем применения новых технологических решений, повышающих стойкость инструмента и производительность обработки.

в) Для напыленных покрытий характерны пониженные прочностные характеристики в зоне сращивания покрытия и основы. Вследствие этого, при точении заготовок с НИП возможно отслоение последних, что необходимо учитывать при назначении режимов резания. Для научно обоснованного решения этой проблемы необходимо разработать методику аналитического расчета напряжений, возникающих при обработке в слое покрытия и в зоне сращивания.

Существенные возможности повышения эффективности токарной обработки труднообрабатываемых материалов связаны в первую очередь с использованием новых смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Современные разработки в области повышения технологической эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) свидетельствуют о целесообразности термической, ультразвуковой, световой и электрической активации СОЖ с целью повышения их проникающей способности. В развитие одного из указанных направлений (электрической активации СОТС), рядом авторов предложен метод «сухого» электростатического охлаждения (СЭО), основанный на подаче в зону резания вместо СОЖ воздушной струи, обработанной униполярным коронным электрическим разрядом. В дальнейшем, метод и технология СЭО получили развитие в работах И.Д. Ахметзянова и других исследователей.

Технология СЭО успешно испытывается и внедряется на ряде российских и зарубежных предприятий при точении и фрезеровании заготовок из труднообрабатываемых материалов, например, при обработке заготовок из стали У10 НЯС 56...60 (Южмашзавод), стали Х45ШСгМоА, (\1ikroncenter, Швейцария), сплавов ВТ2 и ЭП708, (Ступинская металлургическая компания) и др. Исследования эффективности СЭО при обработке заготовок с НИП до настоящего времени практически не проводились, хотя вероятность его эффективного применения достаточно высока.

В ходе анализа информации, посвященной вопросам аналитического расчета напряжений в поверхностном слое заготовок при токарной обработке, выявлено, что исследования характера распространения напряжений при точении покрытий практически не проводились. Известны методики аналитического расчета напряжений при точении заготовок без покрытия. Так методика расчета напряжений, предложенная Б.А. Кравченко, позволяет провести расчет напряжений от усилий, воздействующих на переднюю поверхность резца. Недостатками методики, сдерживающими ее применение при расчетах, связанных с токарной обработкой заготовок с НИП, являются:

а) Методика расчета учитывает только силы резания, действующие со стороны передней поверхности резца. Поэтому она применима для анализа точения на черновых и получистовых режимах с незначительной, по сравнению с толщиной срезаемого слоя, шириной площадки износа на задней поверхности резца. При чистовом точении заготовок с НИП характерно обратное.

б) В качестве исходных данных, помимо параметров геометрии инструмента, элементов режима резания, сил резания и физико-механических характеристик материалов, присутствуют коэффициент утолщения стружки и угол наклона условной плоскости сдвига, экспериментальное определение которых достаточно трудоемко.

в) Расчетные остаточные сжимающие напряжения при приближении к поверхности стремятся к бесконечности, а экспериментальные эпюры напряжений имеют минимум, лежащий на некотором расстоянии от обработанной поверхности.

Условия контакта задней поверхности токарного резца с обрабатываемой поверхностью заготовки сходны с условиями контакта шара с заготовкой при выглаживании (рис. 1).

Рис. 1. Распределение напряжений при точении от действия задней поверхности резца (а) и при выглаживании шаром (б).

а

б)

а)

Методика расчета остаточных напряжений при выглаживании шаром, предложенная Б.А. Кравченко, позволяет аналитически получить экстремум на эпюрах напряжений вблизи поверхности. Следовательно, целесообразно взять указанную методику за основу при разработке методики расчета остаточных напряжений при точении заготовок с НИП. При этом необходимо учесть, что при точении заготовок с НИП, значительное влияние на формирование остаточных напряжений в заготовке оказывает площадка износа на задней поверхности резца.

В целом, на основе анализа научно-технической информации были сформулированы цель и задачи исследования, указанные выше.

Во второй главе представлена методика расчета напряжений при обработке заготовок с НИП, которая отвечает следующим требованиям: методика обеспечивает возможность аналитического определения коэффициента утолщения стружки и угла наклона условной плоскости сдвига; в методике учтены напряжения, возникающие от воздействия площадки износа на задней поверхности резца.

При расчете напряжений от воздействия силы резания, чтобы создать возможность варьирования несколькими параметрами при решении задач оптимизации, вместо линейной аппроксимации зависимости силы резания от толщины срезаемого слоя, использована показательная функция, описывающая зависимость силы резания от условий обработки,

Р = (1)

где л - подача, мм/об; И3 - ширина площадки износа на задней поверхности резца, мм; 8- угол резания, град.; V - скорость резания, м/мин; С, хи, х& ху - экспериментально определяемые коэффициенты.

На основе известных закономерностей теории резания, нами получена формула для расчета коэффициента утолщения стружки.

1п<0,8292 («(ам^уМ346;

3,905-

Ка = е (2)

где у— передний угол резца, град; т = агст—\ ~ Угол действия, град;

Ри - главная составляющая силы резания, Н; Рщ - нормальная составляющая силы резания, Н.

Основой для расчета напряжений, возникающих при выглаживании шаром, служит радиус отпечатка шара г. Для перехода к случаю взаимодействия между задней поверхностью резца и обработанной поверхностью заготовки предложена зависимость связывающая ширину площадки износа И3 и радиус отпечатка фиктивного шара. При этом радиус фиктивного шара принят равным бесконечности в соответствии с тем, что площадка износа резца представляет собой плоскость:

0,08 я /<тА

Vv

где = 1.1— поправочный коэффициент, учитывающий контактное трение при внедрении индентора.

Для удобства практического использования разработано несколько схем расчета с использованием ЭВМ в программе МшЪсаё, позволяющих рассчитать напряжения в поверхностном слое, возникающие при точении заготовок с НИП, с учетом геометрических параметров резца, режима резания, физико-механических характеристик обрабатываемого и инструментального материалов и зависимости составляющих силы резания от толщины среза. В результате расчетов получены данные по деформированному состоянию материала в зоне резания, по распределению нормальных и касательных напряжений в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности, а также данные о величине нормальных и касательных напряжений на границе покрытие-подложка.

О 0,02 0,04 0.06 мм 0,1

-200

-400

-600

-800 -

МПа

-1200

-1000

-1200 1

б)

а)

Рис. 2 Влияние ширины площадки износа резца по задней поверхности Аз на остаточные напряжения при точении заготовок из стали 12Х2НВФА: а - экспериментальные данные ; б - расчетные данные: 1,2,3 - И3 соответственно 0,01; 0, 1; 0, 2 мм

Установлено, что закономерность распространения напряжений в двухкомпонентной среде можно выявить по разработанным расчетным методикам при условии, что физико-механические характеристики материала обрабатываемой заготовки заданы в зависимости от толщины

слоя покрытия.

Для проверки адекватности результатов расчета по разработанной методике использованы экспериментальные данные, полученные В.Г. Круцилло при точении заготовок из сталей 12Х2НВФА и ПХЗНВМ2Ф резцами из эльбора.

Разработанная методика корректно описывает изменение эпюр остаточных напряжений при изменении подачи, механических характеристик обрабатываемого материала, скорости резания и ширины площадки износа на задней поверхности инструмента (рис. 2).

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования зависимости сил и износа инструмента при точении молибденового покрытия эльборовым резцом. Построена эмпирическая модель зависимости сил резания от режима обработки и переднего угла инструмента, описана закономерность процесса изнашивания инструмента. Исследования выполнены для двух вариантов обработки -всухую и с использованием СЭО.

Эксперименты проведены в лаборатории кафедры «Резание станки и инструмент» ТГУ и в исследовательских лабораториях ОАО «АВТОВАЗ». Обрабатывали заготовки из стали 19ХГН, напыленные газопламенным методом порошком молибдена. Для обеспечения постоянства припуска, после напыления образцы шлифовали на круглошлифовальном станке, а затем обтачивали на токарно-револьверном полуавтомате с ЧПУ мод. 1П420ПФ40. Силы резания измеряли динамометром УДМ 600 с передачей данных на компьютер с использованием аналого-цифрового преобразователя стенда технической диагностики с частотой 50 Гц. В качестве инструмента использовали цилиндрические эльборовые пластины и державки сечением 14x14 мм. Геометрия резца: главный угол в плане 30°, вспомогательный угол в плане 60°, задний угол 5°. При изменении геометрии пластин (переднего угла и площадки износа на задней поверхности) их затачивали на универсально-заточном станке алмазным кругом с последующей доводкой пастой на чугунном притире. Варьируемые параметры геометрии резца - передний угол у = 0 ... - 20°, ширина площадки износа на задней поверхности = 0,01 ...0,4 мм.

При исследовании сил резания использован центральный композиционный план второго порядка, состоящий из полного факторного плана 24 и дублирующих центральных опытов. Факторы - скорость резания V, подача угол резания 6 = 90°-у, ширина площадки износа по задней поверхности А.). Функция отклика — составляющие силы резания Рх, Рг и Рг. При аппроксимации результатов использована показательная функция. Для обработки без охлаждения получены следующие зависимости:

241 ЗМ £0 830

л = 26,55-тш-; (4)

„О 281 iO JOS cO.W

Py = 63,94'

hym <5°

(5)

(6)

При проведении экспериментов с применением СЭО использована установка «Варкаш» производства НПФ «Ростехно», г. Чебоксары. Режим работы установки: давление воздуха 0,15 МПа, расположение сопла - со стороны задней поверхности инструмента, количество сопел - 1, расстояние от сопла до зоны обработки - 20 мм.

В результате исследований для токарной обработки с СЭО получены зависимости в следующем виде:

„О 280 1.0 299 с0 600

Рх -143,8 h!nJ , (7)

Ру = 379,5

у 0 258 „О >21 1,0 299 £0.545

И]'

/0.255

Pz -125,7 Г

-О РЧ» <0 1М..0 0Э31п<1 )) .0 IV2 г0 624

(8) (9)

Экспериментально исследована зависимость величины износа резца от пути резания при различных сочетаниях факторов модели - скорости резания и подачи.

Интенсивность изнашивания резца в координатах путь резания (х) -ширина площадки износа по задней поверхности (.у) аппроксимировали отрезком тангенсоиды по формуле

h, = A + B■tg^C■L^-D), (10)

где А, В, С, й - коэффициенты, зависящие от скорости резания и подачи.

В качестве функции отклика использовали систему А = /у(У,8).

Для обработки без охлаждения получено: А = 0.124 - 0,0005 • Г + 0,1483 • 5 + 0,000667 • Г • 5 + 2.1 • 10"6 • V2.

(П)

В = 0,0105 + 0.00031 ■ К + 0,2567• 5 + 0,00033 V- 1.25 • 10~6 • Г2, С = -0.000813 + 2,3 • IО"5 • V + 0,000333 • * + 3.3 • 10 6 • Г • * - 2,5 10"6 • V1 + 0,653 -Л р = -1,4285 + 0.0030 ■ V + 1,20 -5- 0.00104 Г • * -1.16 ■ 10" • Г2 - 4.0• IО 5 • *2 где V - скорость резания, м/мин; 5 - подача, мм/об; ¿ - путь резания, м; И3 - ширина площадки износа на задней поверхности резца, мм.

(12)

При обработке с СЭО: Л = 0,035 + 0,0019-К-0,045-5 + 0,0012-К-5-6,7-10"'4 ■к2,•

в=-0,117+0,0027•г+0,590•.s+0,0018•к•.^-l,ы0"5 -У2; (13)

С = 0,000277 + 3,0 • 10"5 • У + 7,2 • 10 5 5 +1,25 • 10'1 У ■ 5 + 7.78 • 10"' • У1 - 0,00253 • 52 ; О =-1,624 + 0,00574• К+3,132 5-0,00479 К-5-2,05-10"5 У2 -0,0001-52.

По результатам экспериментов установлена степень влияния технологии СЭО на составляющие силы резания и интенсивность изнашивания резца. Так с повышением скорости резания составляющие силы резания при обработке с СЭО снижаются более интенсивно, чем при обработке без охлаждения. Однако, при увеличении подачи (рис. 3) отмечена практически одинаковая интенсивность возрастания сил, как при точении без охлаждения, так и при точении с СЭО. При этом общий уровень сил резания с СЭО в среднем на 18 % ниже, чем при обработке без охлаждения.

С увеличением ширины площадки износа на задней поверхности резца силы резания при обработке с СЭО возрастают менее интенсивно, чем при обработке без охлаждения. При уменьшении переднего угла резца наблюдается одинаковая интенсивность роста Рх, Ру и Рг как при обработке без охлаждения, так и при обработке с СЭО.

в-►

Рис. 3. Зависимость сил резания от подачи: V - 103,9 м/мин, Л3 = 0,063 мм, у= -9,5°: 1, 2 - Рх соответственно при резании с СЭО и всухую; 3, 4 - то же Ру; 5, 6 - то же Р:

Установлено, что СЭО замедляет процесс изнашивания инструмента, причем эффективность его воздействия увеличивается при повышении скорости резания, снижении подачи и увеличении ширины площадки износа на задней поверхности резца (рис. 4).

Полученные экспериментальные зависимости, в сочетании с методикой расчета напряжений, представленной в гл. 2, позволяют проводить проектирование технологических операций токарной обработки заготовок с молибденовыми покрытиями с назначением режимов резания и критериев износа инструмента исходя из напряженного состояния поверхностного слоя после обработки.

В четвертой главе представлено исследование режимов работы установки СЭО и изложены результаты практического применения результатов работы при точении заготовок с НИП.

Одним из основных показателей работы установки СЭО является соотношение диаметра сопла, давления воздуха и величины электрического напряжения на игле, обеспечивающего горение коронного разряда. Последнее, в свою очередь, влияет на величину и состав заряженных частиц, переносимых воздушной струей установки СЭО в зону резания и определяет эффективность СЭО. Для исследования взаимозависимости основных параметров СЭО разработана и изготовлена экспериментальная установка, позволяющая использовать сопла различных диаметров, задавать питающее напряжение с точностью до 0,2 кВ и измерять ток короны с точностью 1 мкА в диапазоне от 0 до 100 мкА.

0.3 мм

| 0.2

0,1 0,05 0

0 2000 4000 6000 М 8000

¿. -►

Рис. 4. Зависимость интенсивности изнашивания резца от скорости резания; подача 5 = 0,05 мм/об: 1, 3, 5 - V равна соответственно 60, 120, 180 м/мин при точении с СЭО; 2, 4, 6 - то же при точении всухую

Исследовано влияние выступания (вылета) иглы (коронирующего электрода) за срез сопла на основные показатели работы установки СЭО. В качестве критерия взят ток короны, соответствующий максимальной мощности разряда.

Установлено, что при диаметре сопла с1 от 2 до 6 мм максимальный

вылет иглы а, при превышении которого коронный разряд смещается с острия на образующий конус иглы, составляет 0,2d. Выступание иглы за срез сопла позволяет увеличить мощность коронного разряда без возникновения пробоя. Относительное увеличение мощности короны в предпробойном режиме в зависимости от вылета иглы описывается зависимостью:

Kw = 8,55^/;f17, (14)

we.ywip-)

где Kw =---- коэффициент повышения мощности,; W(0) -

¡Уф)

мощность коронного разряда при нулевом вылете иглы, Вт; W(a/d) -мощность при относительном вылете иглы a/d, Вт; а - вылет иглы, мм; d -диаметр сопла, мм.

В результате исследования газодинамических характеристик установки СЭО выявлено, что с увеличением скорости истечения воздушного потока М, происходит снижение тока коронного разряда от величины 10, соответствующей разряду в неподвижной среде (А/ = 0), до величины 1ст, которой соответствует скорость истечения Мст.

Зависимость относительного изменения тока короны = в

интервале скоростей истечения от 0 до Мст описывается зависимостью

м ЦТ (15)

где Мст= 1 + 1,8— - скорость истечения, соответствующая стабилизации d

тока короны; А1ст =0,21 + 0,6— - максимальное относительное изменение

d

тока короны.

Для изучения описанного поведения коронного разряда в движущейся воздушной среде было выполнено компьютерное моделирование воздушного потока, проходящего через сопло, в программе АУТ-РШЕ.

При сверхзвуковом истечении (рис. 5) за срезом сопла формируется факел, для которого характерны низкая температура и плотность воздушной среды. Стабилизация тока короны происходит за счет того, что с ростом давления увеличивается длина сверхзвукового факела, и при попадании области короны внутрь факела дальнейший рост давления не приводит к существенному изменению характеристик воздушного потока в окрестности острия иглы.

При исследовании характеристик воздушного потока использовали установку для измерения тока переноса - величины заряда, переносимого воздушной струей в единицу времени.

f

■■к ""ттгэг' I ар

и iflfl 200 Ш -100 ВШ 500

Рис. 5. Поле скоростей, м/с, при сверхзвуковой скорости воздуха из сопла установки СЭО

Полученные результаты (рис. 6) свидетельствуют о том, что кривая зависимости тока переноса от давления воздуха носит экстремальный характер и положение максимума различно для различных величин вылета иглы. В итоге получены зависимости, позволяющие целенаправленно изменять режим работы установки СЭО исходя из производственных условий с достижением максимальной величины тока переноса и энергии коронного разряда, обеспечивая тем самым оптимальный режим работы установки СЭО при токарной обработке заготовок с НИП. 45 мкА 35 | 30 25

15 10 5 0

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 мПа о,45

Р-►

Рис. 6. Зависимость тока переноса от давления воздуха на расстоянии £ = 5 мм; диаметр сопла (I = 4мм: 1, 2, 3 - относительный вылет иглы а -соответственно 0,4«/; 0,2</; 0

Для определения рациональных режимов обработки при точении заготовок с НИП необходимо: во-первых, обеспечить максимальный

период стойкости инструмента при заданной производительности обработки, обусловленной технико-экономическими и организационными требованиями производства; во-вторых, обеспечить предельно-допустимый уровень остаточных напряжений в поверхностном слое соответственно требованиям к эксплуатации изготавливаемых деталей.

В качестве объекта исследования выбрана операция токарной обработки опорных шеек оси сателлита планетарного редуктора мельницы МЦ-800 (ОАО «Волгоцеммаш», г. Тольятти), напыленных молибденом.

Напыленную поверхность обрабатываем резцом из эльбора с передним углом 0° и радиусом при вершине 0,5 мм на скорости 90 м/мин с подачей 0,12 мм/об и глубиной резания 1,2...0,8 мм. Окончательная толщина обработанного молибденового покрытия составляла 0,5 мм. Время обработки одной заготовки - 1,2 мин, наработка инструмента - 27 заготовок или 32,5 мин. Путь резания за период стойкости - 2600 м. В базовом варианте обработка производилась без охлаждения

Задача заключалась в проектировании технологического процесса токарной обработки с СЭО, обеспечивающего полуторакратное повышение производительности операции с максимальным для данных условий повышением стойкости инструмента и сохранением качества обработки и уровня напряжений в поверхностном слое детали.

Методику расчета напряжений при проектировании процесса обработки реализовали в следующей последовательности:

1. Расчет предельной ширины площадки износа резца по задней поверхности при точении без охлаждения с использованием зависимостей (10), (12), /,« = 0,21 мм.

2. Расчет напряжений в подповерхностном слое детали при обработке максимально изношенным резцом при точении без охлаждения. Определение опасных точек, в которых отношение напряжений к пределу прочности максимально по абсолютной величине.

3. Расчет скорости резания, исходя из требуемого полуторакратного повышения производительности, Усэа = 120 м/мин.

4. Расчет предельного износа инструмента с использованием зависимостей (7), (8), (9), обеспечивающего при точении с СЭО ту же величину напряжений в опасных точках, что была получена в п.2, И^ сэо ~ 0,28 мм

5. Расчет пути резания и стойкости инструмента при точении с СЭО до достижения износа Сэо\ £сэо = 3140 м, наработка - 32 заготовки.

Использование разработанной методики при расчете режимов обработки оси сателлита планетарного редуктора обеспечило повышение производительности в 1,5 раза и повышение стойкости инструмента в 1,2 раза. Условный годовой эффект составил 48 052 рублей.

3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате выполненных исследований разработана методика расчета остаточных напряжений, позволяющая определить глубину деформированного слоя и уровень напряжений при точении покрытий. Исходные данные для расчета содержат в большинстве априорно известные величины (режим резания, геометрию инструмента и срезаемого слоя, механические характеристики материалов резца, покрытия и основы) и экспериментально определяемые силы резания. Адекватность результатов расчетов подтверждена экспериментально.

2. Разработанная схема расчета напряжений при обработке износостойких покрытий может быть использована для оптимизации режимов обработки износостойких покрытий совместно с методикой расчета сил резания.

3. Экспериментально установлено, что использование технологии СЭО оказывает существенное влияние на силы резания и интенсивность изнашивания инструмента при точении молибденового напыленного покрытия эльборовым инструментом. Получены математические модели, устанавливающие зависимость сил резания и величины износа инструмента от основных параметров процесса резания

4. Получены зависимости для расчета электрического напряжения иглы сопла установки СЭО обеспечивающего наибольшую мощность коронного разряда при различных диаметрах сопла и вылетах иглы. Зависимости применимы для точения напыленных износостойких покрытий.

5. Установлено, что с повышением скорости потока воздуха, проходящего через зону коронного разряда, ток короны снижается. Получены зависимости для расчета относительного снижения тока короны в зависимости от давления воздуха и конфигурации сопла.

6. Предложено оценивать эффективность СЭО с помощью косвенной характеристики - тока переноса. Установлены зависимости тока переноса от давления воздуха, длины воздушной струи и конфигурации сопла.

7. Сформулированы рекомендации по применению процессов токарной обработки заготовок с напыленными износостойкими покрытиями в производственных условиях и при подготовке специалистов специальности 151002 в Тольяттинском государственном университете.

8. На основе полученных аналитических и экспериментальных зависимостей выполнено проектирование технологической операции обработки оси сателлита планетарного редуктора на ОАО «Волгоцеммаш», что обеспечило повышение производительности в 1,5 раза и стойкости инструмента в 1,2 раза с сохранением уровня остаточных напряжений в поверхностном слое обработанной детали. Условно-годовая экономия от внедрения технологии СЭО на операции токарной обработки оси сателлита планетарного редуктора составляет 48052 руб.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Васькин, К Я Повышение эффективности обработки напыленных и шосостойких поверхностей / К Я Васькин, ЮН. Логинов // Наука, техника, образование г Тольятти и Волжского региона: сб трудов Всероссийск. научно-техн. конф. / ТГУ. - Тольятти, 2001. - С. 243-245

2 Васькин, К Я. Особенности точения износостойких поверхностей / К.Я Васькин, Ю Н. Логинов // Проблемы современного машиностроения: сб. статей Всероссийск. научно-техн. конф. / ТГУ. - Тольятти, 2001. - С 83 87.

3. Васькин, К.Я. Возможности использования СЭО при обработке покрытий / К.Я Васькин, Ю.Н. Логинов, Н В Хрипунов // Современные тенденции развития автомобилестроения в России- сб статей Всероссийск научно-техн. конф / ТГУ. - Тольятти, 2003. - С. 331 - 333.

4 Васькин, К Я. Совершенствование операции точения напыленных износостойких покрытий / К.Я Васькин, М И. Брюхнов, Н.В.Евграфова, С В Никулина // «Наука-XXI веку» : сб. статей IV Всероссийск. научно-практич конф. ! Майкопский госуд. технологический ин-т. - Майкоп. 2003.

С. 31 - 33.

5 Васькин, К Я. Возможности использования СЭО при обработке покрытий / К.Я Васькин, Н.В. Хрипунов, О.Я. Асанова // Наука о резании материалов в современных условиях : сб. трудов междунар. научно-практич конф. / Тульский госуд. универ-т. - Тула, 2005 - С 91 - 93.

6. Васькин, К.Я. Исследование электрогазодинамических характеристик сопла установки «сухого» электростатического охлаждения / К.Я Васькин, Н.В Хрипунов, О.Я. Асанова, A.A. Прудских // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении: сб статей Всероссийск научно-техн конф. / ТГУ -Тольятти, 2005. - С. 149 - 152.

7. Васькин, К.Я. Перспективы использования технологии сухого электростатического охлаждения металлорежущего инструмента при обработке деталей штамповой оснастки / К Я Васькин, Н.В. Хрипунов, А Н Попов, A.A. Ванин // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении' сб статей Всероссийск научно-техн конф / ТГУ. - Тольятти, 2005.-С. 152 - 154

8. Васькин, К.Я. Исследование физических механизмов сухого электростатического охлаждения методом моделирования на машине трения / К.Я Васькин, Н.В. Хрипунов, И.В. Котляров, П.Г. Пестов // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении- сб. статей Всероссийск научно-техн. конф. / ТГУ -Тольятти, 2005. - С. 154 - 156.

Васькин Кирилл Яковлевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ ПУТЕМ СУХОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической

обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сдано в печать 7.11.2005. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Усл.п.л. 1,13. Уч.-изд.л. 1,05. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Тояьяттинского государственного университета Тольятти, Белорусская, 14

\

»24277

РНБ Русский фонд

2006-4 26716

I

If

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА - ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ОБРАБОТКИ НАПЫЛЕННЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Методология повышения эксплуатационных характеристик поверхностей деталей машин путем напыления покрытий.

1.2.Теория и практика механической обработки напыленных покрытий.

1.3. Инструмент для токарной обработки покрытий.

1.4. Пути повышения эффективности обработки напыленных покрытий.

1.5. Использование технологии сухого электростатического охлаждения для повышения эффективности обработки материалов лезвийным инструментом.

1.5.1. Результаты исследований технологии СЭО.

1.5.2. Результаты использования технологии СЭО.

1.5.3. Аппаратура и практические рекомендации для разработки технологических операций с СЭО.

1.5.4. Анализ теоретических и практических аспектов использования технологии СЭО.

1.6. Теоретические предпосылки к расчету напряжений в случае лезвийной обработки покрытий.

1.6.1. Расчет напряжений при точении.

1.6.2. Зависимости для расчета коэффициента утолщения стружки и угла наклона условной плоскости сдвига при точении.

1.6.3. Зависимости для расчета напряжений при выглаживании шаром.

1.7. Выводы. Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ТОЧЕНИИ ЗАГОТОВОК С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Схематизация процесса точения.

2.3. Расчет напряжений на передней поверхности инструмента.

2.4. Расчет напряжений на задней поверхности резца.

2.5. Описание схемы расчета глубины деформированного слоя при точении.

2.6. Расчет напряжений по глубине деформированного слоя при

I точении.

2.7. Оценка достоверности расчета остаточных напряжений при различных режимах резания.

2.7.1. Исходные данные.

2.7.2. Влияние подачи на остаточные напряжения.

2.7.3. Влияние материала заготовки на остаточные напряжения.

2.7.4. Влияние скорости резания.

2.7.5. Влияние ширины площадки износа по задней поверхности резца.

2.8. Выводы.

ГЛАВА 3 .ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ЭЛЬБОРОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ.

3.1. Исследование зависимости сил резания от элементов режима

• резания при точении молибденового покрытия резцом из эльбора.

3.1.1. Экспериментальная аппаратура и оборудование.

3.1.2. Образцы и инструмент.

3.1.3. Планирование экспериментов.

3.1.4. Результаты экспериментов.

Значение коэффициента регрессии.

3.2. Исследование износа эльборового резца при точении молибденового покрытия.

3.2.1. Планирование экспериментов.

3.2.2. Результаты стойкостных испытаний.

3.3. Исследование зависимости сил резания от элементов режима резания при точении молибденового покрытия резцом из эльбора с применением СЭО.

3.3.1. Экспериментальная аппаратура и оборудование.

3.3.2 Планирование экспериментов.

3.3.3 Результаты экспериментов.

3.4. Исследование износа эльборового резца при точении г молибденового покрытия с применением СЭО.

3.5. Анализ результатов экспериментов.

3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

РАБОТЫ.

4.1. Повышение эффективности СЭО за счет оптимизации режима работы установки и геометрии сопла.

4.1.1. Разработка конструкции экспериментальной установки СЭО

4.1.2. Исследование электростатических характеристик установки СЭО.

4.1.3. Исследование динамических характеристик сопла установки СЭО.

4.1.4. Исследование характеристик воздушного потока установки

4.1.5. Влияние режима работы установки СЭО на изнашивание резца.

4.2. Определение рациональных режимов резания при обработке напыленных износостойких покрытий.

4.3. Выводы.

В современном машиностроении широко используют технологии нанесения износостойких покрытий на рабочие поверхности деталей машин с целью повышения ресурса их работы.

Широкая номенклатура деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок, требует применения специальных материалов, обладающих повышенной прочностью, твердостью, износостойкостью и другими свойствами. Так, как материалы с такими, порой взаимоисключающими свойствами, относительно дороги, то напыление специальных покрытий является альтернативой для снижения затрат на изготовление деталей. При этом их основные эксплуатационные характеристики определяются тонким поверхностным слоем покрытия. К таким изделиям следует например, отнести роторы турбокомпрессорного оборудования для перекачки углеводородного сырья, крупногабаритные валы редукторов, детали автомобильной и сельскохозяйственной техники и др.

Напыление износостойких покрытий толщиной свыше 0,1 мм во многом решает проблему повышения срока службы деталей машин, подвергаемых износу. Ремонтная технология позволяет нанести покрытие на изношенный участок детали, исключая тем самым непроизводительные затраты на изготовление новой продукции.

Материалы износостойких напыленных покрытий, как правило, трудно поддаются механической обработке. Во-первых, наличие в них карбидов, боридов или других твердых частиц приводит к интенсивному износу режущих инструментов. Во-вторых, для напыленных поверхностей характерна пониженная прочность пограничной зоны с основным материалом. В случае, когда напряжения в пограничной зоне превышают допустимый уровень, происходит разрушение покрытия (отслоение) при обработке или в процессе эксплуатации изделия. Поэтому в процессе обработки заготовок с напыленными износостойкими покрытиями (НИП) для обеспечении необходимых показателей по производительности обработки и стойкости инструмента необходимо учитывать напряженное состояние поверхностного слоя детали.

На работоспособность деталей с напыленными покрытиями существенное влияние оказывает не только величина, но и знак остаточных напряжений. Так, при остаточных напряжениях растяжения, возникающих, как правило, при абразивной обработке напыленного слоя, снижается усталостная прочность деталей. Перспективным является использование лезвийной обработки, в частности точения, поскольку оно обеспечивает формирование в покрытиях остаточных напряжений сжатия, в итоге повышающих усталостную прочность деталей.

Экспериментальные кривые остаточных напряжений в деталях, обработанных точением, имеют минимум на некоторой глубине от поверхности. Однако известные методики расчета остаточных напряжений при точении дают результат в виде монотонного повышения напряжений с удалением от поверхности и не позволяют описать фактически имеющий место экстремум. При расчете напряжений в обточенных заготовках с НИП, задача аналитического определения положения экстремума на эпюре напряжений носит принципиальный характер. Это связано с тем, что прочностные и эксплуатационные свойства детали зависят от того, в какой из трех основных областей (покрытие, пограничная зона, основа), существенно различающихся по прочности и пластичности, локализован экстремум. Методика расчета остаточных напряжений, позволяющая получить немонотонную зависимость напряжений по глубине, разработана в настоящей работе.

Одним из основных критериев оценки современных процессов механической обработки является их экологическая безопасность. Поэтому актуальны разработки, направленные на исследование и создание перспективных экологически чистых методов механической обработки применительно к обработке резанием НИП. Известно, что основную экологическую нагрузку на окружающую среду при обработке металлов резанием оказывают смазочно-охлаждающие жидкости. Технологии обработки без применения СОЖ (всухую) обработки составляют одно из перспективных направлений в современных науке и практике обработки металлов резанием. Эти технологии основаны на использовании специальных инструментальных материалов способов охлаждения рабочей зоны. Например, технология «сухого» электростатического охлаждения (СЭО), предусматривающая использовании в качестве охлаждающего агента ионизированного и озонированного воздуха, обработанного коронным электрическим разрядом, успешно используется при обработке монолитных материалов и позволяет повысить производительность обработки и стойкость инструмента.

На основании изложенного, тема работы, направленной на повышение эффективности токарной обработки заготовок с износостойкими покрытиями путем аналитического определения уровня остаточных напряжений и применения СЭО, является актуальной.

Работа выполнена в соответствии с Генеральным договором о сотрудничестве между Тольяттинским государственным университетом и ОАО «АВТОВАЗ» №33 на 2001 - 2005 г.г., п. 2.2.5.

Цель работы: Повышение эффективности токарной обработки заготовок с напыленными износостойкими покрытиями.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработка методики расчета напряженного состояния при токарной обработке заготовок с НИП, позволяющей определить уровень напряжений в пограничной зоне заготовка-покрытие.

2. Экспериментально подтверждена адекватность аналитических зависимостей для расчета напряженного состояния при токарной обработке заготовок с НИП.

3. Теоретически и экспериментально исследована эффективность технологии СЭО при обработке заготовок с НИП.

4. Разработаны практические рекомендации по повышению эффективности токарной обработки заготовок с НИП.

Методы исследований и достоверность результатов.

Перечисленные выше задачи решали путем аналитических, численных и экспериментальных исследований. Использованы научные основы теории резания, газодинамики, математической статистики. Экспериментальные исследования выполнены на оборудовании Тольяттин-ского государственного университета, а также исследовательского центра ОАО «АВТОВАЗ», с применением метрологически аттестованных средств измерений. Достоверность теоретических результатов подтверждается применением современных математических методов и сравнением с результатами экспериментальных исследований, проведенных как автором работы, так и другими исследователями

Научную новизну:

1. Предложена методика расчета остаточных напряжений в поверхностном слое материала при точении заготовок с НИП, учитывающая величину износа режущего инструмента.

2. Предложены эмпирические зависимости, описывающие коронный разряд в системе коаксиальных электродов игла - сопло при движении через сопло воздушной среды и предназначенных для расчета величины подаваемого на иглу напряжения, обеспечивающего предпро-бойное горение коронного разряда в процессе токарной обработки с СЭО.

Практическая ценность и реализация результатов исследования:

1. Разработана методика расчета напряжений в заготовке при токарной обработке заготовок с НИП, учитывающая степень износа инструмента.

2. Разработана методика проектирования технологических операций обработки заготовок с НИП с применением СЭО, позволяющая рассчитать параметры режима обработки, обеспечивающие необходимое повышение производительности с соответствующей корректировкой предельного износа инструмента и периода стойкости.

3. Результаты работы используются технологическими службами на предприятии ОАО «Волгоцеммаш» при разработке технологических процессов изготовления деталей тяжелого машиностроения, исследовательским центром ОАО «АВТОВАЗ» при разработке технологических процессов изготовления оснастки для производства деталей перспективных моделей автомобиля и внедрены в учебный процесс на кафедре «Резание, станки и инструмент» Тольяттинского государственного университета

Автор защищает:

1. Методику аналитического расчета напряжений в пограничной зоне при точении заготовок с НИП.

2. Эмпирические зависимости для расчета сил резания и износа инструмента при точении молибденового покрытия резцом из сверхтвердого материала без охлаждения и с введением сухого СЭО.

3. Эмпирические зависимости для определения оптимальных параметров работы установки СЭО при точении заготовок с НИП.

4. Методику назначения параметров режима резания при точении покрытий с использованием технологии СЭО.

Диссертация состоит из четырех глав.

В первой главе дан обзор результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов нанесения и обработки износостойких покрытий, методов расчета остаточных напряжений при точении, рассмотрена технология экологически-чистого «сухого» электростатического охлаждения (СЭО) и перспективы применения СЭО при точении заготовок с покрытиями.

Во второй главе представлена методика расчета остаточных напряжений при токарной обработке заготовок с НИП, позволяющая получить немонотонную зависимость напряжений от глубины.

В третьей главе приведены результаты экспериментов по токарной обработке заготовок с НИП, получены зависимости для расчета составляющих сил резания и ширины площадки износа при точении для двух вариантов токарной обработки напыленного молибденового покрытия -без охлаждения и с применением СЭО.

В четвертой главе представлены результаты исследования параметров режима работы установки СЭО и их влияния на показатели токарной обработки. Приведены практические рекомендации, вытекающие из результатов исследования.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате выполненных исследований разработана методика расчета остаточных напряжений, позволяющая определить глубину деформированного слоя и уровень напряжений при точении покрытий. Исходные данные для расчета содержат в большинстве априорно известные величины (режим резания, геометрию инструмента и срезаемого слоя, механические характеристики материалов резца, покрытия и основы) и экспериментально определяемые силы резания. Адекватность результатов расчетов подтверждена экспериментально.

2. Разработанная схема расчета напряжений при обработке износостойких покрытий может быть использована для оптимизации режимов обработки износостойких покрытий совместно с методикой расчета сил резания.

3. Экспериментально установлено, что использование технологии СЭО оказывает существенное влияние на силы резания и интенсивность изнашивания инструмента при точении молибденового напыленного покрытия эльборовым инструментом. Получены математические модели, устанавливающие зависимость сил резания и величины износа инструмента от основных параметров процесса резания

4. Получены зависимости для расчета электрического напряжения иглы сопла установки СЭО обеспечивающего наибольшую мощность коронного разряда при различных диаметрах сопла и вылетах иглы. Зависимости применимы для точения напыленных износостойких покрытий.

5. Установлено, что с повышением скорости потока воздуха, проходящего через зону коронного разряда, ток короны снижается. Получены зависимости для расчета относительного снижения тока короны в зависимости от давления воздуха и конфигурации сопла.

6. Предложено оценивать эффективность СЭО с помощью косвенной характеристики — тока переноса. Установлены зависимости тока переноса от давления воздуха, длины воздушной струи и конфигурации сопла.

7. Сформулированы рекомендации по применению процессов токарной обработки заготовок с напыленными износостойкими покрытиями в производственных условиях и при подготовке специалистов специальности 151002 в Тольяттинском государственном университете.

8. На основе полученных аналитических и экспериментальных зависимостей выполнено проектирование технологической операции обработки оси сателлита планетарного редуктора на ОАО «Волгоцем-маш», что обеспечило повышение производительности в 1,5 раза и стойкости инструмента в 1,2 раза с сохранением уровня остаточных напряжений в поверхностном слое обработанной детали. Условно-годовая экономия от внедрения технологии СЭО на операции токарной обработки оси сателлита планетарного редуктора составляет 48 052 руб.

1. Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика /Г. Н.Абрамович. М.: Наука, 1969.- 592 с.

2. Аваков, Д. А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов / Д. А. Аваков.- М.: Машгиз, 1960. 308 с.

3. Авдеев, В. Н. Технология и выбор способа металлопокрытия / В. Н. Авдеев. Ташкент: Мехмат, 1990.- 272 с.

4. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / под общ. ред. А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977.- 391 с.

5. Абрамов, В.В. Остаточные напряжения и деформации в металлах / В.В. Абрамов.-М.: Машгиз, 1963. 388 с.

6. Агеев, Н.П. Механические испытания металлов при высоких температурах и кратковременном нагружении / Н.П. Агеев, С.И. Ка-ратушин М.: Металлургия, 1968. - 280 с.

7. Агеев, Н.П. Исследование упрочнения и пластичности металлов и сплавов в широком диапазоне изменения скоростей и температур деформации / Н.П. Агеев. Труды/ ЛМИ, 1966.- №54.- С. 99108.

8. Александров, А.В. Основы теории упругости и пластичности/ А.В. Александров, В.Д. Потапов М.: Высшая школа, 1990. - 400 с.

9. Антошин, Е.В. Газотермическое напыление покрытий / Е.В. Ан-тошин,- М.: Машиностроение, 1974. 96 с.

10. Ален, А.А. Температуроустойчивые неорганические покрытия /А.А. Ален. JI.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1976. - 295 с.

11. Аткинс, Ф. Контроль качества при плазменном напылении — В кн.: Получение покрытий высокотемпературным распылением / Ф. Аткинс. М. : Атомиздат 1973. - С. 302-3 10

12. Ахметзянов, И.Д. Повышение эффективности механообработки на основе применения сильных электрических полей / И.Д. Ахметзянов, В.В. Бедункевич, И.П. Верещагин, В.И. Ильин // Электронная обработка материалов. 1990. - №3. - С. 10-13.

13. Ахметзянов, И.Д. Возможности и условия применения метода сухого электростатического охлаждения при резании металлов/ И.Д. Ахметзянов, В.В. Бедункевич, В.И. Ильин // Электронная обработка материалов. — 1991. — №5. С. 71—74.

14. Ахметзянов, И.Д. Возможности и условия применения СЭО при резании металлов/ И.Д. Ахметзянов, В.В. Бедункевич, В.И. Ильин, С.И. Ляпунов // Приборы и системы управления. 1991. -№5. С. 40-41.

15. Ахметзянов, И.Д. Влияние униполярного коронного разряда на процесс обработки резанием/ И.Д. Ахметзянов, В.И. Ильин, В.Г. Кирий // Электрофизические процессы в сильных электрических и магнитных полях: Межвуз. сб.-. Чебоксары: ЧувГУ, 1987. -148 с.

16. Барабан, В. П. Обработка твердых сплавов и наплавок резцами из гексанита — Р/ В.П. Барабан, В. Ю. Поволоцкий, Г.Б. Виноградова //Машиностроитель. 1977. -№3. — С.24-25.

17. Безухов, Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести / Н.И. Безухов. М.: Высшая школа, 1968. - 5 12 с.

18. Безухов, Н.И. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач/ Н.И. Безухов, О.В. Лукин.— М.: Высшая школа, 1974. — 200 с.

19. Биргер, И. А. Круглые пластинки и оболочки вращения / И. А. Биргер.—М.: Оборонгиз, 1964.

20. Биргер, И.А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. М.: Маш-гиз, 1963.-232 с.

21. Бобров, В. Ф. Основы теории резания металлов / В. Ф. Бобров. -М.: Машиностроение, 1975.

22. Боровский, Г. В. Металлорежущий инструмент из синтетических сверхтвердых материалов: Обзор, информ.- М.: ВНИИТЭМР, 1986.-48 с.

23. Гаврилов, Г.М. Практическая аппроксимация / Г.М. Гаврилов. -Куйбышевский политехнический институт. Куйбышев, 1976. -60с.

24. Гордон, М. Б. Пути повышения стойкости резцов из гексанита -Р / М.Б. Гордон, П.И. Степанов, В. А. Гартфельдер и др. // Синтетические алмазы. — 1979.— вып.З.- С. 50-52.

25. Готлиб, Л.И. Плазменное напыление / Л.И. Готлиб. — М. : ЦИНТИхимтехмаш, 1970. 72 с.

26. Губкин, С.И. Пластическая деформация металлов. ВЗ—х т. М.: Металлургиздат, I960.- т.1. 376 е., т.2. - 416 е., т.З. - 306 с.

27. Дель, Г.Д. Связь между напряжениями, твердостью и пластической деформацией при повышенных температурах/ Г.Д. Дель Ф.Х. Томилов // Известия АН СССР/Металлы 1970. №1. - С. 144-149.

28. Демиденко, JI.M. Высокоогнеупорные композиционные покрытия / JI.M. Демиденко.- М.: Металлургия.- 1979.-216 с.

29. Евстигнеев, М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов/ М.И. Евстигнеев, A.M. Сулима. М.: Машиностроение, 1974. - 256 с.

30. Зорев, Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов / Н. Н. Зорев. -М.: Машгиз, 1955.- 425 с.

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

32. Ивашко, В. С. Электротермическая технология нанесения защитных покрытий/ B.C. Ивашко, H.JI. Куприянов, А.И.Шевцов. — Минск: Навука / техн/ка, 1996.— 375 с.

33. Иващенко, Г.А. Использование безвольфрамовых сплавов и сверхтвердых материалов в ремонтном производстве/ Г.А. Иващенко, П.В. Тимофеев // Технология и организация производства. 1985.-№3. - с.38-39

34. Ильюшин, А.А. Механика сплошной среды / А.А. Ильюшин. -М.: Московской университет, 1978. 287 с.

35. Йотов, В.В. К вопросу теории сухого электростатического охлаждения режущего инструмента/ В.В. Йотов, Н.В. Хрипунов // «Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях»: Материалы конференции. Киев, 2001.

36. Исследование метода «сухого» электростатического охлаждения режущего инструмента (СЭО)/ В.С Лобанцова, В.М Ковальский// Отчет о проведенных испытаниях ВНИИ инструмент.— Москва — 1990.

37. Кайзер, X. Влияние коэффициента аккумуляции тепла на температуру поверхности раздела и прочность адгезионного сцепления при высокотемпературном напылении. — В кн.: Получение покрытий высокотемпературным распылением. М. : Атомиздат, 1973.-С. 165-170.

38. Киселев, В. А. Плоская задача теории упругости. М.: Высшая школа, 1976. - 151 с.

39. Клименко, С.А. Точение износостойких защитных покрытий/ С.А. Клименко, Ю.О. Муковоз, Л.Г. Полонский, П.П. Мельни-чук.- К.: Техника, 1997. 146с.

40. Кожуро, Л.М. Обработка износостойких покрытий / Л.М. Кожу-ро. Минск: Дизайн ПРО, 1997 - 208 с.

41. Корыхалов, А. В. Качество деталей, восстановленных газотермическим напылением / А.В. Корыхалов, А.А. Гаусов, В.Д. Лебедев //Лесная промышленность.— 1990.—№10.-С.14.

42. Костиков, В.И. Плазменные покрытия/ В.И. Костиков, Ю.А. Шестерин.- М.: Металлургия, 1978. 159 с.

43. Кравченко, Б.А. Теория формирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке: Учебное пособие / Б.А. Кравченко . Куйбышев: КПтИ, 1981.- 90 с.

44. Кравченко, Б.А. О точности методов определения глубины упрочняемого слоя на деталях//Вестник машиностроения / Б.А. Кравченко. 1978.- № 11.- С. 35.

45. Круцило, В.Г. Теоретические и экспериментальные исследования остаточных напряжений в поверхностном слое закаленных сталей при тонком точении резцами из СТМ: дисс. . канд. тех. наук: 05.03.01./ Круцило Виталий Григорьевич Куйбышев, 1979. - 186 с.

46. Круцило, В.Г. Механизм формирования остаточных напряжений при свободном резании закаленных сталей/ В.Г. Круцило, Б.А. Кравченко //Обработка высокопрочных сталей и сплавов инструментами из сверхтвердых синтетических материалов. Куйбышев: 1980. С. 91.

47. Кравченко, Б.А. Повышение выносливости и надежности деталей машин и механизмов/ Б.А. Кравченко, Д.Д. Папшев, Б.И. Колесников и др.- Куйбышевское книжн. изд-во, 1966. 222 с.

48. Кряжков, В.М. Научные основы восстановления работоспособности деталей сельскохозяйственных тракторов применением металлопокрытий и упрочняющей технологии: дис. . докт. тех. наук: 05.02.08 / Кряжков Валерий Михайлович. Пушкин: ЛСХИ, 1973. - 384 с.

49. Кудинов, В.В. Плазменные покрытия / В.В. Кудинов. М.: Наука, 1977. - 184 с.

50. Кушнер, В. С. Термомеханическая теория процесса непрерывного резания пластичных металлов / В. С. Кушнер. Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1982. - 91 с.

51. Лезвийный инструмент из сверхтвердых материалов: Справ. / Под общ. ред. Н.В. Новикова.- Киев: Техн/ка, 1988.- 118 с.

52. Лещинер, Я.А. Лезвийный инструмент из сверхтвердых материалов/ Я.А. Лещинер, P.M. Свиринский, В.В. Ильин. — Киев: Техн/ка, 1981.- 120 с.

53. Литвинович, Н.Ф. Обработка твердосплавных покрытий: Об-зорн. информ. Сер. Ремонт предприятий / Н.Ф. Литвинович.— М.: НИИТЭХИМ, 1983.- 40 с.

54. Лоскутов, B.C. О возможности управления механическими характеристиками материалов, получаемых методом плазменного напыления// Порошковая металлургия. — 1978.- №8.- С. 15-19.

55. Максимович, Г.Г. Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытиями/ Г.Г. Максимович, В.Ф. Шатинский. Киев: Наук, думка, 1983. - 264 с.62