автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение качества лезвийной обработки полимерных и композиционных материалов путем предварительного механического деформирования заготовок

На правах рукописи

1 —

Гаврилова Анна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

ЗАГОТОВОК

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук "] 2 [,1 Др 2023

Комсомольск-на-Амуре - 2009

003463750

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» (г. Хабаровск)

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Еренков Олег Юрьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Ким Владимир Алексеевич (г. Комсомольск-на-Амуре)

кандидат технических наук

Дунаевский Юрий Владимирович (г. Комсомольск-на-Амуре)

Ведущая организация

ОАО «Дальэнергомаш» (г. Хабаровск)

Защита состоится «20» марта 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО КнАГТУ) по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Факс: 8(4217) 54-08-87; e-mail: mdsov@knastu.ru

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

Автореферат разослан « » февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Пронин А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие современного машиностроения, приборостроения и многих других отраслей промышленности невозможно без применения синтетических полимерных и композиционных материалов. Это объясняется тем, что данные материалы обладают совокупностью положительных свойств, при этом некоторые свойства имеют показатели более высокие по сравнению с традиционными конструкционными материалами. Например, значения удельной прочности многих полимерных материалов значительно выше, чем значения такого важного показателя таких традиционных конструкционных материалов, как сталь, латунь и т.п.

При изготовлении деталей из пластмасс современными методами происходит изменение их размеров и формы, связанное с усадкой материала во время охлаждения. Для получения деталей и изделий заданных размеров, формы и обеспечения качества сопрягаемых поверхностей деталей, их подвергают механической обработке резанием, преимущественно токарной. Данная операция является необходимой, широко распространенной и одной из ответственных в технологическом процессе производства деталей из пластмасс. Однако получаемые при механической обработке показатели качества обработанной поверхности зачастую не соответствуют значениям, установленным в технических требованиях, что приводит к необходимости дополнительной обработки.

Физико-механические свойства полимерных и композиционных материалов определяются состоянием их структуры. Изменения в состоянии и структуре определенным образом отражаются и на технологических свойствах материалов, особенно на обрабатываемости резанием. Одними из основных критериев оценки обрабатываемости резанием полимерных материалов являются качественные показатели обработанной поверхности. Область применения полимеров в машиностроении часто ограничивается достигнутым уровнем их свойств. Однако конструкторы, не имея нужных данных, часто не применяют полимеры и в тех случаях, где они имеют технические и экономические преимущества.

Таким образом, задача повышения показателей качества поверхностей полимерных и композиционных материалов при лезвийной обработке, в том числе на основе новых технологических решений, является актуальной.

Цель работы - повышение качества токарной обработки полимерных и композиционных материалов на основе определения связей между параметрами предварительного механического деформирования заготовок с прочностными свойствами материала и показателями качества обработанной поверхности.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследований:

1) исследовать кинетику процессов деформирования и разрушения полимерных и композиционных материалов методом акустической эмиссии и

установить зависимости показателей прочности материала от параметров механического деформирования;

2) установить связь параметров напряженно-деформированного состояния полимерного материала в зоне резания с твердостью обработанной поверхности термопластичных материалов;

3) разработать новый комбинированный способ обработки полимерных материалов на основе предварительного механического деформирования заготовок и точения;

4) установить связи между параметрами предварительного деформирования заготовки на твердость, параметры шероховатости и отклонения формы поверхностей деталей, полученных при токарной обработке.

Научная новизна работы:

- исследована кинетика процессов деформирования и разрушения полимерных и композиционных материалов при одноосном растяжении методом акустической эмиссии для различных вариантов нагружения экспериментальных образцов и научно обоснован выбор параметров предварительного механического деформирования заготовок;

- разработан способ повышения качества обработанной поверхности деталей из полимерных и композиционных материалов за счет применения операции предварительного механического деформирования заготовок;

- экспериментально установлены связи между режимами резания и параметрами деформирования заготовок из полимерных и композиционных материалов с шероховатостью, твердостью и отклонениями формы обработанной поверхности.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке комбинированного способа обработки заготовок из полимерных и композиционных материалов для повышения качества обработанной поверхности за счет создания предварительных напряжений сжатия или растяжения; представленный способ защищен патентом Российской Федерации на изобретение №2317196;

- в разработке научно-обоснованных рекомендаций по повышению качества обработанной поверхности полимерных и композиционных материалов путем выбора параметров предварительного механического деформирования заготовки, которые внедрены в производственную деятельность ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский институт технологии судостроения».

Апробация результатов работы:

Основные результаты работы были представлены на международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» (г. Хабаровск, ХГТУ, 2006г.); на IV региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования» (г. Благовещенск, АмГУ, 200бг); на международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2006-2007гг.); на IV

международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (г. Курск, КГТУ, 2006г.); на совместном российско-китайском симпозиуме «Advanced materials and processing technology» (г. Харбин, 2006г); на совместном российско-китайском симпозиуме «Modern materials and technologies 2007» (г. Хабаровск, 2007г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока» (г. Комсомольск - на -Амуре, 2007г.); на VI Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (г. Омск, 2007г.); на совместном китайско-российском симпозиуме «Advanced materials and processing technology» (г. Харбин, 2008г)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 5 в изданиях рекомендуемых ВАК и 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Диссертация изложена на 152 страницах, включает 53 рисунка и 18 таблиц. Библиографический список составлен из источников 154 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, научная новизна исследования, сформулированы цель и задачи, научные положения, выносимые на защиту, отмечена практическая значимость диссертационной работы.

Основу содержания первой главы составляет аналитический обзор экспериментальных и теоретических исследований процесса резания полимерных материалов, включающий в себя рассмотрение следующих вопросов:

1. Анализ существующих технологических методов формообразования и обработки заготовок и деталей из полимерных и композиционных материалов, результаты которого показывают, что во многих случаях детали высокой точности и повышенного качества могут быть получены только обработкой резанием.

Большой вклад в исследование процессов обработки материалов резанием, а также изучение показателей качества этого процесса внесли российские и зарубежные ученые: A.C. Верещака, В.И. Дрожжин, H.H. Зорев, А.Г. Ивахненко, Ю.Г. Кабалдин, В.А. Ким, А. Кобаяши, ВА.Кудинов, М. Ф. Полетика В.Н. Подураев, А.И. Промптов, A.M. Розенберг, М.В. Семко, А.Г. Суслов, Г.К. Сустан, A.M. Шпилев, Б.П. Штучный.

2. Обзор данных экспериментальных и теоретических исследований влияния различных факторов процесса резания на качество обработанной поверхности, включающий описание существующих методов предварительной

подготовки к резанию обрабатываемых поверхностей заготовок из полимерных материалов.

3. Анализ поведения полимерных материалов при различных видах напряженно-деформированного состояния, результаты которого показывают, что процесс резания можно представить как разновидность процесса разрушения, которое, в свою очередь, для полимера является результатом преодоления сил межмолекулярного взаимодействия. Кроме того, рассматриваются теоретические и экспериментальные исследования доказывающие, что преодоление сил взаимодействия между атомами и молекулами твердого полимера могут происходить под влиянием тепловой энергии, механических воздействий, излучений и т.д.

Исследованию структуры, строения, свойств и разрушения материалов, в том числе полимерных, посвящены работы A.A. Аскадского, Г.Н. Бартенева, С.Н. Журкова, Г. Кауша, В.А. Каргина, Э.М. Карташова, П.М Огибалова, С.Б. Ратнера, Г.Л. Сломинского ЯМ. Френкеля.

Существующие способы переработки полимерных материалов без снятия стружки не обеспечивают достаточно высоких точности и качества обработанной поверхности деталей. Детали из полимерных материалов повышенной точности и высокого качества могут быть получены путем механической обработки. Так как любой процесс резания сопровождается разделением тела на части, то, зная закономерности разрушения того или иного материала, можно управлять процессом резания, добиваясь необходимых энергосиловых и качественных показателей лезвийной обработки.

Всё вышеизложенное указывает на необходимость разработки новых способов и методов механической обработки полимерных материалов для повышения качественных параметров обработанной поверхности.

Во второй главе дано описание комбинированного способа обработки деталей из полимерных и композиционных материалов на основе предварительного механического деформирования; исследовано контактное взаимодействие режущего инструмента и обрабатываемого материала при резании для определения напряженного состояния в заготовке.

В данной работе, рассматривая обработку режущим инструментом как разновидность процесса управляемого разрушения твердого полимерного материала, и в соответствие с кинетической концепцией прочности разработан новый комбинированный способ обработки полимерных материалов.

Сущность способа заключается в том, что предлагаемый к токарной обработке полимерный или композиционный материал предварительно подвергают механическому деформированию путем сжатия или растяжения. За счет механического деформирования образуется такая структура материала, в которой часть связей разрушена, а часть напряжена. Это приводит к уменьшению энергии активации связей полимера и при дальнейшем взаимодействии поверхностного слоя материала с режущим клином инструмента - к снижению силы резания, так как облегчается процесс

деформирования срезаемого слоя за счет образования зоны предразрушения. Размеры микротрещин и зоны пластической деформации перед режущим клином в срезаемом припуске материала уменьшаются, магистральная трещина приобретает более устойчивое направление развития вдоль линии среза, что является предпосылкой повышения качественных показателей обработанной поверхности, так как снижается вероятность образования вырывов, сколов и подобных дефектов обрабатываемого резанием материала.

При проведении экспериментальных исследований величина усилия для сжатия/растяжения выбиралась с помощью зависимости «деформация -напряжение» из области, соответствующей упругой деформации, до развития явления вынужденной эластичности. При этом прикладываемые к заготовке усилия должны создавать в объеме материала такое напряженное состояние, чтобы выполнялось условие:

- (0,6 - 0, 8)<тк (1)

здесь: ан - напряжения, создаваемые в заготовке усилием растяжения/сжатия; ак - предельная прочностная характеристика материала.

При выполнении этого условия, разрушение твердых полимерных тел имеет чисто термофлуктуационный механизм, описываемый кинетической концепцией прочности, т.е. происходит нагружение химических связей, которые деформируются под влиянием приложенного напряжения, и разрываются под действием тепловых флуктуаций.

При исследовании зоны стружкообразования установлено, что прежде чем произойдет разрушение по плоскости скалывания, в объеме будущего элемента стружки возникают значительные деформации сжатия, вызывающие течение материала срезаемого слоя вдоль и перпендикулярно к передней поверхности инструмента. Разрушение произойдет, когда напряжения сжатия превзойдут предел текучести деформируемого материала.

Нормальное напряжение на условной плоскости сдвига, вызывающие сжатие материала при резании, можно определить как

асд = Рсдпъ\п РI аЪ (2)

где а - толщина среза; Ь - ширина среза; ¡3 - угол сдвига.

Рис. 1. Схема сил в зоне резания: 1 - резец; 2 - стружка; 3 - заготовка

При этом нормальная сила Fcd„ (перпендикулярная к условной плоскости сдвига) может быть определена через силу стружкообразования R' по зависимости (рис. 1):

Fcd„ = R' sin(/? + íu), (3)

где со - угол действия, т.е. угол между вектором силы стружкообразования и вектором скорости резания

В данной работе, в отличие от известных методик, с учетом свойств полимерных материалов, для оценки напряженно-деформированного состояния материала в зоне резания учитывается составляющая Рх силы резания.

С учетом этого допущения сила стружкообразования в общем случае определяется как: R'= Pz ^¡\ + K2x+ К], где Кх, Кг - коэффициенты,

характеризующие соотношение проекций силы стружкообразования на координатные оси; Рг - главная составляющая силы резания:

_ cos со ...

Р =г st—-______(4)

' у smpcos{p + co)' v '

где ту - сопротивление пластическому сдвигу материала стружки, равное пределу текучести материала на сдвиг; s - подача; t - глубина резания. Тогда нормальное напряжение на условной плоскости сдвига, учитывая (2)-(4):

асд=~,----:-:-1 (5)

(cos у + fi cos v sm у) cos Я - ¡i sin v sm Я где Я - угол наклона главной режущей кромки; у - передний угол инструмента; v - угол отклонения стружки; ft - средний коэффициент трения; г/ - сопротивление пластическому сдвигу материала стружки заготовки после предварительного деформирования, с учетом времени W между механическим деформированием и резанием

Ху6 = 2 5 W-0-'5 ' ПРИ 5МЫН <W< 60ми" ' Полученные выражения (5) и (6) использованы в 4 главе для установления связи параметров напряженно-деформированного состояния полимерного материала в зоне резания с твердостью обработанной поверхности термопластичных материалов.

Третья глава посвящена исследованию кинетики процессов деформирования и разрушения полимерных и композиционных материалов, а также определению механических характеристик этих материалов для различных вариантов нагружения.

Исследование кинетики накопления повреждений в процессе деформирования и разрушения проводились с применением метода акустической эмиссии (АЭ), основанного на регистрации и обработке параметров упругих волн (напряжений), возникающих при механическом нагружении полимерных материалов. В качестве исследуемых материалов

выбраны представители термореактивных и термопластичных пластмасс, детали и изделия из которых широко применяются в машиностроении: текстолит ПТК, гетинакс 1, капролон В, фторопласт-4.

Экспериментальные исследования кинетики деформирования и разрушения полимерных материалов проводились, согласно ГОСТ 11262-80, на серии стандартных плоских образцов с использованием штатного нагружающего устройства универсальной установки АЛА ТОО ИМАШ 20-75. Кривая нагружения регистрировалась также при помощи штатных устройств данной установки. Параллельно с записью кривой нагружения велась непрерывная регистрация сигналов АЭ с использованием оригинального компьютерного комплекса для сбора, обработки и анализа АЭ информации. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для исследования материалов методом АЭ. На схеме обозначены: 1 - тензобалка, 2 - тензодатчик, 3 - образец, 4 - захват,

5 - акустический датчик,

6 - усилитель, 7 - аналого-цифровой преобразователь,

8 - персональная ЭВМ,

9 - оригинальный программный комплекс, 10 - автономный блок питания, 11 - упругий элемент,

12 - тензопреобразователь,

13 - самопишущий потенциометр

Анализ представленных на рис. 3 данных позволяет заключить, что на разных стадиях нагружения исследуемых полимерных материалов четко выделяются различные события, идентификация которых однозначно осуществляется посредством анализа параметров сигналов АЭ. При этом, накопление повреждений во всех исследуемых материалах является сложным многостадийным процессом. В случае нагружения композиционных материалов (гетинакс, текстолит) эти стадии включают микропластические сдвиги в матрице, трещинообразование в матрице, разрыв адгезионных связей между матрицей и армирующим элементом, разрыв отдельных волокон и целых пучков армирующего материала.

Для термопластичных материалов (капролон, фторопласт) характерны процессы разрыва химических связей, вынужденноэластической деформации в вершинах микротрещин и пластической деформации в объеме материала. Все эти процессы сопровождаются образованием упругих волн АЭ.

Рис. 3. Результаты обработки сигналов акустической эмиссии при растяжении полимерных материалов: а - капролон; б- гетинакс

Исследовалось изменение прочности полимерных материалов в зависимости от условий предварительного деформирования образцов. Часть образцов после предварительного деформирования выдерживалась определенное время без нагрузки, другая часть - под нагрузкой. Затем производили вторичное деформирование до достижения предела вынужденной эластичности или разрушения материала образца.

Результаты данной серии исследований показывают (рис. 4), что создание предварительного напряжения в образце величиной в пределах (0,б..0,8)<тАу, приводит к снижению прочности исследуемых полимерных материалов при последующем деформировании.

Также установлено, что ослабленная на стадии предварительного нагружения структура материала сохраняется для термопластов в течение 20 минут перед вторичным деформированием. Время отдыха между ступенями деформирования, равно как и время выдержки под нагрузкой, для реактопластов типа гетинакса и текстолита не оказывает влияние на формирование и изменение прочности материала, так как дефектная структура образуется на стадии предварительного нагружения. Таким образом, подтверждена целесообразность предварительного деформирования полимерных материалов без продолжительной выдержки заготовок под нагрузкой, что позволит значительно упростить технологический процесс и повысить его производительность.

а б

Время нагружения, с Время нагружения, с

Рис. 4. Прочность материала после предварительного деформирования: а - гетинакс; б - капролон; 1 - базовая диаграмма; 2 - время разгрузки 5 мин; 3 - время разгрузки 20мин; 4 - время разгрузки 60 мин.

Учитывая известный факт, что при резании материалов с различной скоростью связь между твердостью и напряжением в срезаемом слое остается такой же, как и при статическом деформировании в условиях простейших напряженных состояний, в данной работе для определения твердости обработанной поверхности деталей исследуется связь между твердостью

полимерных материалов и прикладываемым напряжением в условиях одноосного растяжения. Полученные экспериментальные данные представлены на рис. 5.

О 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25

Время нагружения, с Время нагружения, с

Рис. 5. Твердость материала в зависимости от величины напряжения:

1 - кривая нагружения; 2 - кривая изменения твердости; а - капролон; б - фторопласт

Четвёртая глава посвящена исследованию влияния режимов резания и вида обработки заготовок на качественные показатели обработанной поверхности деталей.

На основании результатов исследований, проведенных ранее, выбраны рациональные значения основных параметров процесса резания и геометрических параметров режущего инструмента, которые были использованы в данной работе: инструментальный материал - ВК6; режимы резания: глубина резания t=l-5MM, подача s=0,08-0,25mm/o6, скорость резания V=20-300M/mhh,

Для предварительного деформирования цилиндрических заготовок из исследуемых полимерных материалов использовались разрывные машины МР-500 и УММ-20. Токарная обработка экспериментальных образцов проводилась на станке с ЧПУ модели 16К20ФЗС47. Измерение твердости обработанной поверхности производилось в соответствии с положениями ГОСТ 4670-91 путем вдавливания стального шарика в испытуемый образец по методу Бринелля. Оценка отклонений формы обработанных поверхностей производилась с применением цифрового измерительного комплекса Rondcom 41С (Япония). Шероховатость поверхности контролировали при помощи профилометра TR 200 (США). Исследование структуры стружек и характера поверхностей разрыва производилось на микроскопе Micro 200.

На рис. 6 представлены результаты исследования уровня шероховатости поверхностного слоя детали из капролона в виде профилограмм. Анализ данных профилограмм показывает, что, например, вариант токарной обработки

с применением предварительного сжатия несколько более предпочтителен по сравнению с другими вариантами обработки. Численные значения исследуемых параметров шероховатости, сведенные в табл. 1, подтверждают тот факт, что применение предварительного деформирования, как сжатия, так и растяжения, позволяет получить впоследствии более качественный поверхностный слой детали, по сравнению с вариантом традиционного точения заготовок.

Таблица 1

Результаты исследования шероховатости поверхности деталей из капролона при различных видах обработки

Вид обработки параметры шероховатости, мкм

Яа Кг Итах Яр Ят Бт Бк

Предварительное сжатие+точение 4,39 5,68 9.01 5,32 3,696 1,38 -0,17

Предварительное растяжение+точение 5,92 13,70 20.75 9,52 11,23 0,27 -0,57

Точение 7,6 22,72 35.97 14,02 21,95 0,33 0,27

« I = 3

в 2 £ в О о ч ц в й -е

о I -30

= 01 2 34501 2 34501 2 345

Длина измеряемой поверхности, мм

Рис. 6. Профилограммы поверхностей деталей из капролона: а - типовой режим резания, б - комбинированная обработка (предварительное растяжение + точение); в - комбинированная обработка (предварительное сжатие + точение)

Проводились исследования влияния предварительного деформирования заготовок на величину отклонений формы деталей. Оценка отклонений формы проводилась по следующим показателям: нецилиндричность (отклонение от цилиндричности), включая непрямолинейность образующей, и некруглость (отклонение от круглости). Полученные экспериментальные данные представлены, соответственно, на рис. 7, 8, 9.

Согласно данным по нецилиндричности (рис. 7) предварительное механическое деформирование заготовок приводит к снижению

нецилиндричность до 2-х раз. В случае обычной токарной обработки заготовки максимальное отклонение от цилиндричности составляет 20,14 мкм; после точения с предварительным сжатием заготовки данное отклонение не превышает 9,5 мкм; после точения с предварительным растяжением заготовки данное отклонение составляет 12 мкм.

Рис. 7. Отклонения от цилиндричности при обработке фторопласта-4:

а - типовой режим резания; б - комбинированная обработка (обработка с предварительным растяжением); в - комбинированная обработка (обработка с предварительным сжатием)

Значения непрямолинейности образующей деталей (рис. 8), полученных обоими методами обработки, отличаются незначительно и составляют, к примеру для гетинакса 18 мкм при традиционном точении и 15 мкм после точения с применением предварительного растяжения заготовки.

Рис. 8. Отклонение от прямолинейности образующей после обработки гетинакса: а - типовой режим резания, б - комбинированная обработка (обработка с предварительным растяжением); в - комбинированная обработка (обработка с предварительным сжатием)

На основании полученных данных, рис.9, по отклонению от круглости деталей установлено, что применение предварительного деформирования заготовки способствует некоторому снижению значения отклонения от круглости. Так, после токарной обработки заготовок из фторопласта-4 обычным способом отклонения от круглости составляет 23 мкм, после обработки с предварительным растяжением -15 мкм, и для варианта с предварительным сжатием - 13 мкм.

Рис. 9. Отклонение от круглости при обработке фторопласта-4: а - типовой режим резания; б - комбинированная обработка (обработка с предварительным растяжением); в - комбинированная обработка (обработка с предварительным сжатием)

Исследовалось влияние режимов резания и варианта обработки заготовок на изменение поверхностной твердости деталей.

Таблица 2

Результаты исследования поверхностной твердости деталей при

Способ обработки заготовок Твердость материала (по Бринеллю), МПа

Материал заготовок

Капролон Фторопласт-4 Гетинакс Текстолит

Точение 189 41 228 219

Предварительное сжатие + точение 180 38 210 204

Предварительное растяжение + точение 185 35 220 214

Необработанные заготовки 143 31 247 232

На основании результатов исследований, представленных в табл. 2, можно заключить, что токарная обработка заготовок из капролона и

фторопласта приводит к повышению твёрдости обработанной поверхности; точение заготовок после их предварительного деформирования также приводит к упрочнению поверхностного слоя, однако при этом варианте обработки степень упрочнения меньше, по сравнению с традиционной токарной обработкой.

После точения заготовок из текстолита и гетинакса имеет место разупрочнение обработанной поверхности, для всех исследуемых вариантов обработки.

На основании анализа полученных данных эксперимента, рис. 10, установлено, что для каждого исследуемого, материала, независимо от способа обработки заготовок, твердость имеет приблизительно постоянные значения до определенной величины подачи, при превышении которой наблюдается плавное снижение твердости обработанной поверхности.

а б

Подача, мм/об Подача, ми/об

Рис. 10. Твердость обработанной поверхности: а - капролон; б - текстолит: 1 - точение; 2 - предварительное растяжение и точение; 3 - предварительное сжатие и точение.

На основании экспериментальных данных, полученных в главе 3 и с учетом выражения характеризующего напряженно-деформированное состояние при резании (5) получено выражение для оценки твердости обработанной поверхности исследуемых термопластичных материалов:

ИВ = , . д . {А&г'сжейМ + аЪ-В +С (7)

здесь А, В, С - постоянные, характеризующие свойства материала,

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основе анализа механизма термофлуктуационного разрушения материалов обосновано применение предварительного механического

деформирования заготовок из полимерных и композиционных материалов для снижения энергии активации процесса разрыва связей в них и повышения качества последующей токарной обработки. Разработан способ повышения качества обработанной поверхности деталей из полимерных материалов за счет применения предварительного механического деформирования заготовок, защищенный патентом на изобретение.

2. Исследования кинетики процессов деформации и разрушения полимерных и композиционных материалов показали, что накопление повреждений в конструкционных полимерных материалах под нагрузкой является сложным многостадийным процессом, сопровождающимся образованием упругих волн акустической эмиссии. На разных стадиях нагружения исследуемых материалов выделяются различные события, идентификация которых осуществляется посредством анализа параметров сигналов акустической эмиссии. Создание предварительного напряжения в образце величиной в пределах (0,6-0,8) акр приводит к снижению прочности исследуемых полимерных материалов при вторичном нагружении и к сокращению времени достижения предельного состояния материалов. Установлено, что полученная на стадии предварительного нагружения структура материала остается неизменной для реактопластов и сохраняется для термопластов в течение интервала от 5 до 20 минут.

3. На основе экспериментальных исследований установлено, что создание предварительных напряжений величиной до (0,6-0,8) акр при механическом деформировании заготовок из полимерных и композиционных материалов позволило снизить исследуемые параметры шероховатости от 2,6 до 4 раз, а так же снизить отклонения от круглости и цилиндричности обработанных поверхностей до 2 раз; отклонения от прямолинейности имеют примерно равные значения независимо от варианта обработки или снижаются незначительно.

4. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлена связь параметров напряженно-деформированного состояния полимерного материала в зоне резания с твердостью обработанной поверхности термопластичных материалов.

5. Экспериментально установлено, что токарная обработка заготовок из термопластичных материалов приводит к повышению твердости обработанной поверхности, при этом степень упрочнения при точении заготовок после их предварительного деформирования меньше, по сравнению с традиционной токарной обработкой. После точения заготовок из реактопластов имеет место разупрочнение обработанной поверхности для всех исследуемых вариантов обработки.

6. В исследуемом диапазоне подач от 0,084 мм/об до 0,28 мм/об для каждого исследуемого материала, независимо от способа обработки заготовок, твердость имеет приблизительно постоянные значения до определенной

величины подачи, при превышении которой наблюдается плавное снижение твердости обработанной поверхности.

7. Результаты работы внедрены в ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский институт технологии судостроения», и используются в учебном процессе ГОУВПО «Тихоокеанский государственный университет».

Основные результаты работы опубликованы в 24 работах, наиболее значимые из которых следующие:

1. Еренков О.Ю. Исследование кинетики разрушения конструкционных полимерных материалов в условиях одноосного растяжения /Еренков О.Ю., Гаврилова A.B., Башков О.В // Вопросы материаловедения. 2007. - № 2(50). - С. 80-88

2. Еренков О.Ю. Исследование процесса разрушения полимерных материалов методом акустической эмиссии / Еренков О.Ю., Гаврилова A.B., Башков О.В. // Вестник машиностроения. 2007. - № 6. - С. 59-62

3. Еренков О.Ю. Влияние условий механической обработки полимерных материалов на твердость обработанной поверхности детали / Еренков О.Ю., Захарычев С.П., Гаврилова A.B., Отмахов Д.В. // Вестник машиностроения. 2008.-№3,-С. 46-50

4. Еренков О.Ю. Термомеханические параметры процесса резания полимерных материалов / Еренков О.Ю., Гаврилова A.B. // Технология машиностроения. 2008. - №3(69). - С. 13-18

5. Еренков О.Ю., Контроль процессов деформирования и разрушения твердых полимерных материалов по значениям параметров сигналов акустической эмиссии / Еренков О.Ю., Гаврилова A.B. // Пластические массы. 2007.-№10. С. 29-31

6. Erenkov O.Yu., Combined method of plastic workpiece machining based on a pretreatment mechanical down /Erenkov O.Yu., Kovalchuk S.A., Gavrilova A.V. // Rare metals: A Chinese journal of science, technology & applications in the Field of rare metals. August 2007, volume 26, Spec, issue. P. 20-25.

7. Патент № 2317196 Российская федерация, (51) МПК В 29 С 37/00. Способ обработки заготовок из пластмасс/ О.Ю. Еренков, A.B. Гаврилова. - № 2006110788/12; заявлено 03.04.2006; опубликовано 20.02.2008, Бюл. №5. - 3 с

8. Еренков О.Ю.Способ токарной обработки заготовок из пластмасс / О.Ю. Еренков, A.B. Гаврилова //Принципы и процессы создания неорганических материалов: материалы международного симпозиума (Третьи Самсоновские чтения). - Хабаровск: Издательство Тихоокеанского государственного университета, 2006.- С.283.

9. Еренков О.Ю. Новые тенденции в обработке резанием деталей из полимерных материалов /Еренков О.Ю., Гаврилова A.B. // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации:

материалы IV Международной научно-технической конференции: в 2 ч. 4.1. -Курск: тд-во КГТУ, 2006. - С. 105-109.

10. Еренков О.Ю. Исследование влияния скорости нагружения конструкционных полимерных материалов на характер процесса деформации и разрушения / Еренков О.Ю., Гаврилова A.B. // Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока: в Зч. Ч. 1: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. - С. 102-106.

11. Гаврилова A.B. Исследование токарной обработки полимерных материалов с учетом предварительного термомеханического воздействия /Гаврилова A.B. // Наука - Хабаровскому краю: Материалы X краевого конкурса молодых ученых - Хабаровск: изд-во ТОГУ, 2008. - С. 103-107.

12. Гаврилова A.B. Анализ изменений твердости поверхности деталей из полимерных материалов после их механической обработки / Гаврилова A.B., Заев В.В. // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2007. -№1 (4).-С. 241-246

13. Гаврилова A.B. К вопросу о механохимическом воздействии на заготовки из полимерных материалов перед их механической обработкой /Гаврилова A.B., Калита Е.Г., Еренков О.Ю. // Динамика систем, механизмов и машин: материалы VI Международной научно-технической конференции. -Омск: изд-во ОмГТУ, 2007. - Кн. 2. С. 183-186.

14. Gavrilova A.V. Experimental researches of polymeric materials destruction / Gavrilova A.V., Erenkov O. Yu // 2008 Joint Russia-China symposium of advanced materials and processing technology. - Harbin, China, 2008. p. 82-86.

Гаврилова Анна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО

МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Подписано в печать 31.01.2009. Формат 60x84 1/16.

Бумага писчая. Гарнитура Time New Roman.Печать цифровая.

Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 48.

Отдел оперативной полиграфии издательства Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЕМ

ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Анализ существующих методов физико-технической обработки полимерных материалов

1.2. Обзор экспериментальных и теоретических исследований процесса резания полимерных материалов

1.3. Современные представления о прочности полимерных материалов

1.4. Выводы. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ СПОСОБА

КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ

2.1. Методика расчета напряженно — деформированного состояния в зоне контактного взаимодействия при резании

2.2. Способ комбинированной обработки заготовок из полимерных материалов с учетом предварительного механического деформирования

2.3. Влияние скорости деформирования на прочностные характеристики материалов

2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ

ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Обоснование выбора материала экспериментальных образцов

3.2. Контроль процесса разрушения посредством анализа сигналов акустической эмиссии

3.3. Влияние предварительного деформирования полимерных материалов на изменение прочности

3.4. Исследование твердости полимерных материалов в зависимости от величины предварительного напряженного состояния

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

4.1. Методика проведения экспериментальных исследований

4.2. Экспериментальные исследования твердости обработанной поверхности деталей

4.3. Влияние предварительного деформирования на качество обработанной точением поверхности

4.4. Исследование процесса стружкообразования при точении полимерных материалов

Развитие современного машиностроения, приборостроения и многих других отраслей промышленности невозможно без применения синтетических полимерных материалов. Это объясняется тем, что пластические материалы обладают малой плотностью и поэтому даже при небольшой прочности обладают высокой удельной прочностью, превосходя по этому важному показателю такие традиционные конструкционные материалы, как сталь, латунь и т.п. К другим ценным свойствам пластмасс следует отнести высокую химическую стойкость, диэлектричность, антифрикционную способность, а также их хорошие технологические свойства.

Технологические свойства полимерных и композиционных материалов должны обеспечивать минимальную трудоемкость изготовления деталей и конструкций. Технологичность характеризуется способностью материала приобретать заданную форму при действии различных факторов, подвергаться механической обработке, соединяться различными методами. Использование полимеров как конструкционных материалов позволяет не только уменьшить вес деталей и узлов механизмов, но и снизить трудоемкость и себестоимость изготовления, обеспечить значительную экономию черных металлов и других материалов. Например, одна тонна полиамида в машиностроении и приборостроении заменяет 12-15 тонн черных и цветных металлов, снижает трудоемкость изготовления в 4-5 раз [150]. А.Д. Верхотуровым установлено [13], что с середины 20 века наблюдается тенденция относительного снижения использования сталей и повышения доли других материалов, в том числе и полимерных. Такая тенденция является довольно перспективной для развития многих отраслей промышленности в современных условиях возрастающего дефицита минерального сырья и ухудшающейся экологической обстановки.

При изготовлении деталей из пластмасс современными методами происходит изменение их размеров и формы, связанное с усадкой материала во время охлаждения. Для получения деталей и изделий заданных размеров и обеспечения требуемых значений параметров качества обработанных поверхностей их подвергают механической обработке резанием, которая является необходимой, широко распространенной и одной из ответственных операций в технологическом процессе производства деталей из пластмасс.

Получаемые при механической обработке параметры качества поверхности зачастую не соответствуют значениям, установленным в технических требованиях, что приводит к необходимости дополнительной обработки, так как именно от качества обработанной резанием поверхности в большей степени зависят надежность и долговечность функционирования деталей и механизмов.

Различия в упругих, прочностных и других свойствах, присущие различным полимерным материалам, тесно связаны с их состоянием и структурой. Изменения в состоянии и структуре определенным образом отражаются и на технологических свойствах материалов, особенно на обрабатываемости резанием.

Под обрабатываемостью резанием понимают степень легкости, с которой может быть обработана данная заготовка из пластмассы. В свою очередь, обрабатываемость заготовок из того или иного полимерного материала — понятие комплексное, ее эффективность складывается из следующих основных составляющих: интенсивность износа режущих граней инструмента; размерная точность обработки, качественные показатели обработанной поверхности; энергосиловые параметры процесса резания.

Наличие у полимерных и композиционных материалов специфичных свойств обуславливают резкое отличие процессов их механической обработки от процессов резания металлов, при этом эффективность методов обработки резанием в основном зависит от режимов обработки и используемых оборудования и режущего инструмента. Однако на практике имеются большие затруднения с достижением требуемого качества обработанной поверхности деталей из полимерных материалов обычными методами обработки.

Технологических методов, специально предназначенных для обработки капролона, недостаточно и они имеют невысокую эффективность. Это приводит к необходимости разработки новых оригинальных способов обработки деталей из пластмасс, сущность которых заключается в направленном изменении свойств обрабатываемого материала в зоне резания с целью обеспечения благоприятных условий для получения обработанной поверхности высокой точности и качества.

Таким образом, задача повышения качественных показателей поверхностей полимерных и конструкционных материалов после механической обработки, в том числе на основе новых технологических решений, является актуальной.

Цель работы — повышение качества токарной обработки полимерных и композиционных материалов на основе определения связей между параметрами предварительного механического деформирования заготовок с прочностными свойствами материала и показателями качества обработанной поверхности.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи исследований:

1) исследовать кинетику процессов деформирования и разрушения полимерных и композиционных материалов методом акустической эмиссии и установить зависимости показателей прочности материала от параметров механического деформирования;

2) установить связь параметров напряженно-деформированного состояния полимерного материала в зоне резания с твердостью обработанной поверхности термопластичных материалов;

3) разработать новый комбинированный способ обработки полимерных материалов на основе предварительного механического деформирования заготовок и точения;

4) установить связи между параметрами предварительного деформирования заготовки на твердость, параметры шероховатости и отклонения формы поверхностей деталей, полученных при токарной обработке.

Научная новизна работы:

- исследована кинетика процессов деформирования и разрушения полимерных и композиционных материалов при одноосном растяжении методом акустической эмиссии для различных вариантов нагружения экспериментальных образцов и научно обоснован выбор параметров предварительного механического деформирования заготовок;

- разработан способ повышения качества обработанной поверхности деталей из полимерных и композиционных материалов за счет применения операции предварительного механического деформирования заготовок;

- экспериментально установлены связи между режимами резания и параметрами деформирования заготовок из полимерных и композиционных материалов с шероховатостью, твердостью и отклонениями формы обработанной поверхности.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке комбинированного способа обработки заготовок из полимерных и композиционных материалов для повышения качества обработанной поверхности за счет создания предварительных напряжений сжатия или растяжения; представленный способ защищен патентом Российской Федерации на изобретение №2317196;

- в разработке научно-обоснованных рекомендаций по повышению качества обработанной поверхности полимерных и композиционных материалов путем выбора параметров предварительного механического деформирования заготовки, которые внедрены в производственную деятельность ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский институт технологии судостроения».

На защиту выносятся:

- обоснование влияния предварительного механического деформирования полимерных материалов на повышение качества обработанной точением поверхности детали;

- результаты исследования кинетики деформирования и разрушения полимерных материалов;

- результаты исследования связи между параметрами предварительного механического деформирования и прочностными характеристиками полимерных материалов; результаты экспериментальных исследований влияния предварительного механического деформирования на значения параметров твердости, шероховатости поверхности, отклонений формы изготовленной детали, и рекомендации, разработанные на их основе.

7. Результаты работы внедрены в ОАО «Дальневосточный научно-исследовательский институт технологии судостроения», и используются в учебном процессе ГОУВПО «Тихоокеанский государственный университет».

1. Алексеев С. А. К теории усталостного разрушения // Механика твердого тела. 1968. - № 3. - С. 10 - 15.

2. Аскадский А. А., Матвеев Ю. И. Химическое строение и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983. - 248 с.

3. Аскадский А. А. Деформация полимеров. М.: Химия, 1973. - 448 с.

4. Айнбиндер, М. Г. Лака. О твердости полимерных материалов/ Механика полимеров, 1965, №1, с. 65-67.

5. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении/ Н.А. Семашко, В.И. Шпорт, Б.Н. Марьин и др. Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Н.А. Семашко, канд. техн. наук В.И. Шпорта. М.: Машиностроение, 2002. 240 с.

6. Батрин JI. Е. Силы резания и чистота обработанной поверхности при точении пластмасс. В кн.: Новое в резании металлов и пластмасс. / Под ред. проф. А. Н. Резникова. Куйбышевское кн. Изд-во. - 1963. - С. 33 - 56.

7. Бартенев Г. М., Зуев Ю. С. Прочность и разрушение высокоэластичных материалов. М.: JL: Изд-во Химия, 1964. - 380 с.

8. Бахвалова В. А. Об учете влияния накопления поврежденности на процесс разрушения в области малоцикловой усталости // Механика твердого тела. 1975. - № 2. - С. 15 - 17.

9. Богданов В. М. Износ резцов при точении пластмасс // Станки и инструменты. 1970. - № 3. - С. 27 - 29.

10. Вейц В. Л., Максаров В. В. Динамика и управление процессом стружкообразования при лезвийной механической обработке.-СП5.: СЗПИ,2000 -160с.

11. Вейц В. Л., Максаров В. В. Моделирование процесса стружкообразования при лезвийной обработке // Станки и инструменты. 2002. - № 4. - С.З — 6.

12. Верещака А. С., Болотников Г. В. Анализ тенденций развития и области применения инструментов для резания труднообрабатываемых материалов. — М.:ВИЛС Мосстанкин, 1989. - 55 с.

13. Верхотуров А. Д., Фадеев B.C. Некоторые вопросы современного состояния и перспективы развития материаловедения. 4.1. Владивосток: Дальнаука, 2004. 320 с.

14. Воробьев Ю. А., Бежелукова Е. Ф. Допуски и посадки деталей из пластмасс. М., 1964. — 206 с.

15. Говоров И. Д., Ростовцев А. М. Механизация обработки и контроля деталей из пластмасс. Обзоры по межотраслевой тематике. ГОСИНТИ, № 108. 1969. - С. 1-11.

16. Говоров И. Д. Механизация и автоматизация технологических операций обработки деталей из реактопластов. М.: Машиностроение, 1973. - 192 с.

17. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1975. 10 с.

18. Гуль В. Е. Прочность полимеров. М.: JL: Изд-во Химия, 1964, - 584 с.

19. Грановский Г. И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания металлов. М.: Машиностроение, 1982. - 112 с.

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

21. Дунин-Барковский И. В. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Наука, 1975. - 108 с.

22. Дуев А. М. Механическая обработка изделий из пластмасс. -«Пластические массы». -1962. № 5, - С. 67 - 70.

23. Дрожжин В. И., Сустан П. И. Качество обработки и прочность слоистых пластиков // Станки и режущие инструменты. Вып. 10. — Харьков. — 1969.-С. 15-16.

24. Дрожжин В. И. О контакте поверхности инструмента с пластмассой при резании // Резание и инструмент. — 1970. Вып. 2. - С. 7 — 10.

25. Дрояокин В. И. Обработка резанием и водопоглощение пластмасс // Станки и инструменты. 1969. - Вып.11. - С. 10 - 14.

26. Дрожжин В. И. Исследование процесса фрезерования слоистых пластмасс. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Харьков, 1964. 16 с.

27. Еренков О.Ю. Исследование кинетики разрушения конструкционных полимерных материалов в условиях одноосного растяжения /Еренков О.Ю., Гаврилова А.В., Башков О.В // Вопросы материаловедения. 2007. № 2(50). - С. 80-88

28. Еренков О.Ю. Исследование процесса разрушения полимерных материалов методом акустической эмиссии / Еренков О.Ю., Гаврилова А.В., Башков О.В. // Вестник машиностроения. 2007. № 6. - С. 59-62

29. Еренков О.Ю. Влияние условий механической обработки полимерных материалов на твердость обработанной поверхности детали / Еренков О.Ю., Захарычев С.П., Гаврилова А.В., Отмахов Д.В. // Вестник машиностроения. 2008.-№3.-С. 46-50

30. Еренков О.Ю., Гаврилова А.В. Россия. Способ обработки заготовок из пластмасс/ Патент на изобретение №2317196

31. Еренков О.Ю. Термомеханические параметры процесса резания полимерных материалов / Еренков О.Ю., Гаврилова А.В. // Технология машиностроения. 2008. №3(69). - С. 13-18

32. Еренков О.Ю., Контроль процессов деформирования и разрушения твердых полимерных материалов по значениям параметров сигналов акустической эмиссии / Гаврилова А.В., Еренков О.Ю. // Пластические массы. 2007. №7. С. 19-21

33. Еренков О.Ю. Гаврилова А.В. Способ токарной обработки деталей из пластмасс. Принципы и процессы создания неорганических материалов: материалы международного симпозиума. Хабаровск: изд-во ТОГУ, 2006. - С. 283

34. Гаврилова А.В. Акустическая эмиссия в исследовании динамики изменения структуры полимерных материалов. Материалы региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике — Владивосток: изд-во ДВГУ, 2006

35. Гаврилова А.В. Повышение точности токарной обработки полимерных материалов. Проблемы исследования и проектирования машин: Сборник статей Международной научно-технической конференции. Пенза: НОУ «Приволжский Дом знаний», 2005. С. 87-89.

36. Гаврилова А.В. Исследование токарной обработки полимерных материалов с учетом предварительного термомеханического воздействия // Наука -Хабаровскому краю: Материалы X краевого конкурса молодых ученых -Хабаровск: изд-во ТОГУ, 2008. С. 103-107.

37. Еренков О.Ю., Гаврилова А.В. Комбинированный способ токарной обработки заготовок из полимерных материалов. Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2007. №1 (4). — С. 137-141

38. Гаврилова А.В. Заев В.В. Анализ изменений твердости поверхности деталей из полимерных материалов после их механической обработки // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2007. №1 (4). — С. 241-246

39. Gavrilova A.V. Erenkov О. Yu Experimental researches of polymeric materials destruction. 2008 Joint Russia-China symposium of advanced materials and processing technology. Harbin, China, 2008. p. 82-86

40. Егоров С. В. Обработка резанием конструкционных пластмасс. М.: 1955. -116с.

41. Еренков 0.10., Ковальчук С. А. Патент на изобретение. № 2207937.

42. Житник Н. И. Исследование качества обработанной поверхности термопластичных полимеров при точении с применением искусственного холода: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -М.: 1971. 16 с.

43. Захаров В. И., Лапшина Л. К. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов. ЛДНТП, 1970. -21 с.54.3орев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956.-367 с.

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

45. Кабалдин Ю. Г., Медведева О. И. Повышение качества обработанной поверхности // Вест, машиностроения, 1989. №5. С. 42 46

46. Каменецкий Е. И., Дрозденко В. М., Нехай В. А. Обработка неметаллических деталей // Машиностроитель. 1971. - № 9. - С. 30 - 31.

47. Караванов Ю. П., Гриценко И. Г. Механическая обработка термопластов (органического стекла, фторопласта-4, полиэтилена). В кн.: Обработка пластмасс в машиностроении. М.: Наука, 1968. - С. 106 — 124.

48. Капитоновская М. С. Исследование режимов резания при точении гетинакса.-«Труды ВНИИТэлектромаша», Харьков. 1962. - Вып. 1. - С. 95 - 96.

49. Каминский А. А. Механика разрушения полимеров. Киев: Наук, думка, 1988.-224 с.

50. Карташов Э.М., Цой Б., Шевелев В.В. Структурно статистическая кинетика разрушения полимеров. М.: Химия, 2002. 736 с

51. Качанов JT. М. Механика пластических сред. — JL, М.: Изд-во Технико-теоретической литературы, 1948. — 182 с.

52. Качанов JT. М. Вариационные методы в теории пластичности // Труды 2-го всесоюзного съезда по механике. 1966. - Вып. 3. — С. 16-20.

53. Кестельман Н. Я., Кестельман В. Н. влияние режимов резания при точении на чистоту поверхности деталей из пластмасс // Машиностроение. -1964. -№ 9. -С. 10-14.

54. Клушин М. И. Резание металлов: элементы теории пластических деформаций срезаемого слоя. — М.: Машиностроение, 1958, 168 с.

55. Клушин М. И. Резание металлов. М.: Машгиз, 1958. — 363 с.

56. Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием. М.: Машиностроение, 1974. - 192 с.

57. Коновалова Н. И. Некоторые вопросы обработки точением слоистых пластмасс: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1954. — 16 с.

58. Коновалова Н. И., Вербер Н. 3. Обработка слоистого пластика (гетинакса) на токарном станке // Труды УрПИ им. С. М. Кирова. — 1956. № 50. - С. 131 - 148.

59. Королев А. А. Исследование обрабатываемости стеклопластиков при точении: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М, 1964. - 16 с.

60. Копин В. А., Макаров В. А., Ростовцев А. М. Обработка изделий из пластмасс. М.: Химия, 1988.- 176 с.

61. Куликов В. В. Механическая обработка термореактивных пластических масс. ЛДНТП, 1962. 24 с.

62. Кудинов В. А. Новое о процессе стружкообразования // Тезисы докл. 3-й Всесоюз. науч.-техн. конф. «Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств». — Тольятти. 1988. - С. 57 - 58.

63. Кудинов В. А. Единство формообразования различных типов стружек при резании //Материалы науч.- техн. конф. М.: Ун-т дружбы народов, 1988. С. 8 - 16.

64. Кудинов В. А. Схема стружкообразования (динамическая модель процесса резания) // Станки и инструмент. 1992.-№ 10.-С. 14-17,№ 11.-С.26-29.

65. Кравченко JI. С. Особенности износа инструмента // Станки и инструменты. 1980. - № 24. - С. 58 - 63.

66. Кравченко JL С. Исследование процесса сверления слоистых пластмасс: Автореф. дисс. . канд. техн. наук, Харьков, 1973. 16 с.

67. Клименко А. П. и др. Холод в машиностроении. М.: Машиностроение, 1969. 200 с

68. Ларин М. Н., Игнатов Б. А. Фрезерование пластмасс текстолита и гетинакса. М.: ММИ, 1952. - 39 с.

69. Лоладзе Т. Н. Стружкообразование при резании металлов. М.: Машгиз, 1952.- 198 с.

70. Лосев Б. И., Путинцев Г. В., Стрельцов К. Н. Обработка и отделка деталей из пластмасс. Лениздат, 1966.-236 с.

71. Малкин А. Я., Руднев А. В., Колодев А. А. Механическая обработка стеклопластиков. В кн.: Обработка пластмасс в машиностроении. М.: Наука. -1968.-С. 78-85.

72. Максаров В. В. Реологическое представление при моделировании стружкообразования в процессе резания // Машиностроение и автоматизация производства. Межвуз. сб. Вып. 14. СПб.: СЗПИ, 1999. - С. 21 - 24.

73. Мордвин А. П., Ершов Е. М., Давиденко В. И. Механическая обработка стеклопластиков, полученных методом намотки.: ЛДНТП, 1966. 39 с.

74. Мусхелишвили Н. В. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. - 839 с.

75. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов. Справочное пособие в трех томах. Том III. Под редакцией Б.И. Паншина. М.: Машиностроение, 1973.- с.284.

76. Методы исследования неметаллических материалов. Том 3/ Под ред. Б.И. Паншина, Б.В. Перова, М.Я. Шарова. М.: Машиностроение, 1973. 284 с

77. Механическая обработка материалов / А. М. Дальский, В. С. Гаврилюк, Л. Н. Бухаркин и др. М.: Машиностроение, 1981. — 263 с.

78. Механическая обработка стеклопластиков. / Под ред. к.т.н. П. К. Имшеника. М., 1965. 81 с.

79. Михайлов А. М. Трещина сдвига в однонаправленном стеклопластике // Механика твердого тела. 1975. - № 1. - С. 15-17.

80. Некрашевич П. В., Сильверстов В. П. Обработка органического стекла. Куйбышевское кн. изд-во, 1959. 56 с.

81. Нейбер Г. Концентрация напряжений. М., Гостехиздат, 1947. 254 с.

82. Обзоры по межотраслевой тематике ГОСИНТИ. Оптимальные режимы, инструмент и оборудование для механической обработки деталей из пластмасс, / под. ред. Говорова И. Д. М.: Изд-во ГОСИНТИ. - 1971, 56 с.

83. Обработка пластмасс в машиностроении. / под. ред. Г. М. Бартенева. М.: Наука, 1968. - 127 с.

84. Осиновский Э. И., Суворов В. Д. Механическая обработка и отделка изделий из пластмасс. Л., Химия, 1976. - 96 с.

85. Панасюк В. В. Механика квазихрупкого разрушения материалов. Киев: Наук, думка, 1991. - 416 с.

86. Партон В. 3., Борисковский В. Г. Динамическая механика разрушения. -М.: Машиностроение, 1985. 264 с.

87. Партон В. 3., Перлин П. И. Методы математической теории упругости. -М.: Наука, 1981.- 688 с.

88. Подураев В. Н. Резанием труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974. - 587 с.

89. Полетика М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. -М.: Машиностроение, 1969. 149 с.

90. По лилов А. Н. Разрушение однонаправленных композитов при различии концентраторов напряжений // Механика твердого тела. 1975. - № 2. - С. 9 - 12.

91. Полилов А. Н. Критерий разрушения поверхности раздела в однонаправленных композитах // Механика твердого тела. 1978. - № 2. - С. 10 - 12.

92. Пищулин В. Г. Исследование обрабатываемости чистовым точением некоторых видов пластмасс: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Ростов-на-Дону: 1971.-18 с.

93. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник. Tl, М.: Машиностроение, 1968.-733 с.

94. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердоготела-М:Наука, 1979.-744

95. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965. - 224 с.

96. Рейнер М. Деформация и течение. М.: Государственное научно-техническое изд-во нефтяной и горно-топливной литературы. - 1963. - 958 с.

97. Розенберг A.M., Еремин A.M. Элементы теории процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956.234 с.

98. Руднев А. В., Королев А. А. Обработка резанием стеклопластиков. М.: Машиностроение, 1969. 118 с.

99. Разрушение твердых полимеров / под. Ред. Б. Роузена.—М: Химия, 1971.-482

100. Самойлов А. А. Режимы обработки деталей из труднообрабатываемых материалов на автоматизированном токарном оборудовании // Станки и инструменты. 1989. - № 8. - С. 14-16.

101. Семашко Н.А., Башков О.В., Башкова Т.И. Изменение структуры Ti-Al сплава при деформации//Перспективные материалы. 2000. №1. С.25-29.

102. Семко М. Ф. и др. Обработка резанием электроизоляционных материалов. М.: Энергия, 1974. - 174 с.

103. Семко М. Ф. Изнашивание прикромочных участков сверла при обработке пластмасс // Станки и инструменты. — 1972. Вып. 12.-С. 19-21.

104. Семко М. Ф., Баскаков И. Г., Дрожжин В. И. и др. Механическая обработка пластмасс. М.: Машиностроение, 1965. — 132 с.

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

106. Степанов А. А. Исследование точения органопластика // Станки и инструменты. 1981. - №4. - С. 26 - 27

107. Суслов А. Г., Дальский А. Г. Научные основы технологии машиностроения. — М.: Машиностроение, 2002. — 684 с.

108. Степанов А. А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. JL: Машиностроение, 1987. - 176 с.

109. Талантов Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. - 240 с.

110. Тамуж В. П., Куксенко В. С. Микромеханика разрушения полимерных материалов. Рига: Зинатне, 1978. - 294 с.

111. Терентьев И. С. Обработка пластмасс, применяемых в машиностроении. M.:-JI.: Машиностроение, 1965. 220 с.

112. Томсон Э., Энг Ч., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1969. - 504 с.

113. Точность механической обработки и пути ее повышения / Под. ред. А. П. Соколовского. М.-Л.: Машгиз, 1951. - 560 с.

114. Тимощенко В. П. Стружкообразование при точении вязких материалов // Станки и инструменты. 1995. - № 2. -С. 20 - 24.

115. Тихомиров Р. А., Николаев В. И. Механическая обработка пластмасс. Л.: Машиностроение, 1975.-208 с.

116. Тюдзе Р., Кавай Т. Физическая химия полимеров. М.: Химия, 1977. - 296 с.

117. Уорд И. Механические свойства твердых полимеров. М.: Химия, 1975, 350 с.

118. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. Л.: 1963. 236 с.

119. Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов. М.: Мир, 1982. 232 с.

120. Футорян С. Б. Обработка термореактивных пластмасс точением. / В кн.: Пути повышения производительности режущего инструмента. МДНТП, 1963. -С. 95- 103.

121. Футорян С. Б. Механическая обработка термореактивных пластмасс точением. / В кн.: Свойства и применении пластмасс. М. 1963. - С. 12 - 28.

122. Хусу А. П. и др. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход). -М.: Мир, 1983. 240 с.

123. Цукерман Л. Т. Чистота поверхности при тонком точении пластических масс. // Машиностроитель. 1961. - № 1. - С. 12 - 14.

124. Черепанов Г. П., Ершов Л. В. Механика разрушения. М.: Машиностроение, 1977. - 224 с.

125. Черепанов Г. П. Механика разрушения композиционных материалов. -М.: Наука, 1983.-296 с.

126. Шапиро Г. И. Механизация и автоматизация механической обработки пластмассовых изделий. / В кн.: Пластмассы в машиностроении. / Под ред. В. К. Завгородного. М. 1959. - С. 226 - 237.

127. Шен М. Вязкоупругая релаксация в полимерах. М.: Мир, 1974. - 248 с. 142 Штучный Б. П. Обработка пластмасс резанием. -М:Машиностроение, 1974.-144

128. Штучный Б. П. Механическая обработка пластмасс: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. - 152 с.

129. Штучный Б. П. Исследование некоторых вопросов процесса резания стеклопластиков: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М, 1964. 18 с.

130. Щелкунов Е. Б. Исследование процесса стружкообразования на основе синергетического подхода к процессу резания: Автореф. дисс. . канд. техн. наук, Казань, 1997. — 18 с.

131. Ящерицын П. И., Махаринский Е. И. Планирование эксперимента в машиностроении: Справочное пособие. М.: Высш. шк., 1985. - 286 с.

132. Верещака А. С., Третьяков И. П. Режущий инструмент с износостойким покрытием. —М.: Машиностроение, 1986. — 192 с.

133. Клушин М. И. Резание металлов. -М.: Машгиз, 1958. 363 с.

134. Богданов В. М. Исследование процесса резания пластмасс: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Томск, 1967. 16 с.

135. Бобровников Г. А., Житник Н. И. Совершенствование технологического процесса механической обработки полимеров и эластомеров с применением холода.- Киев, Знание, 1976. 30 с.

136. Бобровников Г. А. и др. Холодильное оборудование для обработки резанием полимерных материалов. / В сб. «Технология и организация производства». 1970. - № 6. С. 14-19.

137. Вадачкория В. И. Исследование обрабатываемости пластмасс резанием. -Тбилиси: 1960.-86 с.

138. Виноградов А. А. Определение оптимальной скорости резания по коэффициенту усадки стружки // Станки и инструменты. — 1991. № 7. — С. 24 - 27.

139. Вид внедренных результатов экспериментальные данные по исследованию процесса токарной обработки полимерных материалов; рекомендации по выбору оптимальных режимов токарной'обработки заготовок с учетом их предварительного механического деформирования.

140. Область внедрения — изготовление деталей из полимерных материалов в судостроении.

141. Технический уровень по результатам проведенных исследований опубликовано 5 научных статей, получены 1 патент на изобретения (№ 2317196) и одно положительное решение на выдачу патента.