автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки при фрезеровании

На правах рукописи

САБЛИН Павел Алексеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Специальность 05 03 01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомольск-на-Амуре

тяв

- 2008

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО «КнАГТУ») на кафедре «Технология машиностроения»

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Кабалдин Юрий Георгиевич

доктор технических наук, профессор Давыдов Владимир Михайлович

кандидат технических наук Дунаевский Юрий Владимирович

Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук г Комсомольск-на-Амуре

Защита диссертации состоится «15» мая 2008 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212 092 01 в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете по адресу 681013, г Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина, д. 27, ауд 201-3, Факс 8-(4217)-54-08-87, E-mail: mdsov@,knastu ru

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета

Автореферат разослан «14» апреля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, к т н, доцент

Пронин А И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности высокоскоростной обработки (ВСО) требует углубленного изучения физических явлений, сопровождающих процесс резания Основными отличиями ВСО от традиционной механической обработки с физической точки зрения являются - преобладание быстротекущих динамических процессов, как в зоне резания, так и в упругой системе станка (УСС) и ярко выраженная нелинейность законов развития этих процессов

Для условий ВСО перестают быть адекватными линейные, либо слабонелинейные математические модели, хорошо зарекомендовавшие себя на малых и средних скоростях резания, и становятся неэффективными большое количество методов оценки состояния динамической системы станка.

Кроме того, высокая скорость процессов пластической деформации и тепловых процессов при ВСО в совокупности с существенной нелинейностью зависимости силы резания от толщины среза и скорости резания приводят к возникновению хаотического состояния динамической системы, вследствие чего динамическая система станка становится очень чувствительной даже к незначительным внешним возмущениям Например, небольшие колебания припуска заготовки в процессе резания приводят к значительным искажениям траектории формообразования и как следствие снижению качества обрабатываемой поверхности

В этой связи, исследование физических явлений, сопровождающих процесс ВСО, и установление их взаимосвязи с устойчивостью процесса резания и качеством обработанной поверхности является актуальной задачей современного машиностроения

Целью работы является повышение эффективности высокоскоростного фрезерования на основе исследования динамических, силовых и тепловых процессов при ВСО

Для реализации цели работы поставлены следующие задачи:

- исследовать динамику процесса высокоскоростного фрезерования на основе силовых и температурных измерений,

- провести экспериментальные исследования, раскрывающие особенности протекания тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании;

- разработать математическую модель, характеризующую устойчивость динамической системы резания;

- разработать пути повышения эффективности высокоскоростного фрезерования.

Научная новизна работы состоит в том, что

- исследована динамика сил резания и температурные условия ВСО Показано, что в зоне резания температура может достигать температуры плавления;

- предложена математическая модель динамики процесса резания в виде нелинейного осциллятора, позволившая изучить механизмы возникновения динамической неустойчивости и детерминированного хаоса при ВСО,

- предложен метод оптической диагностики тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании, основанный на использовании современных цифровых фототехнологий и применении аппаратных нейронных сетей

Метод исследования сочетает теоретический анализ и физический эксперимент В теоретических исследованиях применялись методы технологии машиностроения, станковедения, методы теории колебаний, теории нелинейных колебаний и волн, теории хаоса, теории фракталов и теоретической нелинейной динамики В отдельных исследованиях использовались методы оптической пирометрии, цифровой регистрации и обработки фотоизображений и нейронносетевые технологии Производственно-экспериментальные исследования проводились по разработанным методикам с помощью прямых и косвенных измерений для токарной и фрезерной операций Практическая ценность работы состоит в следующем

- разработаны рекомендации по повышению устойчивости процесса высокоскоростного фрезерования;

- разработаны рекомендации по улучшению качества обработанной поверхности путем исключения неустойчивых режимов резания, характеризующихся ростом температуры в зоне обработки,

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов и аспирантов, г Комсомольск-на-Амуре, 2006-2007 г Результаты работы докладывалась на расширенных заседаниях кафедры «Технология машиностроения» КнАГТУ (2005-2008 гг.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений Диссертация изложена на 141 странице и включает 65 рисунков и 4 таблицы Библиографический список охватывает 109 литературных источников

Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, доценту Биленко Сергею Владимировичу за постоянную поддержку и помощь в работе над диссертацией, а также выражает благодарность коллективу кафедры «Технология машиностроения» за помощь в проведении исследований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, отмечена ее научная новизна и практическая ценность

В первой главе проведен аналитический обзор научной литературы, посвященный проблемам высокоскоростной обработки Проанализированы преимущества высокоскоростного фрезерования перед традиционными методами механообработки, зависимости сил резания и распределения тепла в зоне обработки от скорости резания, устойчивость динамической системы при высокоскоростном фрезеровании, а также математические методы оценки устойчивости динамических систем

Показано, что исследованию процессов обработки металлов резанием посвящено большое количество работ как российских, так и зарубежных ученых, среди которых В Ф Бобров, А М Даниелян, Н Н Зорев, М И Клу-шин, Т Н Лоладзе, А Н Резников, Н В Талантов и ряд других авторов

Большой вклад в исследование динамических процессов при механической обработке внес В А Кудинов Ряд понятий, введенных им при разработке этого научного направления, в настоящее время является общепризнанным Крупный вклад в решение проблемы управления динамической устойчивости процессов механической обработки внесли Б М Бржозовский, И Г. Жарков, В Л Заковоротный, ЮГ. Кабалдин, С.С. Кедров, А В Кудинов, М Л Орликов, А В. Пуш

Отмечено, что в большинстве опубликованных на сегодняшний момент исследовательских работ, резание рассматривается как непрерывный в масштабе времени эксперимента стационарный процесс Поэтому предложенные в данных работах модели, отражающие различные аспекты процесса резания адекватны только для технологических операций непрерывного резания, таких как точение, сверление, волочение и т д Для обработки фрезерованием, данные модели можно использовать только при условии введения существенных динамических поправок, учитывающих прерывистый характер резания Причем эти поправки практически не затрагивают такой важный с позиций обеспечения эффективности высокоскоростного фрезерования фактор, как динамическая устойчивость процесса прерывистого резания

Таким образом, для обеспечения эффективности высокоскоростного фрезерования необходимо более глубокое изучение динамики процесса прерывистого резания при ВСО, а также разработка новых динамических моделей, позволяющих проводить оценку устойчивости как процесса ВСО в целом, так и отдельных его рабочих процессов (силовых, тепловых и т д )

Во второй главе изложены методы экспериментальных исследований Представлены технические характеристики используемого технологического оборудования, измерительных преобразователей (датчиков) и аппаратуры для наблюдения и записи результатов измерения Рассмотрены применяемые методы устранения шумов в измеряемых сигналах

В процессе экспериментальных исследований изучались динамика процесса прерывистого резания, силы резания и температура в зоне обработки при высокоскоростном фрезеровании жаропрочных и закаленных сталей, а также титановых сплавов

Эксперименты проводились на вертикально-фрезерном станке 6М12П и высокоскоростном малогабаритным фрезерном станке с ЧПУ «Снайпер-9» 2004 года выпуска Станок 6М12П оснащен коробкой скоростей, способной развивать частоту вращения шпинделя до 1600 мин"1, что позволило добиться скорости резания 1000 м/мин Данный станок обладает жесткостью, позволяющей обрабатывать на нем детали из закаленных сталей и титановых сплавов Станок «Снайпер-9» оснащен высокоскоростным электрическим шпинделем, позволяющим развивать скорость вращения до 26 тыс мин"1 (максимальная скорость резания 650 м/мин при диаметре инструмента 8 мм) Точность позиционирования (повторения) по осям X, Г и 2 составляет ±0,02 мм Усилия, производимые приводами подач, позволяют производить высоко-

скоростную обработку любых конструкционных материалов, вплоть до закаленных сталей с параметрами твердости HRC 55 Станок оснащен системой ЧПУ, выполненной на базе промышленного компьютера с предустановленной операционной системой реального времени QNX

Составляющие сил резания при фрезеровании измерялись четырехко-ординатным динамометром СУР-600 Конструкция динамометра позволяет использовать его вместо станочного приспособления для закрепления в нем детали при фрезеровании Сигнал, поступающий с динамометра, усиливался при помощи полупроводникового тензоусилителя Топаз-3

Измеряемые величины фиксировались с помощью прецизионного че-тырехканального цифрового осциллографа «Adlink NuDAQ РС1-9812» 2002 года выпуска Осциллограф выполнен в виде модуля расширения для персональной ЭВМ В измерительной части осциллографа используется 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь, что позволяет снизить уровень погрешностей квантования до 0,025% Максимальная частота преобразования составляет 20 МГц, максимальная длина осциллограммы - 6,7 107 отсчетов

Наряду с анализом сил резания, проводилось изучения тепловых процессов, протекающих в зоне резания. Известно, что изменение температуры при прерывистом резании представляет серьезную задачу, особенно при ВСО Поэтому нами проводились как экспериментальные исследования по оригинальной методике, так и теоретические расчеты Для измерения температуры стружки и инструмента использовался метод оптической пирометрии Такой выбор обоснован тем, что высокоскоростная обработка металлов в подавляющем большинстве производится без применения СОЖ, поэтому в зоне резания отсутствуют пары и конденсат, которые очень затрудняют применение методов оптической диагностики при традиционной металлообработке Кроме того, ВСО характеризуется образованием мелкой хорошо сегментированной стружки, часть из которой сгорает сразу же после отделения от заготовки, а остальная дробится на элементы малой массы, следовательно, вероятность повреждения оптических датчиков стружкой чрезвычайно мала

В качестве метода оптического измерения температуры использовалась цветовая пирометрия, основанная на определении отношения яркостей b в двух областях спектра

= (1)

где 7ц - цветовая температура, в качестве bt и Ь2 - яркости излучений, XhX2-длины волн излучений. Истинная температура Т тела определяется по формуле

1 1 1

Гц 1,4380

lns(M2 (2)

8 (Х2,Т)

1 I

—+—

где е(Х,Т) - излучательная способность тела на длине волны X при температуре Т Цветовую пирометрию обычно проводят с помощью специальных фотоэлектронных измерительных приборов Единственной причиной по которой фотоэлектронные цветовые пирометры не нашли пока широкого промышленного применения является сложность их конструкции и дороговизна

Однако наблюдающийся в последние годы бурный рост развития цифровых фото- и видеотехнологий открывает новые перспективы для создания компактных и недорогих цветовых пирометров.

В настоящее время цифровые фотоэлектронные матрицы с зарядовой связью (ПЗС) достаточно дешевы, а между тем каждая такая ПЗС-матрица содержит все необходимые компоненты для осуществления цветовой пиро-Митпышь, метрии (рис. 1). Основой ПЗС-матрицы яв-

л\ Цветовые 1

ГСтг^^С*! у""*"""^ ляется массив фотодиодов, регулярно рас-

Фотодиоды положенных на подложке. Каждый фотодиод оснащен микролинзои, фокусирующей на него свет, получаемый через определенную область объектива. Так как фотодиоды яв--¿¿-ц-^ЧУ-1 ляются монохромными устройствами, то

Рис. I. Устройство ПЗС-матрицы есть воспринимают только яркость Ь падающего света, но не длину X его волны, то между микролинзами и фотодиодами расположены цветовые фильтры. Распределение таких светофильтров по поверхности ПЗС-матрицы может быть различным, но чаще всего применяется байеровский цветовой фильтр (рис. 2а).

Рис. 2. Схема расположения цветов на байеровском мозаичном цветовом

фильтре (а): К - красный светофильтр, 3 - зеленый, С - синий. Схема нейронной сети для измерения температуры участка тела по яркост-ным сигналам четырех смежных фотодиодов ПЗС-матрицы (б)

Использование недорогих ПЗС-матриц позволяет создать эффективную тепловизионную систему оптической диагностики процесса высокоскоростного фрезерования. Для этого следует рассматривать ПЗС-матрицу как упорядоченный набор точечных оптических пирометров. Каждый такой пирометр состоит из четырех смежных фотодиодов, расположенных под ближайшими друг к другу красным, синим и двумя зелеными светофильтрами, (на рис. 2а показаны штриховыми границами) и способен определить температуру в отдельной точке проецируемого объекта. Если проградуировать сигналы, получаемые с четырех рассматриваемых фотодиодов в единицах яркости Ь, то мы получим возможность определить температуру Т точки проецируемого объекта пятью разными способами, попарно подставляя в формулы (I) и (2) соотношения Ьк/Ьс, ¿к^зь Ьк/Ьз2, ¿з/бс и Ь^Ьс, где Ьк, Ьс, бзь &32 - соответственно яркости излучения прошедшего через красный, синий и два зеле-

ных светофильтра, регистрируемого фотодиодами.

Однако практическое использование формул (1) и (2) затруднено в силу того, что излучательная способность s обрабатываемого материала и его температура Т являются взаимозависимыми параметрами. Кроме того, изменение г с повышением Т имеет необратимый характер, так как блестящая поверхность нагретой стружки быстро покрывается тончайшей пленкой окислов, окрашенной в цвет побежалости. Поэтому для определения температуры Т была использована обученная на экспериментальных данных нейронная сеть (рис. 26).

Для проверки вышеприведенной методики был создан экспериментальный стенд оптической диагностики процесса высокоскоростного фрезерования. В качестве оптического датчика использовался профессиональный цифровой фотоаппарат «Sony DSC-F828», установленный на штативе рядом с фрезерным станком. Этот аппарат поддерживает RAW-формат хранения изображений (т.е. изображения, снятые непосредственно с ПЗС-матрицы, без последующей их фильтрации и адаптации под особенности человеческого зрения). Фиксируемые фотоаппаратом изображения в режиме реального времени передавались по USB-кабелю на ЭВМ, где производилась их обработка при помощи разработанного оригинального программного обеспечения «Pi-roHSM».

813'С 786 "С 758 "С 731 "С 704 "С S7$"C 649 "С 622 "С 594 "С 567-С 540 X 512 "С !<в5"С

В 458 "С

П4Э0-С

О 403 "С

D 275 К

□ 348*С

0321 "С

□ 293 "С

□ 268 "С

□ 239 "С

□ 211 "С

□ 184 *С

□ 157 "С

□ 129-С

□ 102-С

□ 75 "С

□ 47 "С

О 20 "С

Рис. 3. Фотографии процесса высокоскоростного фрезерования закаленной стали 40Х (а), и температурная картина (б), полученная из изображения, соответствующая данному изображению. Режимы резания: У=458 м/мин, Сф=1 мм, б = 0,05 мм/зуб

Программа «РкоШМ», преобразует КА\У-изо6ражение в тепловую картину исследуемого процесса. Пример такой картины процесса высокоскоростного фрезерования закаленной стали показан на рис. 3. Скорость получения тепловых картин составляет 1,5 кадра в секунду, но может быть повышена при использовании более совершенных ПЗС-матриц.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований, целью которых была диагностика процесса высокоскоростного фрезерования. В качестве диагностических признаков использовались: переменная составляющая силы резания и температура получаемой стружки.

Первым этапом исследования было определение прямым методом зависимости силы резания от скорости резания при фрезеровании закаленных сталей и титановых сплавов (рис 4) Из графиков видно, что при обработке стали (рис 4а), с увеличением скорости резания, уменьшается сила резания, а также высота микронеровностей (шероховатость) обработанной поверхности При фрезеровании титанового сплава (рис. 46), с ростом скорости резания, сила резания уменьшается более интенсивно, а вместе с ней и уменьшается высота микронеровностей Коэффициент корреляции между зависимостью силы резания и шероховатостью обработанной поверхности от скорости резания для закаленной стали 40Х составил 0,94, а д ля титанового сплава ВТЗ - 0,89

140

вГ 120 х

X

5 100

о.

я

§ >0 -О

00

40

3,8

3,3 * х

гц й *

ад!

3

I

о

1,3 3 0,8

140

> 120

к

х

| 100 -

в

а.

г во

х

О

во

40

3,8 3,3 I

X

2,8 ё

2а р г

1,3 I

400 600 800

100

200

300

500

а) Рис

Скорость резания, м/мин Скорость резания, м/мнн

4 Зависимость силы резания (сплошная линия) и шероховатости обработанной поверхности (пунктирная линия) от скорости резания при фрезеровании а - закаленной стали 40Х (8=0,05 мм/зуб, 1=1 мм), б -титанового сплава ВТЗ (8=0,05 мм/зуб; 1=1 мм)

Вторым этапом исследования было определение температуры стружки методом оптической пирометрии Эксперименты показали, что при высокоскоростной обработке, температура в зоне резания может достигать температуры плавления обрабатываемого материала (рис 5)

350 550 750

Скорость резания, м/мин

950

Рис 5. Зависимость температуры стружки от скорости резания при фрезеровании закаленной стали 40Х (сплошная линия) и титанового сплава ВТЗ (пунктирная линия), (з=0,05 мм/зуб, 1=1 мм) В результате расчетов, проверка точности измерения температуры стружки методом оптической пирометрии показала, что погрешность изме-

рения максимальной температуры стружки составила не более 5% дая стали и 9% для титановых сплавов

Для сравнения полученных экспериментальных зависимостей с теоретическими расчетами, в первом приближении температуру стружки в при-контактном слое определим

* гг, ТГ£

АТ =

С '

где Ту - касательное напряжение по опорной поверхности стружки, £ - степень деформации приконтактного слоя, Су - удельная теплоемкость обрабатываемого материала

По данным Зорева Н Н. тР принимаем 5»105 Н/м2, £ =20. В результате расчетов, температура в приконтактном слое составляет 1200 1600 К, то есть температура близка к температуре плавления Например, температура плавления для стали У8 равна 1543 К

Таким образом, при ВСО температура в зоне резания, учитывая чрезвычайно малую зону контакта стружки с передней поверхностью инструмента, может достигать температуры плавления

Четвертая глава посвящена построению математических моделей процесса высокоскоростной механообработки

Одним из подходов к повышению эффективности высокоскоростной механообработки также является исследования причин возникновения динамической неустойчивости в упругой системе станка и предотвращение сценариев развития данного вида неустойчивости

Для создания математической модели, динамическая система резания (рис 6) рассматривается в виде двухмассовой модели с четырьмя степенями свободы

'м,*,+ ад, =~Рг

ЩУ\ + К1У1 + спУх = ? (3)

т2г2+к22г2+сг2г2=Рг '

тгУг +КгУг + сг2уг =¥г

где гп\ и т2~ приведенные массы инструмента и заготовки соответственно, /г21, /гУ1, /г22, ЬУ2 - коэффициенты диссипации (рис 6), с2ь сУ1, с22, сУг - коэффициенты жесткости, /*г и - проекции силы резания, вычисляемые следующим образом

(4)

ь2 ь2

Где Ау = у2-у, + (/,,-^Ц -2,2)+/г2 , Аг = г1-г2 , Ь2=^Ау2+&!2 , а = -функция модуля силы резания в зависимости от скорости у = V ра+гх -г2 перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали

|Л. (Л

Параметры динамической системы резания при фрезеровании торцовой фрезой диаметром 160 мм (вылет ножа = 15 мм) стальной заготовки (длина 200 мм, ширина 80 мм), закрепленной на вертикально-фрезерном станке 6М12П были получены экспериментально с помощью обстукивания упругой системы станка измерительным молотком

Согласно предложенной схемы (рис 6) и с учетом реальной кинематики процесса фрезерования, функция силы резания Г(у) принята в виде разрывной зависимости, имеющей вид.

т = 1Р^еа1иу>0 , [0 ,еслиу<0

где Л» - аппроксимирующая функция

Функция Ду) определена как для положительных, так и для отрицательных скоростей V Но при переходе в область отрицательных значений функция терпит разрью (инструмент из контакта с заготовкой) И, таким образом, при неположительных значениях V сила резания Ду) всегда равна нулю

Для численного решения системы уравнений (3) и расчета процессов, протекающих в исследуемой динамической системе, применялся метод Рун-ге-Кутта четвертого порядка Для достижения приемлемой точности метода Рунге-Кугта использовался фиксированный шаг по времени А/, равный 1/100 периода Гк собственных колебаний самой высокочастотной степени свободы исследуемой системы

Предварительное исследование динамики системы (3) проводилось с помощью одномерного точечного (дискретного) отображения В целях упрощения расчета учитывались только вертикальные колебания г, вершины инструмента, то есть система (3) временно сводилась к одному уравнению

т1г1 + + ЗД = ) , (5)

имеющему двумерное фазовое пространство (плоскость)

личных значений скорости Урез 20 м/мин (а, б), 40 м/мин (в, г), 60 м/мин (д, е)

Анализ полученных отображений (рис 7), показывает, что при значении скорости Крез = 20 м/мин точечное отображение (рис. 7а) пересекает биссектрису один раз в направлении по часовой стрелке (если взять за центр вращения левый нижний угол графика) Это означает, что фазовая траектория осциллятора (5) при данном значении параметра Грез имеет одну устойчивую точку, в которой режущая кромка и центр вращения инструмента находится в покое (К2) = 0) И, судя по тому, что диаграмма Ламерея имеет всего 2-3 видимых итераций, эта точка является узлом с очень сильным притяжением, что хорошо заметно на графике фазовой траектории (рис. 76)

Д ля значения скорости Грез = 40 м/мин точечное отображение (рис 7в) пересекает биссектрису в трех точках, причем два раза по часовой стрелке

(точки А и С) и один раз против часовой (точка В) Применительно к исследуемой динамической системе это означает, что ее фазовая траектория в данном случае имеет две устойчивые точки А иСи одну неустойчивую точку В Это значит, что осциллятор (5) при данной Крсз способен совершать автоколебания Наличие внутри цикла неустойчивой точки В говорит о том, что в данном случае присутствует режим мягкого самовозбуждения колебаний, то есть автоколебания возникнут с течением времени при любых начальных условиях

При увеличении скорости Крез до 60 м/мин точечное отображение (рис 7г) все еще сохраняет изогнутую форму, но пересекает биссектрису всего один раз и по часовой стрелке Что означает, что фазовая траектория имеет всего одну устойчивую точку К21 = 0, и как заметно из диаграммы Ламерея (6-8 видимых итераций), эта точка является устойчивым фокусом со слабым притяжением

Рис 8 Траектории перемещений для модели динамической системы резания (4) при скорости резания Урез = 40 м/мин траектория перемещений вершины инструмента (а) и траектория относительных перемещений инструмента и детали (б)

Дальнейшее исследование динамической системы процесса резания проводилось после перехода от упрощенной модели (5) обратно к исходному виду (3) Исследовались траектория перемещения вершины инструмента в координатах (уь (рис. 8а) и относительные перемещения центра вращения инструмента и детали в координатах (У2-У1, ^-г,) (рис 86), представляющие наибольший интерес с точки зрения оценки точности формообразования С точки зрения механообработки в данном случае динамическая система резания находится в неустойчивом состоянии, то есть совершает автоколебания Но с точки зрения теории колебаний данная система устойчива, так как-

а) обладает общей устойчивостью - фазовая траектория системы не убегает с течением времени в бесконечность, а локализуется в конечном объеме фазового пространства,

б) обладает и локальной устойчивостью - небольшие внешние возмущения не изменяют форму фазовой траектории, траектория сохраняет форму пре-

а)

О 0,01

Смещение у1, мм

б)

-0,09 -0,08 -0,07 -0,06 -0,05 Сме1цение у2-у1 мм

дельного цикла

Рассмотрим, возможна ли в динамической системе резания неустойчивость с математической точки зрения, другими словами возможно ли при обработке металлов точением возникновение детерминированного хаоса Для этого условимся, что резание, как это достаточно часто бывает при обработке жаропрочных сталей и титановых сплавов, сопровождается образованием элементной стружки Тогда добавим в динамическую систему (3) еще одну нелинейную функцию с разрывной правой частью Проекции силы резания и в этом случае будут вычисляться следующим образом.

(6)

где - сила резания при элементном стружкообразовании (рис 9),

значение которой приближенно можно вычислить следующим образом. Шг),если{г/Гстр}< 1-8 [0 , если {1/Тстр}> 1-3 '

где {} - означает дробную часть от числа, Тстр = 1 / ^стр - период времени, за который образуется один элемент стружки, Рстр — частота стружкообразова-ния, 6 - относительная доля времени холостого пробега инструмента после отделения очередного элемента стружки к периоду стружкообразования Т„р

Рис 9 График изменения силы резания при образовании элементной стружки

Зададим значение частоты стружкообразования = 58,5 Гц и построим траектории перемещения вершины инструмента и относительных перемещений инструмента и детали (рис 10а) На графиках видно, что перемещение вершины инструмента в данном случае уже не представляет собой правильный эллипс перемещений, как при использовании зависимостей (4) (рис 8) Предельный цикл рассогласовывается, происходит удвоение его периода

При увеличении частоты стружкообразования до 88,5 Гц (рис 106) разрушение предельного цикла продолжается - происходит утроение периода

-0,005 0 0,005 0,01 0,01! . Скешрние у1, мл

в)

Рис. 10. Последовательность разрушения предельного цикла динамической системы резания и образования хаоса: а - резание с образованием элементной стружки и частотой отделения элементов Рстр=58,5 Гц (удвоение периода предельного цикла); б - Г^ =88,5 Гц (утроение периода); в- Рир =200 Гц (хаотический аттрактор)

И при значении Fcтp = 200 Гц (рис. 10в) предельный цикл разрушается полностью и превращается в странный (хаотический) аттрактор. Этот аттрактор характеризуется тем, что обладает общей устойчивостью, но при этом имеет локальную неустойчивость - фазовые траектории, принадлежащие этому аттрактору, подвергаются интенсивному перемешиванию, что хорошо заметно на графике. Таким образом, в данном случае динамическая система резания проявляет хаотические свойства и является неустойчивой как по Ку-динову, так и по Андронову.

На практике значением частоты стружкообразования при механообработке можно управлять (хотя и не в очень широких пределах) с помощью изменения глубины / резания и подачи Поэтому для прогнозирования динамической устойчивости процесса резания на различных режимах обработки будет полезно составить двумерную карту, отражающую зависимость параметра Д> топологической размерности аттрактора динамической системы от условий резания Крез и ^стр. (рис. 11).

11,515 11,466

■ 1,418 11,360 11,32

■ 1,271 11,222

■ 1,173 9 1,124 Я 1,075 «1,027

0,978 0,929

0,831 0,782 0,733

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Скорость резания Уре1, мм/мин

Рис. 11. Карта динамической устойчивости процесса резания при фрезеровании закаленной стали 40Х (расчетные данные). Оттенками серого обозначена фрактальная размерность П2 аттрактора динамической системы. При 02 > 1 процесс резания динамически неустойчив

Таким образом, согласно проведенным исследованиям для возникновения автоколебаний в процессе высокоскоростной обработки необходимо присутствие, как координатной связи упругой системы станка, так и нелинейной зависимости сил резания от скорости резания. Для возникновения хаоса дополнительно необходимо присутствие ударных воздействий, которые в данной модели отображены в виде разрывных функций.

Пятая глава посвящена разработке путей повышения эффективности процесса ВСО. В этой связи нами разработана управляющая программа для процесса высокоскоростного фрезерования на базе алгоритмов нелинейной динамики.

Важной областью применения методов нелинейной динамики является оптимизация значений рабочих подач и скоростей вращения шпинделя.

Таким образом, для достижения хороших результатов при работе с САМ-системами следует дополнить процесс формирования управляющей программы ЧПУ следующими процедурами:

- оценка хаотичности УП методами нелинейной динамики;

- нейронносетевая оптимизация траектории движения инструмента;

- оптимизации скорости подачи путем реконструкции уравнений динамической системы станка.

Алгоритм формирования данной управляющей программы можно представить в виде блок-схемы, изображенной на рис. 12.

(Г _Начало_3

Г

Ввод математической модели изготавливаемой детали

Первоначальный выбор стратегии формирования УП

Формирование УП штатными средствами САМ-системы

I

Оптимизация траектории движения инструмента с помощью нейронной сети

Рис 12 Алгоритм формирования и оптимизации управляющей программы

ЧПУ с использованием методов нелинейной динамики

Предлагаемый алгоритм устранения хаотичности траектории инструмента путем оптимизации управляющей программы станка методами нелинейной динамики позволяет эффективно решать задачу увеличения производительности высокоскоростного фрезерования.

Данный алгоритм оптимизации управляющих программ ЧПУ для высокоскоростной фрезерной обработки был реализован в виде аппаратно-программного модуля. Программная часть была выполнена на языке С++ с использованием набора функций UG/Open API для CAD/CAM системы Uni-graphics NX Все используемые в расчетах нейронные сети были выполнены аппаратно с помощью встраиваемого в персональную ЭВМ аппаратного ней-роускорителя МЦ4 01 производства НТЦ «Модуль»

Основные результаты и выводы работы

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем

1 Исследованы силовые и температурные зависимости при высокоскорост-

ном фрезеровании Показано, что в приконтактном слое стружки температура резания может достигать температуры плавления обрабатываемого материала

2 Предложен метод оптической диагностики тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании, основанный на использовании современных цифровых фототехнологий и применении аппаратных нейронных сетей

3 Предложена математическая модель динамики процесса высокоскоростного фрезерования в виде нелинейного осциллятора, позволившая изучить механизмы возникновения динамической неустойчивости и детерминированного хаоса при ВСО

4 Разработаны рекомендации по повышению устойчивости процесса высокоскоростного фрезерования, основанные на разработке управляющей программы для станков с ЧПУ, позволившую учесть динамику высокоскоростного фрезерования

5 Разработаны рекомендации по улучшению качества обработанной поверхности путем выбора устойчивых режимов резания

6 Результаты исследований внедрены на кафедре «Технология машиностроения» Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета в учебный процесс дисциплин «Технология машиностроения» и «Моделирование технологических процессов в машиностроении»

Результаты диссертации опубликованы в следующих основных работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Кабалдин, Ю. Г. Математическое моделирование динамической устойчивости процесса резания в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками /ЮГ Кабалдин, С В Биленко, П А Саблин // Вестник машиностроения 2006 -№10, С 35-43

Публикации в других изданиях

2 Кабалдин, Ю. Г. Применение нейронных сетей для оптической диагностики процесса высокоскоростного фрезерования /ЮГ Кабалдин, П А Саблин, С В Биленко // Вестник Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета Выпуск 6 «Управление технологическими процессами в машиностроении» 2007 С 78-89

3 Биленко, С. В. Математическое моделирование динамики сил резания при высокоскоростном фрезеровании с использованием разрывных функций / С В Биленко, П А Саблин // Вестник Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета Выпуск 6 «Управление технологическими процессами в машиностроении» 2007 С 89-98

4 Саблин, П. А. Экспериментальная установка для изучения динамики сил резания при высокоскоростной механической обработке // Вестник Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета Выпуск 6 «Управление технологическими процессами в машиностроении» 2007 С 98-101

5 Кабалдин, Ю. Г. Исследование динамической устойчивости процесса резания в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками / Ю Г. Кабалдин, С В Биленко, П А Саблин // Вестник Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета Выпуск 6 «Управление технологическими процессами в машиностроении» 2007 С 102-121

Подписано в печать 07 04 2008 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Уел Печ л 1,16 Уч-изд л 1,05 Тираж 100. Заказ 21421 Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина, 27

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современное состояние вопроса в области высокоскоростного фрезерования.

1.2. устойчивость процесса фрезерования и современные теории возникновения вибраций при резании.

1.3. силы резания при традиционном и высокоскоростном фрезеровании.

1.4. теплофизика процесса высокоскоростного резания.

1.4.1. Эффекты, протекающие в зоне резания (распределение температуры и т.д.).:.

1.4.2. Методы исследования температурных процессов в зоне резания;

1.5. Методы обеспечения эффективности высокоскоростного фрезерования.

1.6. Выводы и постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Описание экспериментальной установки для исследования сил резания при высокоскоростной обработке.

2.1.1. Четырехкоординатный динамометр марки СУР600.

2.2. Методика эксперимента и описание экспериментальной установки для определения температуры стружки при высокоскоростном фрезеровании.

2.3. Методы устранения шумов в измеряемых сигналах.

2.3.1. Экранирование.

2.3.2. Заземление.

2.3.3. Устранение кабельного эффекта.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Исследование зависимостей сил резания от условий обработки при высокоскоростном точении и высокоскоростном фрезеровании

3.2. Исследование теплофизических процессов при высокоскоростном фрезеровании методом оптической пирометрии.

3.3. Моделирование тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании, расчет температур и сопоставление полученных значений с результатами эксперимента.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ИССЛЕДУЕМЫХ ПРОЦЕССОВ.

4.1. Динамика сил резания при высокоскоростном фрезеровании и силовая модель процесса прерывистого резания.

4.2 Математическая модель устойчивости процесса фрезерования в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками.

4.3. Выводы.

ГЛАВА 5 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ И НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ.

5.1. Оптимизация траектории движения инструмента на станках с ЧПУ на основе методов нелинейной динамики.

5.2. Динамический паспорт станка для операций высокоскоростного фрезерования.

5.3. Выводы.

Повышение эффективности высокоскоростной обработки (ВСО) требует углубленного изучения физических явлений, сопровождающих процесс резания. Основными отличиями ВСО от традиционной механической обработки с физической точки зрения- являются — преобладание быстротекущих динамических процессов, как в зоне резания, так и в упругой системе станка (УСС) и ярко выраженная нелинейность законов развития этих процессов.

Для условий, BOO перестают быть адекватными линейные, либо слабонелинейные математические модели, хорошо зарекомендовавшие себя на малых и средних скоростях резания, и становятся неэффективными большое количество методов оценки состояния динамической системы станка.

Кроме того, высокая скорость процессов пластической деформации и тепловых процессов при ВСО в совокупности с существенной нелинейностью зависимости силы резания от толщины среза и скорости резания приводят к возникновению хаотического состояния динамической системы, вследствие чего динамическая система станка становится очень чувствительной даже к незначительным внешним возмущениям. Например, небольшие-колебания припуска заготовки в процессе резания приводят к значительным искажениям траектории формообразования и как следствие снижению-качества обрабатываемой поверхности.

В этой связи, исследование физических явлений, сопровождающих процесс ВСО, и установление их взаимосвязи с устойчивостью процесса резания и качеством обработанной поверхности является актуальной задачей современного машиностроения.

Цель и задачи работы является повышение эффективности высокоскоростного фрезерования на основе исследования динамических, силовых и тепловых процессов при ВСО.

Для реализации цели работы поставлены следующие задачи: - исследовать динамику процесса высокоскоростного фрезерования на основе силовых и температурных измерений;

- провести экспериментальные исследования, раскрывающие особенности протекания тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании;

- разработать математическую модель, характеризующую устойчивость динамической системы резания; i > *

- разработать пути повышения эффективности высокоскоростного фрезерования.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- исследована динамика сил резания и температурные условия» ВСО. Показано, что в зоне резания температура может достигать температуры плавления;

- предложена математическая модель динамики процесса резания в виде нелинейного осциллятора, позволившая изучить механизмы возникновения динамической неустойчивости и детерминированного хаоса при ВСО;

- предложен метод оптической диагностики тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании, основанный на использовании современных цифровых фототехнологий и применении аппаратных нейронных сетей;

Метод исследования сочетает теоретический анализ и физический эксперимент. В теоретических исследованиях применялись методы технологии машиностроения, станковедения, методы теории колебаний, теории нелинейных колебаний и волн, теории хаоса, теории фракталов и теоретической нелинейной динамики. В отдельных исследованиях использовались методы оптической пирометрии, цифровой регистрации и обработки фотоизображений и нейронносетевые технологии. Производственно-экспериментальные исследования проводились по разработанным методикам с помощью прямых и косвенных измерений для токарной и фрезерной операций. Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны рекомендации по повышению устойчивости процесса высокоскоростного фрезерования; разработаны рекомендации по улучшению качества обработанной поверхности путем исключения неустойчивых режимов резания, характеризующихся ростом температуры в зоне обработки;

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов и аспирантов, г. Комсомольск-на-Амуре, 2006-2007 г. Результаты работы докладывалась на расширенных заседаниях кафедры «Технология машиностроения» КнАГТУ (2005-2007 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 141 странице и включает 65 рисунков и 4 таблицы. Библиографический список охватывает 109 литературных источников.

В первой главе анализируется современное состояние методов исследования процессов высокоскоростной механической обработки. Рассмотрены современные взгляды на механизмы возникновения динамической неустой чивости процесса механической обработки — появлении возмущений и вибраций в упругой системе станка. Определена степень негативного влияния динамической неустойчивости процесса высокоскоростной механической обработки на параметры ее эффективности - производительность, качество обработанной поверхности. Проведен анализ теплофизических процессов в зоне резания при ВСО. Выполнен обзор существующих методов обеспечения эффективности ВСО. Поставлены задачи исследований.

Во второй главе приводятся методы экспериментальных исследований. Описываются объекты исследований - металлорежущие станки. Представлены технические характеристики используемых измерительных преобразователей (датчиков) и аппаратуры для наблюдения и записи результатов измерения. Рассмотрены применяемые методы устранения шумов в измеряемых сигналах. Приведены алгоритмы обработки и анализа экспериментальных данных.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований. Изучены силовые процессы, происходящие при высокоскоростном фрезеровании. Приведены результаты экспериментальных исследований сигналов виброакустической эмиссии, излучаемой при высокоскоростном фрезеровании, и профиля поверхности, получаемой после обработки. Подробно исследованы теплофизические процессы, происходящие при ВСО.

В четвертой главе рассмотрены основные энергетические и термодинамические уравнения, определяющие процесс резания, как неравновесную динамическую систему. Описана методика определения динамической устойчивости технологической системы, силовая модель процесса прерывистого резания.

Пятая глава посвящена разработке путей повышения эффективности процесса ВСО. В этой связи нами разработана управляющая программа для процесса высокоскоростного фрезерования на базе алгоритмов нелинейной динамики.

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы силовые и температурные зависимости при высокоскоростном фрезеровании. Показано, что в приконтактном слое стружки температура резания может достигать температуры плавления обрабатываемого материала.

2. Предложен метод оптической диагностики тепловых процессов при высокоскоростном фрезеровании, основанный на использовании современных цифровых фототехнологий и применении аппаратных нейронных сетей.

3. Предложена математическая модель динамики процесса высокоскоростного фрезерования в виде нелинейного осциллятора, позволившая изучить механизмы возникновения динамической неустойчивости и детерминированного хаоса при ВСО.

4. Разработаны рекомендации по повышению устойчивости процесса высокоскоростного фрезерования, основанные на разработке управляющей программы для станков с ЧПУ, позволившую учесть динамику высокоскоростного фрезерования.

5. Разработаны рекомендации по улучшению качества обработанной поверхности путем выбора устойчивых режимов резания.

6. Результаты исследований внедрены на кафедре «Технология машиностроения» Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета в учебный процесс дисциплин «Технология машиностроения» и «Моделирование технологических процессов в машиностроении».

1. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний / 2 издание, Физматгиз, 1959 г. — 916 с.

2. Анищенко B.C. Аттракторы динамических систем // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1997. Т. 5, № 1. С. 109-127

3. Архитектурные особенности нейропроцессора NM6403 / В.Е. Черников, П.Е. Виксне, Д.В'. Фомин, П.А. Шевченко // Всероссийская научно-техническая' конференция «Нейроинформатика-99»: Сборник научных трудов. -4.2. -М.: МИФИ, 1999.-С. 93 101.,

4. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М., 1975. - 344 с.

5. Бобров В.Ф., Сидельников А.И. Особенности образования суставчатой и элементной стружек при высокой скорости-резания // Вестник машиностроения, 1976, №7. С. 61-66.

6. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Динамический мониторинг и оптимизация процессов механической обработки // СТИН. 2002. — № 1. — С.г3.8.

7. Бутенин Н.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А., Введение в теорию нелинейных колебаний, М., Наука, 1976. 385с.

8. Васильев Г.Н. Автоматизация проектирования металлорежущих станков. -М.: Машиностроение, 1987.-280 с.

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

10. Виттингтон К., Власов В. Высокоскоростная механообработка // САПР и графика. 2002. №11.

11. Внедрение HSM фрезерования в современном производстве. Материалы компании ООО «Инженерный консалтинг». Адрес в Интернет http://www.e-consul.ru/content/page240.html

12. Гленсдорф П., Пригожин И.Р. Термодинамическая; теория структуры; устойчивости флуктуаций; Ml:-Мир,.1973; — 280 с:

13. Горизонтальные обрабатывающие центры. ИС800ПМФ4 адрес в Интернет: http://www.ivanovocentcr.ru/product/is500pmf4.html.

14. Горизонтальные обрабатывающие центры. Супер-центр ИС630 адрес в Интернет: http://www.ivanovocenter.ru/product/is630:htmb

15. Городецкий Ю.И. Моделирование: нелинейных явлений при резании металлов и компьютерные технологии. Труды IV Международного конгресса «Конструкторско-технологическая информатика 2000», Москва, 3 6 октября 2000г, С. 151-153: ' ' .

16. Дроздов; Н.А., К вопросу о вибрациях станка- при токарной обработке; "Станкиш инструмент" № 22, 1937.

17. Жарков И.Г. Вибрации при, обработке лезвийным- инструментом; — JT: Машиностроение, 1986. 184 с.

18. Заковоротный В.Л., Волошин Д.А. Изучение эволюционных преобразований- динамической системы резания // Известия ВУЗов. СевероКавказский регион. Технические науки; 2005. Спецвыпуск. — С. 11-22.

19. Заковоротный В.Л., Марчак М. Диагностика эволюционных преобразований при резании и трении. / Сб. труды VI Международной научно-технической конференции. Ростов-на-Дону,2001. С.15-22.

20. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания. М.: Машгиз, 1956. — 365 с.

21. Зорев Н.Н. Исследования процесса резания металлов в США. Выпуск II, Обрабатываемость металлов и износ режущего инструмента, М., НИИ Маш., 1967.

22. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Баранникова С.А., Гончиков К.В., Зыков И.Ю. О новом тике волн пластической деформации // Известия вузов. Физика. №2, 2001.С. 46-53.

23. Иванова B.C. Разрушение металлов. М: Металлургия, 1985. — 197с:

24. Ивахненко А.Г. Концептуальное проектирование металлорежущих систем. Структурный синтез. Хабаровск: изд-во Хабаровского гос. ун-т. 1998.-124с.

25. Измерения в промышленности./Под ред. П.Профоса.

26. Итоги,, науки и техники: физические и математические модели нейронных сетей, том 1, М., изд. ВИНИТИ, 1990. 126 с.

27. Кабалдин Ю.Г. К вопросу об адиабатическом'сдвиге элемента стружки при резании // Вестник машиностроения. 1998. - № 6. - С. 25-29.

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

29. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Сердцев Н.А. Управление динамическими свойствами технологических систем на основе нейросетевых моделей // Вестник машиностроения, 2002, №7, С. 38 — 41.

30. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Серый С.В. Использование методов нелинейной динамики при управлении станком с ЧПУ // Вестник машиностроения, 2003, № 3, С. 38^41.

31. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Серый С.В. Исследование детерминированного хаоса в динамике процессов механообработки // Вестник машиностроения, 2003, №1, С. 50 — 56.

32. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Серый С.В. Управление динамическими процессами в технологических системах механообработки на основе ис-скуственного интеллекта. Комсомольск-на-Амуре: ГОУ ВПО «Комсо-мольский-на-Амуре гос. техн. ун-т», 2003. — 201с.

33. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Бурков А.А. Синергетический подход к анализу динамических процессов в металлорежущих станках // СТИН, 2003, №1 и №2. С. 3-6.

34. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Шпилев A.M., Бурков А.А. Математическое моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием. Владивосток: Дальнаука, 2000. — 195 с.

35. Кабалдин 10.Г., Соловьев В.А., Дерюжкова Н:Е., Биленко С.В. Управление технологическим оборудованием на основе искусственного интеллекта // Вестник машиностроения, 2001, №11, С. 52 57.

36. Кабалдин Ю.Г., Шпилев A.M. Самоорганизующиеся процессы в технологических системах обработки резанием. Диагностика, управление. -Владивосток: Дальнаука, 1998. -296 с.

37. Кабалдин Ю.Г., Шпилев A.M. Синергетический подход к процессам механообработки в автоматизированном производстве. // Вестник машиностроения. 1996. - № 8. - С. 13-19.

38. Казаков А*., Карабчеев К. Механообработка в ADEM на простых примерах // САПР и графика. 2004. №11.

39. Камера скоростной видеосъемки «ВидеоСпринт». Материалы компанииt

40. Видеоскан» — Адреса в Интернет: http://videoscan.ru/page/731

41. Каминская В.В., Еремин А.В. Расчетный.анализ динамических характеристик токарных станков разных компоновок // Станки и инструмент. 1985. №7. С. 3-6.

42. Каминская В.В., Кушнер Э.Ф. Динамическая характеристика процесса резания при сливном стружкообразовании // Станки и инструменты, 1979, №5, С. 27-30.

43. Каширин А.И., Исследование вибраций при резании металлов, АН СССР, 1944.

44. Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. — М.: Машиностроение, 1978. -196 с.

45. Клушин М.И. О физических основах сверхскоростного резания. Горький, ГПИ, 1961. т. XVII. Вып.4. С. 15-22.

46. Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз. 1956. 363с.

47. Кудинов А.В. Качественная идентификация вибраций и форм потери виброустойчивости в станках // СТИН, 1992, №7, С. 15 — 21.

48. Кудинов А.В. Особенности нейронносетевого моделирования станков // СТИН. №1.2001. С. 13-18.

49. Кудинов В.А. Автоколебания на низких и высоких частотах (устойчивость движений) при резании. // Станки и инструмент. — 1997. — № 10. — С. 16-22.

50. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение. 1967. 360 с.

51. Кудинов В.А., Чуприна В.М. Поузловой анализ динамических характеристик упругой системы станка. // Станки и инструмент, 1989, №1, С. 81. П

52. Кузнецов С.П. Динамический хаос (курс лекций). — Издательство Физико-математической литературы, 2001. 296 с.

53. Куприянов Д.А., Либов Л.Я. Проектирование металлорежущих станков с ЧПУ на агрегатно-модульной основе // Станки и инструмент. №8. 1998. С. 7-9.

54. Локтев Д.А. Тенденции в обработке резанием. // «Комплект: ИТО». 2003. №04, С. 21-23.

55. Макаров В.Н., Проскуряков С.Л. Термодинамика высокоскоростной лезвийной обработки // Вестник машиностроения. 1993, № 5-6. С. 28—29.

56. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Современные проблемы нелинейной динамики. -М.: Эдиториал УРСС, 2000. 336 с.

57. Мандельштам. Л.И. Лекции по колебаниям. — М.: Изд-во АН СССР, 1955.

58. Материалы компании «Sandvik Coromant». — Адрес в Интернет: http://www.coromant.sandvik.com

59. Металлорежущие станки / Под ред. В.Э. Пуша. — М.: Машиностроение, 1985.-576 с.

60. Металлорежущие станки и автоматы / Под ред. Пронникова А.С. — М.: Машиностроение, 1981. 479 с.

61. Мохель А.Н., Солганик Р.Л., Христианович С.А. Теоретическое описание запаздывания пластической деформации стали,/ Сб. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Наука. 1988. С. 145-157.

62. Мун Ф. Хаотические колебания, М.: Мир, 1990 г. 312 с.

63. Неймарк Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. -М.: Наука, 1972. 472 с.

64. Неймарк Ю.И., Ланда Л.С. Стохастические и хаотические колебания, 1987.-424 с.

65. Нейропроцессор NM6403. Материалы компании ЗАО НТЦ «Модуль». Адрес в Интернет: http://www.module.ru.

66. Норенков Н.П., Кузьминок П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS технологии. - М.: Изд.-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-319 с.

67. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках. / А. И. Гильман, Л.А. Брахман, Д.Н. Батищев и Л.К. Митяев. — М.: Наука, 1975. 162 с.

68. Орликов М.Л. Динамика станков. 2-е изд., перераб. и доп. Киев.: Выща шк., 1989.-272 с.

69. Панин В.Е., Зуев Л.Б., Данилов В.И., Мних A.M. Пластическая деформация как волновой процесс // Доклады АН СССР, № 2, 1989. С. 13751379.

70. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969 — 148 с.

71. Потапов В.А. Третья международная конференция по высокоскоростной обработке // СТИН, № 5, 2002. С. 35-40.

72. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса — М.: Мир, 1986. — 430 с.

73. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных сплавов / Н.И. Резников, И.Г. Жарков, В.М. Зайцев и др. М.: Машгиз, 1960. - 199 с.

74. Пронников А.С. Программный метод испытаний металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1985. - 288 с.

75. Пуш А.В. Диагностика станков. Труды IV Международного конгресса «Конструкторско-технологическая информатика 2000», Москва, 3 — 6 октября 2000г. С. 122 125.

76. Рагулин А. Эффективная черновая обработка на станках с ЧПУ // САПР и графика, 2003, №2.139'

77. Расчет динамических характеристик упругих систем станков? с ЧПУ:

78. Методические рекомендации / Под. Ред. В.Л. Кудинова. М.: ЭНИМС, 1976.-97 с.

79. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1981. 279 с.

80. Розенберг A.M., Розенберг Ю.А. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания; — Киев: Нау-кова думка, 1990. 320 с.

81. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов: М.: Металлургия, 1986.-224 с.84?. Рыжков Д;И: Вибрации при резании металлов и методы их устранения. -М., 1961.-72 с.

82. Серридж Марк, Лихт Торбент Р. Справочник по пьезоэлектрическим акселерометрам и предусилителям. Глострун (Дания): Изд. «Ларсен и сын»: 1987 194 с.

83. Соколовский А.П., Вибрации при работе на металлорежущих, станках // Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов; под ред.: Дикушина В.И., Решетова Д.Н.

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

85. Терехов С.А. Лекции по теории и приложениям искусственных нейронных сетей; Снежинск, 1998j Адрес, в Интернет: http://alife.narod:ru/-lectures/neural/

86. Управление резанием в автоматизированном производстве. — ВТ© «Станкин». Адрес в Интернет: http://www.vto.stankin.ru/

87. Холодниок М:, Клич А., Кубичек М., Марек М. Методы анализа нелинейных динамических моделей М.: Мир, 1991. 368с. •

88. Цветное оптическое стекло и особые стекла: Каталог. Иод. ред. Г.Т. Покровского. М: Дом оптики, 1990. -229 с.

89. Черный Г.Г. Движение плавящегося твердого тела между двумя полупространствами // Доклады А11 СССР, 1985. Т.282. - № 4. - С. 814-818.

90. Черпаков Б.И. Тенденции развития мирового станкостроения в начале XXI века // «Комплект: ИТО». 2003. № 05, С. 5-7.100; Шустер Г. Детерминированный хаос. М.: Мир, 1988. 240 с.

91. ЮГ. Эльясберг М:Е., Савинов И.А. Экспериментальное определение параметров обрабатываемого материала; влияющих на устойчивость автоколебаний и расчет станков // Станки и инструмент, 1979, №12, С. 23 — 27.

92. Юркевич В.В. Влияние колебаний; резца, на форму обработанной: поверхности // СТИН, 1997, №8, С.20- 21.

93. В. Bayer, U. S. Patent No. 3,971,065.

94. Dundas Bill. Rethinking Machine Tool Spindles Modern Machine Shop. 2002. V. 81. Nr. 7, p. 36-42.

95. Hecht-Nielsen R. Counterpropagation networks // Applied Optics, 26(23), 1987, pp. 4979^984.

96. High speed machining and conventional die and mould machining. Материалы компании Sandvik Coromant. адрес в Интернет: http://www2.-coromant.sandvik.com/coromant/products/die&mould/newpdf7HSM.pdf

97. Skopecek T. et al. Den Beschluss der thermischen Probleme bei dem trocknen Hochgeschwindigkeitsfrasen des Stahls // Werkstatt und Betrieb. 2003. Nr. 5. pp. 10-14.

98. Takens F. Detecting strange attractors in turbulence. In: Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Mathematics, edited by D.A.Rand L.S.Young. Heidelberg: Springer-Verlag, 1981, pp. 366-381.

99. Unigraphics, версия 18.0. Справочник по фрезерной обработке. — Корпорация Unigraphics Solutions Inc., 2001.