автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности заточки металлорежущего инструмента, оснащенного СТМ, и его эксплуатации

На правах рукописи

РЕВИН Николай Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАТОЧКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО СТМ, И ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004 г.

Работа выполнена в Санкт-Петербургском институте машинострое-ния (ЛМЗ-ВТУЗ).

Научный руководитель -

доктор технических наук, академик Российской инженерной академии, профессор Ю.М.Зубарев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Максаров В.В. кандидат технических наук, доцент Корихин Н.В.

Ведущая организация -

Научно-производственный комплекс "Абразивы и шлифование"

Защита состоится " //" 2004 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 212.222.01 в аудитории 232 Главного корпуса Санкт-Петербургского института машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ). Отзывы в 2-х экземплярах, заверенных печатями, просьба присылать по адресу: 195197, г. С.Петербург, Полюстровский пр., 14, ПИМаш.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Актуальность работы.

В настоящее время в металлообрабатывающей промышленности все более широкое применение находит лезвийный инструмент, оснащенный режущими пластинами и вставками из сверхтвердых материалов (СТМ) на основе кубического нитрида бора (КНБ). Главные причины перехода на лезвийный инструмент из СТМ кроются в его высокой эффективности, увеличенным ресурсом работы, уменьшением затрат за счет замены операции шлифования резанием, сокращением времени обработки. Кроме того, с его помощью возможно обрабатывать закаленные стали, жаропрочные сплавы и т.п.

В промышленно-развитых странах потребление лезвийного инструмента из КНБ продолжает расти в среднем на 15% в год. Разработка оптимальной технологии заточки вставок из СТМ при формировании геометрии режущего инструмента на заводах-изготовителях является одной из основных задач построения процесса серийного изготовления лезвийного инструмента из СТМ. На качество и эффективность заточки инструмента, оснащенного композитами, оказывают влияние технологические параметры процесса заточки, характеристики шлифовальных кругов, обоснованный подбор СОЖ и т.п. Однако на заводах-изготовителях при формировании геометрии режущего инструмента, оснащенного вставкам из СТМ, достаточно высок процесс брака, связанного с разрушением вставок.

Применяемые в настоящее время синтетические сверхтвердые материалы, наряду с высокими показателями твердости, износо- и температу-ростойкости, позволяющими вести обработку на высоких скоростях резания, обладают повышенной склонностью к хрупкому разрушению, обусловленной значительным различием в пределах прочности на сжатие и на изгиб, малой деформативностью и весьма низким критическим коэффициентом интенсивности напряжений (величина предела прочности на изгиб в 5 + 8 _раз меньше величины предела прочности на сжатие, К1С = 3...8 МПал/м).

Хрупкое разрушение инструмента приводит к снижению качества обработки, увеличению числа простоев оборудования и чрезмерному рас-

ходу дорогостоящего инструментального материала, что в конечном итоге повышает себестоимость продукции.

Перечисленные обстоятельства диктуют необходимость прочностного обоснования режущего инструмента, что является актуальной задачей.

Цель работы.

Повышение эффективности заточки инструмента, оснащенного СТМ, путем исследования связи параметров НДС резцов с кинематикой шлифования их в процессе заточки.

Экспериментальное изучение технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ и эффективности их эксплуатации.

Научная новизна.

Научная новизна, полученных в работе результатов заключается в следующем:

- разработаны физические модели разрушения инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации;

- разработана методика моделирования НДС режущего инструмента, содержащего как поверхностные, так и внутренние дефекты в виде трещин методом фотоупругости;

- экспериментально определены коэффициенты интенсивности напряжений в цилиндрическом образце с центральной внутренней трещиной круглой формы, подверженному воздействию чистого изгиба, в зависимости от угла ее наклона. Предложены формулы, позволяющие рассчитать К и Кш для наклонной трещины;

- впервые экспериментально определены КИН1К11 Кп и Кш в лезвийном режущем инструменте;

- предложен подход, позволяющий определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет наименьшей;

- получены эмпирические зависимости основных выходных параметров процесса заточки инструмента, оснащенного СТМ, от технологических режимов шлифования и состава СОТЖ;

- научно обоснованы технологические условия бездефектного шлифования, основанного на оценке температурной нагруженности обрабатываемой заготовки.

Практическая ценность работы.

Предложена методика экспериментального фотоупругого исследования НДС режущего инструмента с трещинами, которая может быть использована для решения прикладных задач механики разрушения любых деталей и конструкций с дефектами различного происхождения. На основе комплексного изучения технологических параметров, влияющих на процессы заточки вставок из СТМ, предложена методика, позволяющая определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет наименьшей. Данная методика может быть использована на заводах-изготовителях лезвийного режущего инструмента. Получены данные по оценке хрупкой прочности режущего инструмента, которые могут быть использованы как при проектировании режущего инструмента, так и при разработке технологии обработки конкретных деталей.

Автор защищает.

1. Методику моделирования НДС режущего инструмента с трещинами методом фотоупругости.

2.Физические модели разрушения инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации.

3. Результаты экспериментального изучения технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ.

4. Результаты экспериментального определения коэффициентов интенсивности напряжений, К1 Кп и Кш в режущем клине лезвийного инструмента.

5.Методику расчета СТМ на хрупкую прочность, позволяющую определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок при шлифовании будет наименьшей.

6.Полученные зависимости для расчета условий бездефектного шлифования, основанные на оценке температурной нагруженности.

Практическая реализация работы.

Методика экспериментального фотоупругого исследования НДС режущего инструмента с трещинами апробирована на предприятиях ОАО "Композит" (С.-Петербург), Томилинский завод алмазного инструмента (г. Томилино, Московская обл.), ПЗИА и АИ (г. Полтава, Украина).

Методика, позволяющая определить направление шлифования, при заточке инструмента, оснащенного КНБ, прошла испытание и принята к

реализации на ОАО "Композит" (г. С.-Петербург).

Методика по оценке хрупкой прочности инструмента, которая может быть использована при разработке технологии обработки заготовок и назначению рациональных режимов резания, прошла испытания и рекомендована для внедрения в производстве ОАО "Завод прецезионного станкостроения" (г. С.-Петербург).

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведения практических занятий по дисциплинам "Проектирование и расчет режущего инструмента" и "Технология машиностроения" в ПИМаш.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международных и Республиканских конференциях ("Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы", г. Волжский, 2002; "Качество поверхностного слоя деталей машин", г. С.Петербург, 2003; "Прогрессивные технологии обработки материалов, режущий инструмент и оснастка", г. С.-Петербург, 2003); на совместном научно-техническом семинаре кафедр "Резание, станки и инструменты" и "Технология машиностроения" Санкт-Петербургского института машиностроения в 2002-2004 гг.).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 210 страницах, содержит 49 рисунков, 15 таблиц и состоит из введения, 4 глав и списка литературы, включающего ИЗ наименований и приложений.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, дана ее общая характеристика, сформулирована цель, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения об апробации и реализации ее положений.

Первая глава диссертации посвящена обзору и анализу литературных и производственных данных отечественных и зарубежных исследователей, внесших большой вклад в совершенствование процесса заточки и

эксплуатации лезвийного режущего инструмента.

Применяемые в настоящее время СТМ, наряду с высокими показателями твердости, износо- и температуростойкости, обладают повышенной склонностью к хрупкому разрушению. Несмотря на успехи при оценке прочности режущего инструмента, достигнутые благодаря работам Г.С.Андреева, А.И.Бетанели, А.И.Белоусова, Л.Н.Бердникова,

B.Ф.Боброва, Н.П.Вирка, Г.И.Грановского, С.Ф.Глебова, Н.Н.Зорева, И.А.Каширина, Т.Н.Лоладзе, В.А.Остафьева, М.М.Симоняка,

C.С.Силина, А.Н.Резникова, Г.Л.Хаста у нас, а также Негаши К., Мицубиси К., Сато Т., Арчибальда Ф., Опица Г., Перрота К., Робинсона П. и др. за рубежом, все же необходимо констатировать, что проблема повышения работоспособности лезвийного режущего инструмента остается актуальной.

Заточка лезвийного режущего инструмента, оснащенного СТМ, а также последующая его эксплуатация, с учетом имеющихся внутренних дефектов, что связано с условиями синтеза (см. рис. 1, 2), также требует серьезного изучения и научно-обоснованных технологических рекомендаций по повышению эффективности. Изучением процесса заточки инструмента, оснащенного СТМ посвящены работы В.Н.Бакуля, Е.И.Вала, Н.В.Верезуба, В.И.Воронкова, А.П.Грабченко, Ю.М.Зубарева, В.П.Зубаря, С.В.Парсегова, ВАРыбакова, М.Ф.Семко, М.Д.Узуняна и др.

Широко используемые в настоящее время методы прочностного обоснования работоспособности режущих инструментов нуждаются в усовершенствовании и дальнейшем развитии. Для разработки таких методов необходимо иметь достоверную информацию о напряженно-деформируемом состоянии (НДС) изучаемых объектов. Математические сложности, возникающие при изучении НДС реальных объектов, какими являются режущие инструменты, обуславливают целесообразность использования экспериментальных методов и, в частности, метода фотоупругости.

Рис. 1. Распределение температур Рис. 2. Расположение структурных

в камере высокого давления неоднородных зон СПНБ

Из анализа литературы установлено, что одним из самых распространенных методов по оценке возможности хрупкого разрушения изделий является метод, основанный на учете коэффициентов интенсивности напряжений (КИН).

Установлено, что при исследовании НДС режущего инструмента с трещинами, метод фотоупругости практически не применяется из-за недостаточно разработанной методики моделирования задач механики разрушения и технологии изготовления фотоупругих моделей с заданными размерами трещин.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ представлена методика моделирования задач механики разрушения и исследования напряженного состояния режущего инструмента методом фотоупругости. Проектированию фотоупругих моделей предшествовало построение физических моделей, характеризующих процесс хрупкого разрушения режущего инструмента.

Отмечена целесообразность рассмотрения процесса разрушения режущего инструмента при формировании геометрии во время заточки отдельно от процесса его разрушения в период эксплуатации.

Разработанная физическая модель разрушения вставок из СТМ при заточке позволила связать параметры НДС в вершине трещины с кинематикой шлифования и, таким образом, выбрать оптимальное направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ будет наименьшей (см. рис. 3).

а)

Рис. 3. Схема расположения заготовки СТМ относительно скорости и подачи

Физическая модель разрушения режущего инструмента при его эксплуатации, основанная на идее использования фрактального кластера, позволила определить параметры НДС в вершине трещины и прояснить вопрос о причине разрушения, а точнее, о процессах и условиях внешнего воздействия на разрушения.

На основе анализа известных схем метода фотоупругости и с учетом конструктивных особенностей рассматриваемых объектов принята методика "замораживания" деформаций, как наиболее эффективная для

изучения трехмерного напряженного состояния деталей сложной формы с поверхностными и внутренними трещинами.

Определение разности главных напряжений и углов их наклона осуществлялось методом компенсации Сенармона на координатно-синхронном поляриметре ЛГУ КСП-7. Также использовалась круговая поляризация.

Проведено экспериментальное сравнение фотоупругих методов определения КИН К1, а также К1 и Ки . Для расчета К1 использовалась бесконечная пластинка с центральной сквозной трещиной (задача Гриффитса), а при разделении К1 иАГп изучалась бесконечная пластина с центральной сквозной трещиной, расположенной под углом к действию равномерно растягивающей нагрузки. С целью окончательного выбора метода определения КИН при исследовании НДС деталей и конструкций с трещинами, вершины которых находятся вблизи концентраторов напряжений или у свободных поверхностей, проводились опыты на бесконечной платине с центральной несквозной трещиной и на образце с трещиной, нагруженной по схеме трехстоечного изгиба (определяется ), а также бесконечная плита с несквозной центральной наклонной трещиной (разделялись К1 иКй). Проведенные опыты показали, что оценить влияние внешних и внутренних поверхностей, а также концентраторов напряжений на поле напряжений у вершины трещины можно, введя в асимптотическое выражение для напряжения - несингулярный член -

Следует корректно отыскивать сингулярную область у вершины трещины, в которой справедливы асимптотические выражения для поля напряжений Ирвина, для чего необходимо графическое построение зависимости разности главных напряжений <тх - сг2 или оптической разности хода § от величины (г"1'2) полярного радиуса с полюсом в вершине трещины. При этом в расчете КИН могут быть взяты только те данные, которые лежат на прямой линии.

Установлено, что при моделировании задач механики разрушения, необходимо тщательно подбирать величину внешней нагрузки, так как, задавая высокую нагрузку при обязательном условии стабильности трещины в процессе опыта, можно получить, с одной стороны, уверенную регистрацию оптических эффектов, а с другой стороны, неупругие деформации, возникающие у вершины трещины, могут настолько сузить размеры сингулярной области, из которой выбираются фотоупругие данные для расчета, что получение достоверных значений КИН проблематично, а порой невозможно. Аналогичная ситуаций складывается в случае моделирования неглубоких трещин надрезами, имеющими конечный

радиус в вершине. Задавая низкий уровень внешней нагрузки, можно увеличить размеры сингулярной области, но возникают сложности, связанные с измерением оптических эффектов.

Для обеспечения достаточной точности вычисления КИН по данным фотоупругости проанализированы возможные источники погрешностей. С целью их снижения использовалась спецтехнология изготовления фотоупругих моделей с поверхностными трещинами заданных размеров, и точность измерения линейных размеров была повышена за счет усовершенствования координатного устройства КСП-7.

Установлено, что на точность расчета КИН влияет качество изготовления срезов и правильность установки их при просвечивании поляризованным светом. Предложено изготавливать срезы толщиной 1,5...2,5 мм строго перпендикулярно плоскости и фронту трещины. Эти срезы должны обладать повышенной прозрачностью. Была разработана технология изготовления таких срезов, исключающая "размораживание" и искажения зафиксированных в срезах деформаций.

Также было спроектировано и изготовлено приспособление для закрепления срезов. Это приспособление фиксировалось на поляризационно-оптической установке КСП-7 и позволяло производить не только прямое, но и наклонное просвечивание срезов в нескольких плоскостях.

Отмечено, что для выбора метода расчета КИН необходимо по картине изохроматических полос сделать классификацию поля напряжений, чтобы знать, какими КИН это поле напряжений описывается. В случаях, когда картина изохроматических полос была симметрична относительно линии трещин, и поле напряжений описывалось КИН только типа использовался графический метод Пирсона и Руиза, позволяющий не только определять размеры сингулярной области, но и сразу же находить неизвестные, необходимые для расчета КИН по формулам:

(1)

где - безразмерный коэффициент, зависящий от геометрии детали, формы трещины и типа нагрузки; - глубина поверхностной или полудлина внутренней трещины.

Произведение <рсгу в формуле (1) определялось из зависимости разности главных напряжений ах-аг от величины ^а/2г.

Также для определения использовался метод Ирвина, согласно которому КИН определяли по формуле:

где С - оптический коэффициент напряжений; ё- толщина среза; 9т полярный угол, для которого радиус гт - наибольший.

Для разделения КИН типа К1 иКа, когда картина изохроматических полос несимметрична относительно линии трещины, использовался метод Грилицкого, Сорокатого и Думанского. АГ, и Кй находили по формуле:

(3)

где - оптическая разность хода; - параметр изоклины, индекс обозначает соответствующую величину в точке, симметричной относительно вершины трещины к рассматриваемой; сох - постоянное однородное напряжение:

СТох 20/(^8т2^ + <5,,8ш2Д) (4)

Записав выражение (3) для двух и более измеряемых точек определяем величины К1 и Кй.

Также для разделения К1 нКп использовался метод Ченга, по которому рассчитывали по формуле:

2тт =-—[эт2 в-К2 +^(4-35т2 в]+2К,КП зтя],

8 яг

(5)

где гт>х - максимальное касательное напряжение. Для разделения КШ\,К1,К11 иАГга использовался метод В.Б.Титова, согласно которому находили при нормальном просвечивании

плоскости среза по выражению либо (3), либо (5), а Кш определяли, проводя наклонное просвечивание этого среза по выражениям:

где - длина пути поляризованного луча в срезе модели при

наклонном просвечивании: с-соБа^-эта;/* - коэффициент Пуассона.

В третьей главе изложена технология изготовления моделей из оптически чувствительного материала с трещинами заданных размеров и их нагружение. Для изготовления моделей использовалась эпоксидная смола ЭД-16 МТГФА. Заготовки всех моделей и образцов получали отливкой в одноразовые формы из жести.

Фотоупругие модели режущего инструмента изготавливались механической обработкой из предварительно полученных и отожженных цилиндрических заготовок. Трещины на модели наносились способом, предложенным Титовым В.Б. и Эйгенсоном С.Н., и заключающимся в следующем. Полностью изготовленные модели фиксировались в специальном приспособлении и помещались в термостат, где нагревались до температуры "замораживания" и некоторое время выдерживались в ней. Материал модели становился резиноподобным, и в этом состоянии на него с помощью стального лезвия наносился разрез. Сразу после нанесения трещины модель извлекалась из приспособления и выдерживалась в термостате по объемному температурному режиму отжига, сохраняя при этом первоначальные размеры и форму. Используемый способ позволил получать поверхностные трещины с сомкнутыми берегами и максимальным радиусом закругления в вершине, кроме того, остаточные напряжения отсутствуют.

Наибольшую сложность представляло изготовление фотоупругих моделей вставок из СТМ с внутренними трещинами. Способ создания внутренних трещин с помощью лазера, предложенный Кепичем Т.Ю., не нашел широкого применения при решении задач механики разрушения из-за ряда технологических трудностей и больших дополнительных напряжений в зоне дефектов. От метода Минченкова О.С., использующего фторопластовые имитаторы, устанавливаемые на специальных нитях при заливке формы, также пришлось отказаться, поскольку процент качественных трещин был крайне низким, а имитаторы фактически являлись включениями с большими остаточными напряжениями.

Поэтому предлагается модели изготавливать из двух половин, а в плоскость склейки в нужное место устанавливать полиэтиленовую пленку, требуемой формы и размеров. При этом подбиралась величина нагрузки при склеивании модели, гарантирующая отсутствие остаточных напряжений от склейки и соответствующую прочность клеевого соединения.

Для назначения величины внешней нагрузки при испытании моделей вставок из СТМ и моделей режущего инструмента при эксплуатации проводились дополнительные опыты. Использовались шесть цилиндрических образцов, подверженных растягивающей нагрузке. Пять

из них имели наружные трещины, и один образец был с центральной круглой внутренней трещиной. Фактически на всех этих образцах отрабатывалась технология создания поверхностных и внутренних трещин, и приобретался навык в измерении оптических величин и расчете КИН. Проведенные опыты позволили выбрать величину внешней нагрузки на все исследуемые в работе модели и установить, что для материала ЭД-16 МТГФА величина нагрузки должна быть такой, чтобы уровень напряжений у вершины модельной трещины находился в пределах 0,1...0,15 Н/мм2.

Нагрузка на фотоупругие модели вставок из СТМ составила 45 Н, а на модели режущего инструмента при эксплуатации 180 Н.

В четвертой главе приведены результаты исследования напряженно-деформированного состояния режущего инструмента методом фотоупругости на основе разработанных методик. Полученные экспериментальным путем значения K1, сравнивалось с величиной K1, сосчитанной по выражению (2). Погрешность составила около 0,5%, что еще раз подтверждает целесообразность использования метода фотоупругости при решении прикладных задач механики разрушения.

Экспериментальные значения КИН, полученные в работе и пересчитанные на одну нагрузку, соответствующую нагрузке на верхнюю модель, приведены на рис. 4.

КИН 10'2МПа^й~

10 20 30 40 50 60 70 80 90 а

Рис. 4. Зависимость КИН от угла наклона трещины

Как видно из рис. 4, зависимость K¡ = f(a) хорошо апроксимируется

зависимость = <р(а)

ф у н Кх = К, max cos а,, i функцией Кш ¡ = Кш max sin 7ах.

Для определения критического размера трещин, приводящих к разрушению режущего инструмента в процессе эксплуатации, испытывалось три модели с трещинами разных размеров, расположенных и ориентированных одинаково для каждой модели. Зависимость коэффициентов интенсивности напряжений от размеров трещины представлена на рис. 5.

1.0 2М Ю

Рис. 5. Зависимость КИН от размера трещины Это подтверждает разработанную физическую модель разрушения резцов при эксплуатации и позволяет утверждать, что начальные микротрещины возникают от циклических (малоцикловых) температурных напряжений. Причем, чем больше уровень этих напряжений, тем на большее расстояние от режущей кромки распространяется трещина в направлении, примерно, перпендикулярно режущей кромке. Затем, когда вершина трещины продвигается в область с меньшим температурным градиентом, участие в ее дальнейшем развитии принимает силовые нагрузки.

Оптимальная технология заточки резцов с СТМ является одной из

основных задач построения процесса изготовления лезвийного инструмента. На качество и эффективность процесса заточки инструмента из СТМ, оказывают влияние технологические параметры процесса заточки, характеристики шлифовальных кругов, обоснованный подбор СОТЖ и т.п.

При экспериментах использовались алмазные круги АС4 80/65 В2-01, АС4 80/65 А2 В2-01 и АС4 200/160 ИМ2. Режимы резания:

Ук =17, 35, 70 м/с; Кд = 10, 20, 30 м/мин; =1,0; 2,0; 4,0 мм/дв ход.

Были получены эмпирические зависимости вида

Испытания показали, что из всех алмазных кругов, наилучшие показатели обработки имели круги на связке ИМ2. Круги стабильно работали до полного износа в режиме равномерного самозатачивания, не имея сколов на рабочей поверхности круга при входе и выходе инструмента на обрабатываемые поверхности резцов из СТМ.

Брак по трещинам и сколам поликристаллов не превышал 5%, что в три раза меньше, чем у кругов на связке В2-01 и в 1,8 раза меньше, чем у кругов на связке В1-01. Наименьшие значения относительного расхода алмазных кругов # имели круги на связке ВЗ-01 с применением алмазов АС4 80/63 А2. Установлено, что применение в кругах агрегатированных алмазов, как со стеклопокрытиями С21, С22 и С23, так и с карбидно-металлическим покрытием А2, является неэффективным.

Установлено, что с увеличением концентрации алмазов в кругах АС4 на связке ИМ относительный расход их повышается. Так при концентрации 50, 75, 100, 150 относительный расход составляет соответственно 7,3; 9,4; 10,8 и 21,7 мг/шт. Однако круги с концентрацией 50 быстро засаливаются в процессе эксплуатации и нуждаются в периодической правке. Наиболее эффективны круги с концентрацией 100%.

Обобщая результаты исследований по испытанию различных СОТЖ (8 типов) можно сделать вывод, что наиболее эффективной является водоэмульсионная СОТЖ ОПЛ, работа с которой позволяет снизить до минимума брак по трещинам и сколам поликристалла, получить наименьшее значение износа алмазного круга и высоты шероховатости режущей поверхности резцов.

Расчетами и экспериментами установлено оптимальное направление заточки резцов, оснащенных КНБ. Поскольку величина К1 позволяет определить угол направления заточки, при котором вероятность разрушения вставок будет наименьшей, заточка резцов при углах между продольной осью вставки из СТМ и вектором окружной скорости алмазного круга в заштрихованной области недопустима (см. рис. 6).

Рис. 6. Выбор оптимального с позиции механики разрушения направления заточки резцов из СТМ

Основные результаты и выводы

1. Разработаны физические модели разрушения металлорежущего инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации.

2. Разработана методики моделирования НДС режущего инструмента, имеющего как поверхностные, так и внутренние дефекты в виде трещин, методом фотоупругости.

З.Экспериментально определены коэффициенты интенсивности напряжений в цилиндрическом образце с центральной внутренней трещиной круглой формы, подверженному воздействию чистого изгиба, в зависимости от угла ее наклона.

4. Предложены формулы, позволяющие рассчитать коэффициенты Кх и для наклонных трещин.

5.Впервые экспериментально определены КИН, Кй и в лезвийном режущем инструменте.

6. Предложен подход, позволяющий определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет минимальной.

7. Получены эмпирические зависимости основных выходных параметров процесса заточки инструмента, оснащенного СТМ, от технологических режимов обработки.

8.Оценено влияние состава СОТЖ на относительный расход алмазов, шероховатость обработанных поверхностей, процент и характер брака при заточке поликристаллов СТМ.

9.Научно обоснованы технологические условия бездефектного шлифования металлорежущего инструмента из СТМ и его эксплуатации.

Публикации

1.Ревин Н.Н. Решение прикладных задач механики разрушения методом фотоупругости. Современное машиностроение. Сборник трудов молодых ученых. Вып. 4 - СПб.: Изд-во С.-Петербургского института машиностроения, 2002., с. 87-91.

2.3убарев Ю.М., Ревин Н.Н., Титов В.Б., Эйгенсон С.Н. Решение пространственных задач теории трещин методом фотоупругости. / Проблемы машиноведения и машиностроения. Межвузовский сб., вып. 28, СПб., 2002, с. 17-23.

З.Зубарев Ю.М., Нечаев К.Н., Катенев В.И., Ревин Н.Н. Применение многофакторных экспериментов второго порядка в технологии машиностроения. Учебное пособие. - СПб.: Изд-во ПИМаш, 2002, - 134 с.

4.Титов В.Б., Зубарев Ю.М., Ревин Н.Н. Построение моделей, характеризующих процесс хрупкого разрушения режущего инструмента. / Совр. машиностроение. Сб. научных трудов ПИМаш, вып. 5. - СПб: Изд-во ПИМаш, 2003., с. 257-265.

5.Титов В.Б., Зубарев Ю.М., Ревин Н.Н. Технологические условия бездефектного шлифования высокоскоростных материалов. Проблемы машиноведения и машиностроения. Межвуз. сб. Вып. 32. - СПб.: СЗТУ, 2004. - с. 137-140.

6.Титов В.Б., Ревин Н.Н., Зубарев Ю.М. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка хрупкой прочности режущего инструмента. Российский научно-технический журнал "Инструмент и технологии", - 2004., №17/18, с. 227-233.

7.Зубарев Ю.М., Титов В.Б., Ревин Н.Н. Моделирование и оценка хрупкой прочности резцов, оснащенных вставками из сверхтвердых материалов. - Ж. "Металлообработка", - 2004, №1 (19), с. 10-12.

|И9 0 7 5

Подписано в печать 30.08.2004. Заказ № 52155 Формат бумага 60x84/16 Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии «UNIPRШT» 191119, Санкт-Петербург, ул.Достоевского, 44 Тел./факс: (812)112-5814

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Основные модификации синтетических плотных нитридов бора (СПНБ) и области их применения.

1.1.1. Продукты синтеза из гексагонального нитрида бора.

1.1.2. Продукты синтеза из кубического нитрида бора.

1.1.3. Продукты синтеза из вюрцитоподобного нитрида бора.

1.1.4. Основные поликристаллические модификации нитрида бора, выпускаемые за рубежом.

1.2. Анализ методов крепления и обработки СПНБ.

1.3. Краткий анализ существующих представлений о природе хрупкого разрушения и методов прочностного обоснования режущего инструмента

1.4. Краткий обзор основных направлений механики разрушения и методы оценки хрупкой прочности деталей и конструкций.

1.5. Методы экспериментального исследования коэффициентов интенсивности напряжений.

1.5.1. Краткий анализ известных методов фотоупругости исследований

1.5.2. Фотоупругие методы определения коэффициентов интенсивности напряжений.

1.5.2.1. Фотоупругие методы определения Кх

1.5.2.2. Краткий обзор фотоупругих методов разделения Кх и

А",;.

1.6. Выводы и постановка задач исследования.

2. Разработка методики моделирования задач механики разрушения и исследования напряженного состояния режущего инструмента.

2.1. Построение моделей, характеризующих процесс хрупкого разрушения режущего инструмента.

2.1.1. Физическая модель, характеризующая процесс разрушения режущего инструмента при его заточке.

2.1.2. Физическая модель разрушения инструмента в период эксплуатации.

2.2. Проектирование фотоупругих моделей и выбор схемы их нагружения.

2.2.1. Модель для исследования хрупкого разрушения при заточке резцов, оснащенных СТМ.

2.2.2. Модели для определения параметров НДС резца при его эксплуатации и схемы их нагружения.

2.3. Измерение оптических величин и используемое оборудование.

2.4. Методика моделирования задач механики разрушения.

2.5. Соотношение между характеристиками напряженно-деформированного состояния моделей и натурных конструкций.

2.6. Выводы по главе 2.

3.Технология изготовления моделей с трещинами заданных размеров и их нагружение.

3.1. Получение заготовок для моделей.

3.2. Нанесение на модели поверхностных и внутренних трещин.

3.3. Определение оптико-механических характеристик материала моделей

3.4. Выбор величины нагрузки и нагружение моделей.

3.5. Выводы по главе 3.

4. Изучение технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ, и оценка хрупкой прочности режущего инструмента.

4.1. Исследование напряженно-деформированного состояния режущего инструмента методом фотоупругости на основе разработанной методики.

4.1.1. Модели для связи параметров напряженно-деформированного состояния вставок из СТМ с кинематикой шлифования при заточке резцов на заводе-изготовителе.

4.1.2. Модели режущего инструмента при эксплуатации.

4.2. Изучение различных технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ.

4.3. Оценка хрупкой прочности резцов из СТМ при их заточке.

4.3.1. Выбор оптимального направления заточки.

4.3.2. Технологические условия бездефектного шлифования резцов, оснащенных СТМ.

4.4. Оценка хрупкой прочности режущего инструмента при его эксплуатации

4.5. Выводы по главе 4.

Интенсификация производства, широкое внедрение многооперационных станков с ЧПУ, ГП-модулей, автоматических станочных линий и роторно-конвейерных комплексов предъявляют повышенные требования к надежности технологической системы, одним из звеньев которой является режущий инструмент.

В настоящее время в металлообрабатывающей промышленности все более широкое применение находит лезвийный инструмент, оснащенный режущими пластинами и вставками из сверхтвердых материалов (СТМ) на основе кубического нитрида бора (КНБ). Главные причины перехода на лезвийный инструмент из СТМ кроются в его высокой эффективности, увеличенным ресурсом работы, уменьшением затрат за счет замены операции шлифования резанием, сокращением времени обработки. Кроме того, с его помощью возможно обрабатывать закаленные стали, жаропрочные сплавы и т.п.

В промышленно-развитых странах потребление лезвийного инструмента из КНБ продолжает расти в среднем на 15% в год. Разработка оптимальной технологии заточки вставок из СТМ при формировании геометрии режущего инструмента на заводах-изготовителях является одной из основных задач построения процесса серийного изготовления лезвийного инструмента из СТМ. На качество и эффективность заточки инструмента, оснащенного композитами, оказывают влияние технологические параметры процесса заточки, характеристики шлифовальных кругов, обоснованный подбор СОЖ и т.п. Однако на заводах-изготовителях при формировании геометрии режущего инструмента, оснащенного вставкам из СТМ, достаточно высок процесс брака, связанного с разрушением вставок.

Применяемые в настоящее время синтетические сверхтвердые материалы, наряду с высокими показателями твердости, износо- и температуростойко-сти, позволяющими вести обработку на высоких скоростях резания, обладают повышенной склонностью к хрупкому разрушению, обусловленной значительным различием в пределах прочности на сжатие и на изгиб, малой деформатив-ностью и весьма низким критическим коэффициентом интенсивности напряжений К1С (величина предела прочности на изгиб в 5-ь8 раз меньше величины предела прочности на сжатие, Klc = 3.8 МПа Vм).

Хрупкое разрушение инструмента приводит к снижению качества обработки, увеличению числа простоев оборудования и чрезмерному расходу дорогостоящего инструментального материала, что в конечном итоге повышает себестоимость продукции.

Перечисленные обстоятельства диктуют необходимость прочностного обоснования режущего инструмента, что является актуальной задачей.

Несмотря на успехи при оценке прочности режущего инструмента, достигнутые благодаря работам Г.С.Андреева, А.И.Бетанели, А.И.Белоусова, Н.П.Вирко, Г.И.Грановского, В.Ф.Боброва, С.Ф.Глебова, Н.Н.Зорева,

А.И.Каширина, Т.Н.Лоладзе, В.А.Остафьева, М.М.Симоняна, А.Н.Резникова, Г.Л.Хаета и др. у нас и Негаши X., Мицубиси К., Сато Т., Азаи Т., Уехары К., Арчибальда Ф., Опица Г., Лейвальда В., Накатана С., Шава М., Перрота К., Робинсона П. и др. за рубежом, все же необходимо констатировать, что проблема повышения работоспособности режущих инструментов находится в стадии становления.

Широко используемые в настоящее время методы прочностного обоснования режущих инструментов отражают уровень достижений науки двадцатилетней давности, и поэтому нуждаются в усовершенствовании и дальнейшем развитии. Для разработки таких методов необходимо иметь достоверную информацию о напряженно-деформируемом состоянии (НДС) изучаемых объектов. Математические сложности, возникающие при изучении НДС реальных объектов, какими являются режущие инструменты, обуславливают целесообразность использования экспериментальных методов и, в частности, метода фотоупругости.

Цель работы.

Повышение эффективности заточки инструмента, оснащенного СТМ, путем исследования связи параметров НДС резцов с кинематикой шлифования их в процессе заточки.

Экспериментальное изучение технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ и эффективности их эксплуатации.

Научная новизна.

Научная новизна, полученных в работе результатов заключается в следующем:

- разработаны физические модели разрушения инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации;

- разработана методика моделирования НДС режущего инструмента, содержащего как поверхностные, так и внутренние дефекты в виде трещин методом фотоупругости;

- экспериментально определены коэффициенты интенсивности напряжений в цилиндрическом образце с центральной внутренней трещиной круглой формы, подверженному воздействию чистого изгиба, в зависимости от угла ее наклона. Предложены формулы, позволяющие рассчитать Кх и для наклонной трещины;

- впервые экспериментально определены КИН Кх, К{1 и в лезвийном режущем инструменте;

- предложен подход, позволяющий определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет наименьшей;

- получены эмпирические зависимости основных выходных параметров процесса заточки инструмента, оснащенного СТМ, от технологических режимов шлифования и состава СОЖ;

- научно обоснованы технологические условия бездефектного шлифования, основанного на оценке температурной нагруженности обрабатываемой заготовки.

Практическая ценность работы.

Предложена методика экспериментального фотоупругого исследования НДС режущего инструмента с трещинами, которая может быть использована для решения прикладных задач механики разрушения любых деталей и конструкций с дефектами различного происхождения.

На основе комплексного изучения технологических параметров, влияющих на процессы заточки вставок из СТМ, предложена методика, позволяющая определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет наименьшей. Данная методика может быть использована на заводах-изготовителях лезвийного режущего инструмента.

Получены данные по оценке хрупкой прочности режущего инструмента, которые могут быть использованы как при проектировании режущего инструмента, так и при разработке технологии обработки конкретных деталей.

Автор защищает.

1. Методику моделирования НДС режущего инструмента с трещинами методом фотоупругости.

2. Физические модели разрушения инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации.

3. Результаты экспериментального изучения технологических параметров, влияющих на процесс заточки вставок из СТМ.

4. Результаты экспериментального определения коэффициентов интенсивности напряжений в цилиндрическом образце с центральной внутренней трещиной круглой формы, подверженному воздействию чистого изгиба, в зависимости от угла ее наклона и формулы, позволяющие рассчитать Кх и Кт для наклонной трещины.

5. Результаты экспериментального определения коэффициентов интенсивности напряжений К1, Ки и Кт в режущем клине лезвийного инструмента.

6. Методику расчета СТМ на хрупкую прочность, позволяющую определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок при шлифовании будет наименьшей.

7. Полученные зависимости для расчета условий бездефектного шлифования, основанные на оценке температурной нагруженности.

8. Методику расчета режущего инструмента на хрупкую прочность.

Практическая реализация работы.

Методика экспериментального фотоупругого исследования НДС режущего инструмента с трещинами апробирована на предприятиях ОАО «Композит» (С.-Петербург), Томилинский завод алмазного инструмента (г. Томилино, Московская обл.), ПЗИА и АИ (г. Полтава, Украина).

Методика, позволяющая определить направление шлифования, при заточке инструмента, оснащенного КНБ, прошла испытание и принята к реализации на ОАО «Композит» (г. С.-Петербург).

Методика по оценке хрупкой прочности инструмента, которая может быть использована при разработке технологии обработки заготовок и назначению рациональных режимов резания, прошла испытания и рекомендована для внедрения в производстве ОАО «Завод прецезионного станкостроения» (г. С.-Петербург).

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведения практических занятий по дисциплинам «Проектирование и расчет режущего инструмента» и «Технология машиностроения» в ПИМаш.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международных и Республиканских конференциях («Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы», г. Волжский, 2002; «Качество поверхностного слоя деталей машин», г. С.-Петербург, 2003; «Прогрессивные технологии обработки материалов, режущий инструмент и оснастка», г. С.Петербург, 2003); на совместном научно-техническом семинаре кафедр «Резание, станки и инструменты» и «Технология машиностроения» Санкт-Петербургского института машиностроения в 2002-2004 гг.).

Публикации,

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура и объем работы.

Диссертация изложена на ,Д7<2 страницах, содержит 49 рисунков, 15 таблиц и состоит из введения, 4 глав и списка литературы, включающего 113 наименований и приложений.

Основные результаты и выводы

1. Разработаны физические модели разрушения металлорежущего инструмента из СТМ при его заточке и в процессе эксплуатации.

2. Разработана методика моделирования НДС режущего инструмента, имеющего как поверхностные, так и внутренние дефекты в виде трещин, методом фотоупругости.

3. Экспериментально определены коэффициенты интенсивности напряжений в цилиндрическом образце с центральной внутренней трещиной круглой формы, подверженному воздействию чистого изгиба, в зависимости от угла ее наклона.

4. Предложены формулы, позволяющие рассчитать коэффициенты К{ и для наклонной трещины.

5. Впервые экспериментально определены КИН Кх, Кп и в лезвийном режущем инструменте.

6. Предложен подход, позволяющий определить направление заточки, при котором вероятность разрушения вставок из СТМ при шлифовании будет минимальной.

7. Получены экспериментальные зависимости основных выходных параметров процесса заточки инструмента, оснащенного СТМ, от технологических режимов обработки.

8. Оценено влияние состава СОЖ на относительный расход алмазов, шероховатость обработанных поверхностей, процент и характер брака при заточке поликристаллов СТМ.

9. Научно обоснованы технологические условия бездефектного шлифования металлорежущего инструмента из СТМ и его эксплуатации.

1. Абен Х.К. Интегральная фотоупругость. - Таллинн: Валгус, 1975. - 218 с.

2. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х. Поляризационно-оптические методы механики твердого деформируемого тела. М.: Наука, 1973. - 576 с.

3. Андреев Г.С. Исследование напряжений в рабочей части резца на поляри-зационно-оптической установке с применением киносъемки. «Вестник машиностроения», 1958, №5.

4. Андреев Г.С. Работоспособность режущего инструмента при прерывистом резании. «Вестник машиностроения», 1973, №5, с. 72-75.

5. Андрейкив А.Е. Пространственные задачи теории трещин. Киев: Наукова думка, 1982. - 348 с.

6. Андросов И.М. Механические свойства поликристаллических сверхтвердых материалов. // Новые сверхтвердые материалы и прогрессивные технологии их применения. Тез. докл. Всесоюзн. конф. Киев: ИСМ АН УССР, 1985.-с. 67-68.

7. Баренблат Г.И. Математическая теория равновесных трещин, образующихся при хрупком разрушении. Журн. прикл. механики и техн. физики, 1964, №4, с. 3-57.

8. Бетанели Л.И. Прочность и надежность режущего инструмента. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1973. - 304 с.

9. Бобров В.Ф. Определение напряжений в режущей части инструментов. Сб. «Высокопроизводительное резание в машиностроении», М.: Наука, 1966.

10. Браун У., Сроули Дж. Испытания высокопрочных материалов на вязкость разрушения при плоской деформации. Пер. с англ. под ред. Б.А.Дроздовского и Е.М.Морозова. М.: Мир, 1972. - 246 с.

11. Броек Д. Основы механики разрушения. Пер. с англ. М.: Высшая школа, 1980.-368 с.

12. Ватабэ М. и др. Экспериментальный анализ пространственных трещин методами фотоупругости. «Нихон кикай ганкат ромбунсю», 1978, т. 44, №388, с. 4040-4048.

13. Грабченко А.И. О микроразрушении СТМ в процессе алмазного шлифования. // Резание и инструмент, 1978, вып. №20. с. 3-9.

14. Грилицкий Д.В., Сорокатый Ю.И., Думанский О.И. Экспериментальные методы определения коэффициентов интенсивности напряжений. В кн.: Материалы VIII Всесоюзной конференции по методу фотоупругости. -Таллинн, 25-28 сентября 1979, т. III, с. 146-148.

15. Девин JI.H. Определение предела прочности при растяжении поликристаллических сверхтвердых материалов // Сверхтвердые материалы, 1988, №2, с. 24-28.

16. Долгополов В.В., Шилов С.Е. Определение коэффициентов интенсивности напряжений методом фотоупругости. Проблемы прочности, 1975, №2, с. 108.

17. Дроздовский Б.А., Фридман Я.Б. Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей. М.: Металлургиздат, 1970. - 260 с.

18. Дюрелли А., Райли У. Введение в фотомеханику. М.: Мир, 1970. - 484 с.

19. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Изд-во Сарат. ун-та, 1978. 128 с.

20. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956.

21. Зубарев Ю.М., Парсегов С.В. Прогрессивный режущий инструмент из сверхтвердых материалов на основе кубического нитрида бора. Л.: 1986. -20 с.

22. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб.: Изд-во С.-Петербургского универ., 1994. - 220 с.

23. Зубарев Ю.М., Ревин Н.Н., Титов В.Б., Эйгенсон С.Н. Решение пространственных задач теории трещин методом фотоупругости. / Проблемы машиноведения и машиностроения. Межвузовский сб., вып. 28, СПб., 2002, с. 17-23.

24. Иванова B.C. Разрушение металлов. М.: Металлургия, 1978. - 168 с.

25. Каширин А.И. К вопросу о прочности режущей части инструмента при резании труднообрабатываемых сталей. Сб. «Трение и износ при резании металлов». М.: Машгиз, 1955, с. 5-13.

26. Кепич Т.Ю., Савченко В.И. Исследование напряженного состояния около внутренних трещин поляризационно-оптическим методом. Прикладная механика, 1974, 10, вып. 4, с. 3-8.

27. Кобояси А. Исследование разрушения поляризационно-ойтическим методом. В кн.: Разрушение. - М.: Мир, 1976, т. 3, с. 352-411.

28. Костецкий Б.И. Обобщенная классификация и физические модели процессов поверхностного разрушения при трении. // Сверхтвердые материалы, №3, 1988.-с. 51-57.

29. Красовский А.Я. Хрупкость металлов при низких температурах. Киев: Наукова думка, 1980. - 338 с.

30. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента. М.: Машгиз, 1958, 356 с.

31. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: 1985. - 496 с.

32. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

33. Метод поляризационно-оптического исследования на моделях напряжений в элементах энергетических установок (метод «замораживания» деформаций) РТИ 95435-77, 73 с.

34. Метод фотоупругости / Под общ. ред. Хесина Г.Л. М.: Стройиздат, 1975, т. 1 - 460 е., т. 2 - 367 е., т. 3 - 310 с.

35. Методы исследования напряжений в конструкциях / Под ред. Пригоровско-го Н.И. М.: Наука. 1976. - 132 с.

36. Механика разрушения и прочность материалов. Справочное пособие в 4 т. / Под общ. ред. Панасюка В.В. Киев: Наукова думка. - 1988.

37. Морозов Е.М., Никишков Т.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1980.-256 с.

38. Мосолов А.Б., Динариев О.Ю. Автомодельность и фронтальная геометрия разрушения. Проблемы прочности. 1988.

39. Новиков Н.В., Андросов И.М., Майстренко А.А. Методика определения прочности и трещиностойкости поликристаллических сверхтвердьгх материалов // Сверхтвердые материалы. 1982, №2, с. 33-37.

40. Новиков Н.В., Девин JI.H., Майстренко А.А. Определение вязкости разрушения сверхтвердых материалов и твердых сплавов при динамическом на-гружении // Сверхтвердые материалы. 1979, №3, с. 15-18.

41. Новиков Н.В., Ярема С.Я. и др. Метод определения трещиностойкости СТМ, основанный на испытании дисков с трещиной. // Сверхтвердые материалы. №4, 1981.-с. 12-16.

42. Новожилов В.В. О необходимом и достаточном критерии хрупкой прочности. ITM. М. 1969, т. 33, №2, с. 212-222.

43. Нотт Дж. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. - 256 с.

44. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. -М.: Машиностроение. 1979. - 168 с.

45. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. Киев: Наукова думка, 1968. - 245 с.

46. Парис П. и Си Дж. Анализ напряженного состояния около трещин. В кн.: Прикладные вопросы вязкости и разрушения. - М.: Мир, 1968, с. 64-136.

47. Парсегов С.В. Обеспечение бездефектной обработки при изготовлении режущих инструментов из сверхтвердых поликристаллов нитрида бора. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Харьков, 1987. - 251 с.

48. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. -М.: Наука, 1974.-416 с.

49. Подпоркин В.Г., Бердников JI.H. Фрезерование труднообрабатываемых материалов. Л.: Машиностроение, 1972. - 112 с.

50. Подстригач А.И., Колано Ю.М. Обобщенная термомеханика. Киев: Нау-кова думка, 1976. - 312 с.

51. Полетика М.Ф., Утешев М.Х. Контактные явления на передней поверхности. Сб. «Резание металлов и инструмент» под ред. А.М.Розенберга. М.: Машиностроение, 1964.

52. Понамарев С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К., Макушин В.М., Мали-нин Н.Н., Феодосьев В.И. Расчеты на прочность в машиностроении. М.: Машгиз, т. 1, 1956, т. 2, 1958, т. 3, 1959.

53. Попов А.А., Овчинников А.В. Определение коэффициентов интенсивности напряжений с использованием фотоупругих моделей. Заводская лаборатория, 1982, №9, с. 79-81.

54. Пригоровский Н.И. Экспериментальные методы исследования объемного напряженного состояния. В кн.: Исследование и расчет напряжений в деталях машин и конструкциях. - М.: Наука, 1966, с. 5-25.

55. Райе Дж. Р. Независящий от пути интеграл и приближенный анализ концентрации деформаций у вырезов и трещин. Труды амер. об-ва инж. мех. Сор. Е. 1968, т. 35, №4, с. 340-350.

56. Связкина Т.М. Новые композиционные инструментальные материалы на основе кубического нитрида бора. Инструмент и технология, 2000, №2-3, с. 14-15.

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

58. Симонян М.М. Исследование влияния силы резания и характера ее изменения на работоспособность инструмента при прерывистом резании. Автореферат на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Киев: 1982. - 24 с.

59. Соломыкин В.А., Ротнер Ю.М. Математические модели процессов теплообмена в ячейке высокого давления. / В кн.: Высокие давления свойства материалов. Киев: 1979.-е. 190-198.

60. Тараторин Б.И. Моделирование напряжений в конструкциях ядерных реакторов. М.: Атомиздат, 1973. - 232 с.

61. Титов В.Б., Зубарев Ю.М., Ревин Н.Н. Построение моделей, характеризующих процесс хрупкого разрушения режущего инструмента. / Совр. машиностроение. Сб. научных трудов ПИМаш, вып. 5. СПб: Изд-во ПИМаш, 2003.

62. Титов В.Б., Эйгенсон С.Н. Способ нанесения дефектов в виде трещин на оптически чувствительные материалы. В кн.: Материалы VIII Всесоюзной конференции по методу фотоупругости. - Таллинн, 25-28 сентября 1979, т. 1, с. 198.

63. Фрохт М. Фотоупругость, т. 1. М.: ОГИЗ, 1948. - 423 е.; т. 2. - М.: Гос-техиздат, 1950. - 488 с.

64. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975. -168 с.

65. Хаимова-Малькова Р.И. Методика исследования напряжений поляризаци-онно-оптическим методом. М.: Наука, 1970. - 116 с.

66. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. - 640 с.

67. Шипило В.Б., Вельский И.М., Маковецкая Л.А., Ярошевич Г.П. Исследование теплового расширения нитридов бора. Изв. АН БССР, Сер. физ.-мат. науки. 1984, №5, с. 79-82.

68. Шихобалов С.П. Поляризационно-оптическое исследование пространственно-напряженных объектов. В кн.: Поляризационно-оптический метод исследования напряжений. Труды 5-й Всесоюзной конференции. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1966.-е. 554-565.

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

70. Эделынтейн Е.И. Координатно-синхронный поляриметр КСП-7. В кн.: Поляризационно-оптический метод исследования напряжений. Труды 5-й Всесоюзной конференции. - Д.: Изд-во ЛГУ, 1966. - с. 498-513.

71. Эдельштейн Е.И. О методе компенсации Сенармопа. В кн.: Исследования по упругости и пластичности, вып. 2 - Д.: Изд-во ЛГУ, 1963.

72. Эдельштейн Е.И. О «замораживании» деформаций в методе фотоупругости. В кн.: Вестник Ленинградского университета, №7. Математика. Механика. Астрономия, вып. 2, 1968. - с. 118-127.

73. Якимов А.В. Абразивно-алмазная обработка фасонных поверхностей. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

74. Ящерицын П.И., Цокур Л.К., Еременко М.Л. Тепловые явления при шлифовании и свойства обрабатываемых поверхностей. Минск: Наука и техника, 1973.-184 с.

75. Archibald F.R. Analysis of the Stresses in a Cutting Edge // Trans. Of the ASME, Vol. 78. N6. p.l 149-1154. 1956.

76. Asai Т., Nakatani S., Hara A. Study on the early fracture of carbide tools // Ann. CIRP, Vol.29 N1,1980. p.53-56.

77. Bradley W., Kobayashi A. An Investigation of Propagating Cracks by Dynamic Photoelastisity. Exp. Mech. 10, №3, pp. 106-113,1970.

78. Chandrasekeran H., Kapoor D.V. Photoelastic Analysis of Tool Chip Interface Stresses. "Trans of the ASME", 1965, ser. B. Nov. p. 495.

79. Cheng J., Box P. Simultanous determination of the first and second mode stress intensity factors. Int. J. Fract. Mech., 1971, 7, pp. 119-121.

80. Dally J.W., Sanford R.J. Classification of Stress Intensity Factors from Isochro-matic Frinde Patterns. Exp. Mech., 1978, v. 18.

81. Etheridge J.M., Dally J.W. Simplified Three Parameter Method for Determining Stress Intensity Factor. - Mech. Rec. Comm., V.5(l), 1978, pp.21-26.

82. Fuller E., Thomson R. Theory of chemically assisted fracture Ptr. Atomic Models of Crack Crowth. // J. Mater Sci. 1980, 15, №4, p.p. 1027-1034.

83. Gdontos E.E., Theocarin P.S. A Photoelactie Determination of Mixed-Mode Stress Intensity Factors. Exp. Mech. 1978, 3, pp. 87-96.

84. Griffith A.A. The phenomenon of rupture and flaw in solid. Phil. Trans. Roy. Soc. Ser. A, 1920, V. 221, pp. 163-188.

85. Ioakimides N., Theocaris P. A simple method for the photoelastic determinationof mode I stress intensity factors. Eng. Fract. Mech. 1977, V.10, №3-0, pp. 677-684.

86. Irwin G.R. Analysis of stress and strains near the end of a crack traversing a plate. J. Appe. Mech., 1957., V.24, №3, pp. 148-152.

87. Irwin G.R. Discussion and Author's Clousure of the Paper "The Dynamic Stress Distribution Surronnding a Running Crack. A Photoelastic Analisis". - Proc of SESA, v. 16, 1958, №1, pp. 93-96.f

88. Irwin G.R. Fracture dynamics: Fracturing of Metals, ASM Cleveland, 1948,кpp. 147-166.

89. Marloff R.H., Leven M.M., Ringler T.N., Jhonson J.R. Photoelastic Determination of Stress Intensity Eactors. - Exp. Mech., 1971, v.l 1, №12, pp. 529-539.

90. Orowan E.O. Fundamentals of brittle behavior of metals. Fatigus and Fracture of Metals. - N.Y.: Wiley, 1950, pp. 139-167.

91. Pearson G., Ruiz C. "Stress intensity factors for cracks in pressure vessel nozzles". Int. Journ. Of Fract. V.13, 1977, pp. 319-339.

92. Post D. Photoelastic Stress Analysis for an Edge Crack in a Tensile Eield. -Proc. of SESA, 1954, v. 12, №1, pp.99-116.

93. Redner A.S. Experimental Determination of Stress Intensity Factors A Review of Photoelastic Approaches. - Pros. Int. Conf. of Fract. Mech. and Technology. Hongkong. March 21-25. 1977, v.l, pp. 607-622.

94. Rice W.S., Salmon R., Syniuta W.D. Photoelastic Determination of Cutting Tool Stresses, "Trane of the Engineering Institute of Canada", 1960, vol. 4, №1.

95. Richard Hans Alberte. Interpolationsformel fur Spannugsin tensitatsfaktoren. "VDI-Z", 1979, 121, №22, 1138-1143.

96. Rossmanith H.P. Anallysis of Mixed-Mode Isochromatic Crack-Tip Patterns. -Acta Mech., 1978, 34/1-2, pp. 1-38.

97. Sanford R.J., Dally J.W. A general method for determining Mixed-mode stress intensity factors from isochromatic frinde patterns. Eng. Fract. Mech. 1979, v.l 1, pp. 621-633.

98. Schroedl M., Mc Gowan J., Smith С. "An Assessment of Factors Influencing Data Obtaind by the Photoelastic Stress Freezing Technique for Stress Field Near Crack Tips", Eng. Fract. Mech. 1972, v.4, pp. 801-809.

99. Schroedl M., Mc Gowan J., Smith C. "Use of a Taylor Series Correction Method in Photoelastic Stress Intensity Determination", VPI-E-73-34,1973.

100. Shaw M.C. Fracture of metal cutting tools // CIRP. Ann. Vol. 28. N1. 1979. p. 19-21.

101. Smith C.W. "Use of Three Dimensional Photoelasticity in Fracture Mechanics", Exp. Mech., 1973, v. 13(12), pp. 539-544.

102. Smith C.W. Crack Tip Stress Fields Under Complex Load: Application to Pressure Vessels Problems. Int. J.Press. Ves. and Piping, 1983,12, pp.43-60.

103. Sneddon J.N. The distribution of stress in the neighbourhood of crack in a elastic solid. Proc. Roy. Soc. Ser. A, 1946, v. 187, №1008, pp.229-260.

104. Stanffer D. Scaling theory of percolation clusters. / Phys. Repts. 1974. 54. №1, p.p. 1-74.1 lO.Theocaris P.S., Gdoutos E.E. "Photoelastic determination of K{ stress intensity factors". Eng. Fract. Mech. 1975, v.7, pp.331-339.

105. Usui W., Takeyama H.A. Photoelastic analysis of machining stresses. "Trans of the ASME", Nov. 1960, vol. 82, ser. B, №4.

106. Wells A.A. Application of fracture mechanics at and beyond general nielding. -Brit. Weld. J., 1963, v.10, №11, pp.563-570.

107. Писаренко Г.С., Лебедев А.А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка, 1976. -415 с.к