автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение качества обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании на основе исследования напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования

На правах рукописи

БРЕЕВ СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗОНЫ СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомольск-на-Амуре - 2011

005009092

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Комсомольский - на - Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") и Открытом акционерном обществе "Комсомольское - на - Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А. Гагарина" (ОАО "КнААПО")

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Ким Владимир Алексеевич

доктор технических наук, профессор Литовка Геннадий Васильевич (г. Благовещенск)

доктор технических наук, профессор Космынин Александр Витальевич (г. Комсомольск - на - Амуре)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО " ГОГУ", г. Хабаровск)

Защита состоится "22" декабря 2011 г. в 13:00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования "Комсомольский - на - Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") по адресу 681013, г. Комсомольск - на - Амуре, ул. Ленина, д. 27, зал заседаний диссертационного совета (ауд. 201-3). Факс:(4217)540887. E-mail: mdsov@knastu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Комсомольского ■ Амуре государственного технического университета

Автореферат разослан С&РЛ^А 2011 г.

на ■

Ученый секретарь

диссертационного совета, Ш^ро^г^' А.И. Пронин

кандидат технических наук, доцент / ¿¿У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Фрезерование характеризуются наиболее сложной кинематикой и динамикой резания, связанной с переменностью срезаемого слоя, ударностью процесса врезания и их периодической повторяемостью. Одним из мало исследованных аспектов фрезерования является на-пряженло-деформированное состояние удаляемого слоя и обрабатываемой поверхности, которое определяет точность и качество обработанной поверхности, стойкость инструмента и производительность обработки.

Напряженно-деформированное состояние при резании определяется геометрией режущего инструмента и физико-механическими свойствами обрабатываемого материала, и чаще всего описывается моделью ассиметрично-го остро заточенного клина, внедряемого в упругопластическое твердое тело и совершающего скольжение в направлении плоскости резания, при этом толщина срезаемого слоя является постоянной. Режущий клин в реальном процессе не является остро заточенным, а характеризуется радиусом округления.

Исследованию роли радиуса скругления режущего клина в процессе резания не уделялось должного внимания, обосновывая тем, что этот параметр является трудно измеряемым, не стационарным, постоянно меняющимся при резании за счет изнашивания и наростообразования. Однако, при установившемся процессе изнашивания инструмента режущая кромка способна сохранять свою форму, в том числе и радиус скругления, достаточно продолжительное время, определяя условия стружкообразования и качество механической обработки.

Таким образом, исследование влияния радиуса скругления режущей кромки на напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования и на качество поверхности при фрезеровании является актуальной задачей, имеющей научный и практический интерес.

Цель работы: исследование влияния радиуса скругления режущей кромки на напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования при цилиндрическом фрезеровании для обеспечения и прогнозирования качества обрабатываемой поверхности.

Для реализации поставленной цели определены следующие задачи:

1. Разработать математическую модель, раскрывающую связь между радиусом скругления режущего клина и напряженно-деформированным состоянием обрабатываемой поверхности.

2. Разработать уточненную кинематическую схему процесса цилиндрического фрезерования, учитывающую истинные траектории перемещения режущих кромок и их пересечения в зоне врезания.

3. Разработать методику исследования влияния радиуса скругления режущей кромки зуба фрезы на динамику процесса резания с использованием вибрационного сигнала.

4. Исследовать влияние радиуса скругления режущего клина зуба фрезы на параметры качества обработанной поверхности.

5. Разработать технологические рекомендации по достижению оптимальных параметров качества поверхности.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Из анализа кинематики фрезерования определены геометрические размеры зон перекрытия траекторий смежных зубьев при врезании, которые на обработанной поверхности образуют участки повышенной твердости как результат более активного деформационного упрочнения.

2. Разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния обрабатываемой поверхности при внедрении в твердое тело асси-метричного клина со скругленной вершиной, позволяющая рассчитывать напряжения и накопленную деформацию в обработанной поверхности, а также прогнозировать ее качество.

3. Раскрыта причина существования оптимального радиуса скругления режущего клина, при котором достигается минимальная шероховатость обработанной поверхности, заключающаяся в минимальной работе образования новых поверхностей и минимизации влияния повторного деформирования уже обработанной поверхности.

Практическая значимость работы заключается:

1. В разработке научно обоснованных технологических рекомендаций по получению оптимальных свойств поверхностного слоя детали и технических условий на производство режущего инструмента, определяющих оптимальную форму режущих кромок, внедренных на ОАО "КнААПО".

2. В разработанном программе для ЭВМ "Blanked calculator", в котором реализована методика определения параметров фрезерования в зависимости от типа обрабатываемого материала, автоматизированы расчет параметров качества обработанной поверхности и выбор режима резания с точки зрения получения оптимальных свойств поверхности (а.с. № 2011614887 от 22.06.2011).

Методы исследования сочетают теоретический анализ и физический эксперимент. В теоретических исследованиях применялись методы теории пластичности, теории резания, теоретической механики, математического анализа, анализа методом конечных элементов в программе T-flex-Анализ. Экспериментальные исследования проводились на универсальных фрезерных станках с использованием стендового оборудования, а так же с использованием методов металлографии. Для обработки результатов экспериментов использовались статистические методы планирования.

Достоверность полученных результатов широко подтверждается: результатами производственных испытаний и внедрением технологических рекомендаций, рядом экспериментальных исследований, выполненных на аттестованном оборудовании, их высокой вопроизводимостью, соответствием теоретических и экспериментальных данных, ясностью физической трактовки результатов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- Механизм образования на обработанной поверхности при фрезеровании неоднородности распределения поверхностной твердости в результате

формирования участков, подвергаемых двойной пластической деформации при пересечении траекторий перемещения смежных зубьев.

- Причинно-следственная связь влияния радиуса скругления режущего клина на шероховатость обработанной поверхности

Апробация результатов: Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на XXXVII, XXXVIII научно-технических конференциях аспирантов и студентов "Машиностроительные технологии и оборудование". (Комсомольск - на - Амуре: КнАГТУ, 2007, 2008 гг.); на Второй и Третьей Всероссийских конференциях молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России" (Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, 2010 гг.).

Личный вклад автора заключается в: решении задачи по определению НДС деформируемого слоя моделированием внедрения скругленного клина в упругопластическое твердое тело; в установлении связи между параметрами качества обработанной поверхности и НДС заготовки; разработке методик анализа и идентификации вибрационных сигналов.

Публикации. Основное содержание диссертации, полученные результаты, выводы и рекомендации опубликованы в научных работах, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 - в материалах Всероссийских конференций, 1 - авторское свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и 3-х приложений. Диссертация изложена на 151-ой странице, включает 58 рисунков и 11 таблиц. Список использованных источников состоит из 123-х наименований.

Автор выражает глубокую признательность кандидату технических наук, доценту, доценту кафедры "Технология машиностроения" Щелкунову Евгению Борисовичу за постоянную поддержку и помощь в проводимых исследованиях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, конкретизировано направление по и выбран объект исследования.

В первой главе анализируется современное состояние вопроса по влиянию геометрии режущего клина на процесс пластической деформации и разрушения обрабатываемого материала при резании, в том числе цилиндрическом фрезеровании. Показано, что напряженно-деформированное состояние обрабатываемого материала в зоне внедрения режущего клина определяет характер взаимодействия инструмента с обрабатываемым материалом, износ инструмента и качество обработанной поверхности. Управляя этим процессом можно активно влиять на свойства обработанной поверхности и эффективность обработки.

Качество обработанной поверхности определяется накопленной пластической деформацией в обработанной поверхности, которая сильно зави-

сит от геометрии режущего клина, в частности его радиуса скругления. Радиус скругления отвечает за геометрию контакта, эпюру распределения контактных напряжений и соотношение потоков деформируемого материала, переходящего в стружку и остающегося на обработанной поверхности.

Фрезерование характеризуется переменностью срезаемого слоя, удаляемого в виде стружки. В зависимости от радиуса скругления режущего клнна зуба фрезы стружкообразование начинается не с нулевой, а с определенной толщины, теоретически равной радиусу скругления. Поэтому в начальный момент резания, обрабатываемый материал сминается и подвергается значительной пластической деформации. Большинство работ по фрезерованию указывают на данное явление, но не акцентируют на нем внимания, ссылаясь на то, что режущая кромка является постоянно изменяющимся объектом, а радиус скругления режущего клина яштяется не контролируемым параметром, влиянием которого на обработку можно пренебречь. Однако практика фрезерной обработки показывает, что установившееся изнашивание режущего инструмента начинается с самооптимизации радиуса скругления, и только значительно позже происходит развитие фаски износа по задней и лунки износа по передней поверхностям.

На основании результатов проведенного анализа сформулирована цель и определены задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты теоретического исследования формирования свойств обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании; приведена уточненная кинематическая схема цилиндрического фрезерования, учитывающая начальные условия отделения срезаемого слоя и область перекрытия траекторий перемещения двух соседних зубьев. Представлена математическая модель, описывающая напряженно-деформированное состояние и параметры качества обрабатываемой поверхности, раскрывающая роль радиуса скругления режущего клина в процессе стружкообразования.

Действительной траекторией перемещения режущего лезвия зуба фрезы относительно обрабатываемой поверхности является трохоида (удлиненная циклоида). Кинематика процесса фрезерования состоит из вращательного движения фрезы и поступательного движения заготовки. Истинная скорость резания определяется как геометрическая сумма векторов подачи и скорости резания V, = Ф'2 +2К5'созгиг+5'г . В процессе резания вектор скорости меняется по величине V, и направлению 5, связанных между собой соотношением

Л/Г2+2К5'СО5(эг + 52

Анализ кинематики процесса позволяет определять кинематический передний у„ и задний ад углы как сумму статического угла (угла заточки) и разности между углами ф (угол поворота фрезы, рис 1) и 5.

Гд= Кт +{ф - 3)

ал = азт +(ф -

На рисунке 1 приведены траектории движения 1-го и 2-го зубьев фрезы (линии 1 и 2 соответственно), причем точка Л, являющаяся пересечением двух трохоид радиусом К=1)/2, и определяет кинематическую составляющую шероховатости Я.

Толщина срезаемого слоя при встречном фрезеровании описывается выражением

Я.ып ™г|,0<;г<г,

Рисунок 1 - Влияние кинематики цилиндрического фрезерования на профиль обработанной поверхности

Из приведенной выше зависимости следует, что в начальный момент обработки толщина срезаемого слоя не превышает радиус скругления. В момент времени, когда толщина срезаемого слоя превысит радиус скругления режущей кромки (т.е. а >р) начнется процесс образования стружки, то есть непосредственно резание. Таким образом, при встречном фрезеровании, в начальный момент времени происходит не резание, а поверхностное пластическое деформирование. Деформирование продолжается до момента времени пока толщина срезаемого слоя а не превысит радиус скругления режущей кромки р, определяемый зависимостью

При т < тк происходит пластическое деформирование без стружкообра-зования, при х > т^- резание.

На рисунке 2 показано формирование упрочненного пластическим деформированием слоя обработанной поверхности. При резании первым зубом контур обработанной поверхности определяется линией I, а глубина упрочненного слоя определяется линией I]. Следующий за ним зуб формирует поверхность II и границу упрочненного слоя ///. Срезаемый слой начинает формироваться в точке С/, при этом граница разделения потоков материала переходящего в стружку и сминаемого радиусом скругления будет соответствовать линии //р. Линия //р располагается эквидистантно линии II на расстоянии радиуса закругления р. Линия 1} и П} проходят эквидистантно соответственно линиям I и II. Тогда упрочненный слой будет состоять из областей, ограниченных дугой АЕ, смещенных относительно друг друга на величину шага между вершинами выступов С.

Зона АСВО является частью обработанной поверхности, которая подвергается двойному деформированию, если ширина слоя АВ превышает подачу на зуб, то вся обработанная поверхность будет складываться из фрагментов двойного деформирования.

Рисунок 2 - Схема повторного деформирования обработанной поверхности

Для описании НДС зоны стружкообразования была рассмотрена схема врезания скругленного ассиметричного клина в упруго-пластичное твердое тело (рис. 3), и использованы основные соотношения теории пластичности, связывающие между собой напряжения, деформации и скорость деформации. При формализации условий были приняты следующие допущения: материал заготовки является однородным, сплошным, изотропным с механическими свойствами, не зависящими от гидростатического давления; напряжение а,, на границе очага деформации определяется как среднее по объему, условие пластичности Губера-Мизеса принимается в упрощенной форме.

С учетом принятых допущений была получена система уравнений в цилиндрической системе координат, описывающих поле напряжений и деформаций, и обоснованы граничные условия, соответствующие процессу встречного цилиндрического фрезерования.

У

(

5т

гч

я аз

Рп) к

Рисунок 3 - Расчетная схема для определения НДС заготовки

В результате решения системы уравнений были получены выражения для определения силы деформирования в плоскостях гц> и п, суммарной силы Рл и удельного усилия да при фрезеровании

Р„, = в<т Ьсоъщ £ + /</, +//./,

и ' (й-р 4 1 н> '

Р„=/fcr.su. ^Ч^^-Я-^У^ + ЛВ-ЬЬ+МЬ

(2)

В(1, + /д) соэ ®

Границы зоны пластической деформации, ограниченной линией Я и шириной В, которые в первом приближении можно определить

Я = р + 2^1,

В = Ь + р

^2/Г + 4,/; - //-У/7 -2/1 + 4

(3)

Анализ результатов математического моделирования показывает:

- Границы зоны пластически деформированной области находятся в прямой зависимости от радиуса скругления и коэффициента трения, что согласуется с общим физическим представлением о процессе внедрения асси-метричного клина в твердое тело.

- Интенсивность скоростей деформации определяется выражением

л = В-±—-5- 1 + ——эт

Я-р I В-Ъ

- Установлено существование областей нестационарной (зона а, рис. 4) и стационарной (зона б, рис. 4) деформации, разделенных линией границы, описываемой зависимостью

, , ( Ксск(р-у')

ГГ = ^+(>0-р)ехр1- к_р г\>

величина которой зависит от времени начала врезания.

- Средние величины накопленной пластической деформации в нестационарной и стационарной зонах можно определить

У,со&{<р-уА . г -р -' «

—-—-^я-яша--е " р

Й-р В-Ь

1-е'

3 ехг^- ~ 2 ^ Г'д ^ ~ ^ +1 ^ ^¡1, эта)

В-Ъ

П-р

+1

(5)

- Обрабатываемый материал подвергается максимальной пластической деформации в области, прилегающей к радиусу скругления, при этом средняя накопленная деформация слабо связана с режимами обработки.

Рисунок 4 — Деформированное состояние очага пластической деформации

Известное кинематическое и напряженное состояние заготовки позволяют перейти к более точному определению границ очага интенсивной пластической деформации. Из формул (4) и (5) видно, что скорость деформации

и

и накопленная деформация зависят от параметров К и В, и, следовательно, при учете упрочнения обрабатываемого материала о.?=ст1(е/.^)=сг.,(й, В).

Таким образом, алгоритм нахождения границ очага пластической деформации (ОПД) с учётом свойств обрабатываемого материала состоит в следующем:

1. Исходя из известных данных, определить в первом приближении границы ОПД по формуле (3)

2. Используя полученные размеры ОПД определить интенсивность скоростей деформации по формуле (4)

3. По справочным данным для полученной по п.2 интенсивности скоростей деформации и установленного значения температуры контакта определить характер зависимости напряжения текучести от накопленной деформации (5).

4. Численно найти экстремум силы деформирования (2), рассматривая его сначала как функцию от Я, а потом от В, с учётом ранее полученных результатов. Численное решение является в данном случае наиболее оптимальным, так как учесть все многообразие зависимостей напряжения текучести от температуры, интенсивности скоростей деформации и накопленной деформации единой зависимостью невозможно. Полученные численные значения параметров К и В являются искомыми величинами.

5. Для повышения точности расчета повторить итерацию необходимое число раз. Опыт применения данного алгоритма показывает, что с достаточной для практики точностью (в пределах 1%) можно ограничиться двумя итерациями.

Проведенный анализ НДС позволяет вычислять следующие параметры качества обработанной поверхности:

- глубину к упрочненного слоя

- степень 1/„ и градиент И^-аа наклепа по зависимости напряжения текучести от накопленной деформации, определяемой по выражению (5);

- величину упругого восстановления обработанной поверхности и остаточные напряжения по формулам

в,* = М

"„'Ра,

- 5Ш ¿0

+ 1п — —^--1

/М ы и-р

М «-р

'(■•Я

Р-1--

В качестве примера в табл. 1 приведены численные результаты расчета параметров деформационного процесса, полученные для различных условий, и в различные моменты времени на примере обработки заготовки из стали ЗОХГСА.

Таблица 1 - Расчетные параметры деформирования и качества обработанной

<т„ Мпа Ра, Н Цта/ЛО^Па'м

0,006 240,7 5.46 -2,098 -0,111 249,6

0,179 256,1 87,34 -1.254 -0,218 90

0,297 265,9 118,76 -0,549 -0,372 9,25

0,402 274.2 136,86 0,186 -0,278 8,8

0,513 281,4 145,16 0,586 -0,162 0,75

Полученные на основании математической модели НДС зависимости можно использовать для прогнозирования качества обработанной поверхности при фрезеровании.

Третья глава посвящена описанию методик экспериментального исследования.

Исследования проводились при фрезеровании следующих материалов (табл. 2):

Таблица 2 - Характеристика обрабатываемых материалов

Тип материала Обозначение Показатель упрочняемостк по ГОСТ 25.503-97 Зависимость напряжения текучести от температуры, МПа

коррозионно-стойкая сталь 12Х18Н10Т 0,392 240,41-0,1431°

конструкционная сталь ЗОХГСА 0,17 835,65-0,5136 Г

дюралюминиевый сплав Д19Т 0,19 323,18-0,90671

титановый сплав ВТ-23 0,034 313,53-0,486 Г

Фрезерование осуществлялось специально разработанной однозубой дисковой фрезой, дисковыми 20-ти, и 8-мизубыми фрезами, и одно-, двух- и трехзубыми концевыми фрезами с механическим креплением пластин отечественного и импортного производства, по встречной схеме на фрезерных станках моделей; в лабораторных условиях: 6Р81, 6К81Ш, 6Р12; в производственных условиях: ФП-9, ФП17-МН, Fooke Endura 900LB, МА655А12А, 6Р13. Радиус скругления режущего клина формировался в лабораторных условиях с помощью алмазного бруска на твердосплавных пластинках Т5К10, ВК8, RX10, и контролировался (измерялся) на часовом проекторе ЧП-2; в производственных условиях термообработкой на быстрорежущих (Р6М5) концевых фрезах, а так же галтовкой на твердосплавных концевых фрезах, измерялся на контрольно-измерительной машине фирмы "Walter".

Силы резания при фрезеровании измерялись с помощью динамометра СУР-600, соединенного с АЦП на базе ПЭВМ.

Измерение температуры резания осуществлялось методом естественной термопары, тарировка выполнялась по стандартной методике.

Эксперименты по исследованию влияния различных факторов на шероховатость проводились с использованием центрального композиционного ротатабельного планирования. Уровень варьирования факторов (табл. 3) выбирался исходя из рекомендуемых для каждого обрабатываемого материала диапазонов режима обработки (для подачи на зуб и скорости резания), а характер искомой зависимости - на основе ранее полученных автором результатов экспериментальных работ. Указанный метод позволяет получить математическую модель в виде

у = Ь0 + b¡xt + Ъ2хг + Ь3х3 + Ьахгх2 + Ъпххху + Ь23х2хх + Ьих,2 + Ь22х2 + Ь31х3 (б)

Шероховатость обработанной поверхности определялась с помощью профилометра мод. 296, соединенного с АЦП на базе ПЭВМ.

Вибрационный сигнал процесса фрезерования снимался с помощь датчика KD-35, установленному на обрабатываемую заготовку в направлении движения резания, подключенного к цифровому осциллографу "Adlink Nu-DAQ PCI-9812" на базе ПЭВМ с очень высокой частотой дискретизации.

Для определения влияния радиуса скругления на стадии и характер взаимодействия режущего клина с заготовкой был проведен эксперимент по снятию вибрационного сигнала с заготовки при безударном пластическом деформировании и ударном воздействии с их последующей математической обработкой. Так как вибрационный сигнал является отображением физического ускорения места крепления датчика, а процессы деформирования и удара могут доминировать на разных стадиях, то наиболее эффективными методами обработки сигналов являются двойное численное интегрирование методом трапеций и оконное преобразование Фурье. Данное исследование позволило получить образцы спектров и графиков перемещений заготовки, характеризующих указанные процессы, для дальнейшего использования при идентификации сигналов, снятых при фрезеровании.

Таблица 3 - Таблица кодирования и уровни варьирования факторов

Уровни факторов Обозначение р, мм 5г. мм/зуб У, м/мин

X] х-> х3 Материал

Нулевой 0 0,04 0,233 179,071 Д19Т

71.000 12Х18Н10Т

40,841 ВТ-23

113,097 30ХГСА

Верхний +1 0,06 0,302 201,062 Д19Т

79,168 12Х18Н10Т

50,265 ВТ-23

125,663 30ХГСА

Нижний -1 0,02 0,164 157,080 Д19Т

62,832 12Х18НЮТ

31,416 ВТ-23

100,531 ЗОХГСА

Дополнительный верхний +1,682 0,07 0,35 216,060 Д19Т

84,739 12Х18Н10Т

56,693 ВТ-23

134.233 ЗОХГСА

Дополнительный нижний -1,682 0,01 0,117 142,082 Д19Т

57,261 12Х18Н10Т

24,988 ВТ-23

91,961 ЗОХГСА

Интервал варьирования 8, 0,02 0,069 21,991 Д19Т

8,168 12Х18Н10Т

9,425 ВТ-23

12,566 ЗОХГСА

Металлографические исследования проводились при помощи микроскопа «Микро-200» и программы Image.pro.plus. 5.1. Измерение микротвердости осуществлялось на миктротвердомере ПМТ-3 по сетке по стандартной методике измерения.

Четвертая глава посвящена анализу результатов экспериментальных исследований, подтверждению адекватности теоретических зависимостей, полученных в результате анализа кинематики фрезерования а так же математического моделирования НДС обрабатываемой поверхности и разработке технологических рекомендаций на их основе.

На рисунке 5 представлено изменение силы деформирования при фрезеровании в начальный момент врезания, полученное экспериментально (точки) и расчетным путем на основании математической модели НДС (линии). Характер изменения зависимости между экспериментальными и расчетными значениями полностью совпадает и сохраняет общую тенденцию стабилизации по мере роста усилия по величине. Максимальная величина расхождения между экспериментальными и расчетными значениями составляет 17%, а средняя - не превышает 8%. Экспериментально полученное значение длительности деформирования перед стружкообразованием соответствует выражению (I).

Рисунок 5 -Графики усредненного экспериментального и теоретического значений силы деформирования (на примере обработки заготовки ЗОХГСА): режимы обработки: 1) Sz=0,107 мм/зуб, t=2,45 мм, V=19,8 м/мин; 2) Sz=0,214 мм/зуб, t=2,45 мм, V=9,9 м/мин; 3) Sz=0,428 мм/зуб, t=2,45 мм, V=5 м/мин

На рисунке 6 представлены значения микротвердости поверхностного слоя, на котором просматриваются следующие закономерности: необработанная фрезерованием поверхность имеет ту же микротвердость, что и сердцевина; наибольшее повышение микротвердости происходит непосредственно в поверхностном слое глубиной порядка 5 мкм; микротвердость плоской части обработанной поверхности в среднем на 18% (~1012 Па) выше криволинейной; глубина слоя с повышенной микротвердостью составляет ~ 750 мкм.

Измерение микротвердости поверхностного слоя после фрезерования (рис. 6) указывает на существование очагов повышенной твердости, упорядочений распределенных на обработанной поверхности, образованных в результате двойной пластической деформации при врезании смежных зубьев фрезы.

На карте измерения микротвердости четко прослеживаются зоны двойного (максимальный градиент наклепа порядка 1,3х 1014Па/м) и зона однократного деформирования (максимальный градиент наклепа порядка 0,85х 10|4Па/м). Причем, экспериментально установлено, что полученное значение микротвердости дважды деформированной области слабо зависит от режима обработки. Данный факт можно объяснить тем, что в соответствии с теоретическими исследованиями деформированного состояния, проведенных в главе 2 (выражение (4), рис. 4, табл. 1) обрабатываемый материал достигает максимума возможного деформационного упрочнения.

1.679 1,619 3,556 1,600 1,679 З.ЙГ^. 49М.580 1,б193^!ПЗ^:?3,755

1,424 1.456 , д^Г^бО^й^Л6 1.347 1.317 44(Г~~^191,580

_Ь896 4Д88 4,551 4,741 4,551 4,644 4.460

3 896 3-755 3,896 3.824

1 ЗвГ"-—У56 ».«О 1-456 1.508 1.525 1.525 1,508

• 1,424 ---—--

1,392 1,408 1,361 1,377 1.347 1.361 1,332

а

Рисунок 6 - Состояние обработанной поверхности: а - Карта измерений микротвердости (ГПа, образцы из ЗОХГСА), б - Моделирование зоны двойного деформирования в системе Т-йех-анализ

В результате проведенного эксперимента были получены эмпирические зависимости 7?а=Лр,,уг, Г) вида (6) для материалов ЗОХГСА, Д19Т, ВТ-23, 12Х18Н10Т.

Я<*южт = 3528Др' + 247,091,2 + 0.004К2 -311,8/7-118,1^-0.92У + 56,41/х, +0,ПрУ+0,041Л.Г + 77,42 Яат„ =940,54р2+7б,97^+О,0О03Кг-102,57/>-27,83,(., -0.13К 4- 76,87 +0,09 рУ-0,06.5,1-' + 19,77 ЯаВТг, = 1б00.1/з2+116,69«г2 +О,ОООЗГ2-135,65^-56,71лг-О,31К +54,94/к, + 0,04/3^-0,055/+17,16 ЙЯпмкиг =4103,1р! +295,545/ + 0.009!''2 -396,02р-147.61у, -1>56К + 214,56/к1 +0,51рК-0,09«,1'+87,47

Зависимости (7) имеют явный экстремальный характер, указывающий на существование минимума значения И.а от радиуса скругления и подачи на зуб (рис. 7 а), а так же монотонную зависимость от скорости резания, причем, с увеличением скорости резания влияние радиуса скругления и подачи на зуб на высоту микронеровностей уменьшается (рис. 7 б, в).

мкм

Рисунок 7 - Графики зависимости шероховатости (на примере обработки заготовки из Д19Т): а - Ка=/1р-А;200); б - На=Д0,04\зг\ Г); в - 18; V)

Известными методами анализа из уравнений (6) были получены оптимальные (обеспечивающие минимум Ва) значения радиуса скругления, подачи на зуб и скорости резания. Полученные значения оптимального радиуса скругления для каждого из исследованных обрабатываемого материала находятся в диапазоне от 0,033 до 0,038 мм.

Анализ полученных сигналов методами оконного преобразования Фурье и получение данных о фактическом перемещении заготовки позволили выявить этапы взаимодействия режущего клина с заготовкой. На начальном этапе происходит безударное пластическое деформирование (этап а на рис. 8; рис. 9 а), что соответствует повторному деформированию уже обработанной поверхности (смятию гребешка шероховатости, образованного предыдущим резом). Нитевидная часть сигнала (этап б на рис. 8; рис. 9 б) отображается на графике перемещения прямой, наклон которой соответствует скорости линейного перемещения (минутной подаче), что показывает отсутствие контакта между режущим клином и заготовкой. Следующий этап (этап в на рис. 8) взаимодействия характеризуется модуляцией (в спектре присутствуют частоты характерные как для ударного воздействия, так и для деформирования), следовательно, происходит ударное врезание (рис. 9 в), а потом деформирование без стружкообразования (рис. 9 г). Форма кривой перемещения имеет высокую корреляцию (от 0,86 до 0,88) с расчетным графиком изменения силы деформирования. Длительность данного этапа соответствует расчетному (получаемому по выражению (1)), что так же подтверждает правильность теоретической модели. Четвертый этап (этап г на рис. 8) характеризуется резким увеличением амплитуды (всплеском) и резким снижением наклона прямой перемещения, в спектре этапа мощность "ударных" частот снижается, что характеризует образование "опережающей" трещины и начало стружкообразования (рис. 9 д). На следующем этапе (этап д на рис. 8) происходит изменение характера графика перемещений (возрастание сменяется убыванием). а в спектре начинают доминировать "ударные" частоты, что соответствует долому стружки, но сохранению контакта режущей кромки с заготовкой. Нитевидный вид графика перемещений (этап е на рис. 8) и дальнейшее повышение мощности "ударных" частот указывает на выход режущего клина

из контакта с заготовкой (рис. 9 е). Этап ж (рис. 8) характеризует затухающие колебания заготовки, возникшие как результат резкого снятия нагрузки при удалении стружки. а, м/с2'-

7000 5000 3000

1000 0

-1000 -3000 -5000 -7000

Р 1

а

10 11 12

Ж _

Рисунок 8 - Графики перемещения и ускорения заготовки при обработке сплава Д19Т с радиусом 0,03 мм: а - сглаживание гребешка; б - проскальзывание; в - пластическое деформирование без стружкообразования; г - струж-кообразование (резание); д - уменьшение толщины срезаемого слоя; е - скол стружки (выход зуба из контакта с заготовкой); ж - последующие колебания

заготовки

На рисунке 10 представлены вибрационные сигналы, снятые с заготовки в процессе фрезерования с различными радиусами скругления зубьеЕ фрезы. На приведенных осциллограммах четко прослеживаются характерные участки, описанные выше.

Основные отличия приведенных осциллограмм заключаются в амплитудах и длительности различных этапов взаимодействия режущего клина с заготовкой. На осциллограммах при радиусах 0,02 мм и 0,05 мм четко прослеживаются области, характеризующие ранее выявленные этапы, а при радиусах 0,03 мм и 0,06 мм отсутствует зона "проскальзывания". При радиусе 0,04 мм разграничить зоны, описывающие различные этапы обработки значительно сложнее, так как относительная разница амплитуд, описывающих данные этапы менее значительна, чем на других осциллограммах. При этом амплитуда на участке, характеризующего резание, снижается при увеличении р от 0,02 мм до 0,04 (где достигает своего минимума), после начинает расти.

Наименьшей амплитудой обладает сигнал, снятый при обработке режущей пластиной со сформированным радиусом р=0,04 мм.

д е

Рисунок 9 - Физическая интерпретация различных зон вибрационного сигнала: а - смятие гребешка шероховатости (повторное деформирование уже обработанной поверхности); б - "проскальзывание" - отсутствие контакта между режущим клином и заготовкой; в - ударное врезание и начало деформирования; г - пластическое деформирование без образования стружки; д - непосредственно резание (образование стружки); е - выход режущего клина из контакта с заготовкой

Рисунок 10 - Осциллограммы вибрационных сигналов с различными радиусами при обработке ВТ-23 (а) и их спектры (б): 1 -р=0,01 мм; 2 - р=0,02 мм; 3 - р=0,04 мм; 4 - р=0,06 мм, 5 - р=0,07 мм

Длительность этапа сглаживания гребешка растет с увеличением радиуса округления, а суммарная длительность этапов деформирования без образования стружки и резания одинакова (в пределах погрешности измерения) в не зависимости от величины радиуса скругления. Это соответствует теоретическому описанию пластической деформации перед стружкообразованием. Длительность сигнала на участке, характеризующего этап деформирования без стружкообразования остается примерно постоянной при увеличении р от 0,02 мм до 0,04 мм, после начинает снижаться. Данный факт не противоречит теоретическому описанию, так как материал, расположенный в очаге интенсивной пластической деформации подвергается значительному скоростному и деформационному упрочнению, что приводит к образованию "опережающей" трещины, т.е. фактически к образованию стружки до превышения толщины срезаемого слоя радиуса скругления.

По приведенным осциллограммам можно говорить о том, что при оптимальном радиусе скругления повторное деформирование гребешка шероховатости, образованного при предыдущем резе либо не происходит, либо имеет очень не высокую энергетику.

Сравнительный анализ спектров вибрационных сигналов (рис. 10 б) и шероховатости обработанной поверхности позволил обосновать амплитудно-частотный функционал работы (АЧФР) рассчитываемый как сумма произведений амплитуд на соответствующие частоты в спектре сигнала и отображающий энергетические затраты на образование новых поверхностей. Дисперсионный анализ показывает, что коэффициент корреляции между шероховатостью обработанной поверхности и АЧФР находится в пределах от 0,82 до 0,93. Установлено что при оптимальном радиусе скругления минимальной шероховатости обработанной поверхности соответствует минимальное значение АЧФР, и эта закономерность проявляется при фрезеровании всех исследуемых материалов.

Подробный анализ полученных математических зависимостей и экспериментальных результатов позволил разработать технологические рекомен-

дации для получения комплекса оптимальных свойств обработанной поверхности:

1. При предварительной обработке радиус скругления режущей кромки должен быть минимален (от 0,01 до 0,03 мм), а обработка вестись с обильным применением СОТС, что снизит глубину проникновения пластической деформации в поверхностный слой (в соответствии с выражением (3)) и облегчит окончательную обработку. При этом эффективнее использовать высокопроизводительную обработку (с максимально возможным удаляемым за один проход припуском и подачей на зуб) на низкой скорости резания.

2. При окончательной обработке радиус скругления режущей кромки должен быть оптимальным (от 0,03 до 0,04 мм). Это обеспечит шероховатость в соответствии с требованиями КД. При этом эффективнее использовать высокоскоростную обработку с минимально удаляемым припуском. Величина припуска должна обеспечивать стабильный процесс стружкообразо-вания: подача на зуб не менее 0,04 мм/зуб, глубина резания не менее 1 мм.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования встречного цилиндрического фрезерования показали, что напряженно-деформированное состояние и параметры качества обработанной поверхности определяются пластическим деформированием скругленной частью режущей кромки, предшествующим стружкообразованию. Выявлен прямой характер зависимостей границ очага пластической деформации, глубины и градиента наклепа, глубины залегания остаточных напряжений и их значения от величины радиуса скругления режущей кромки.

2. Установлено, что существует оптимальный радиус скругления (от 0,03 до 0,04 мм), которым обеспечивается наименьшая накопленная деформация и шероховатость обработанной поверхности для каждого из исследованных обрабатываемых материалов. Установлено, что на стадии предварительной обработки, с точки зрения получения оптимального комплекса свойств поверхности, эффективнее использовать инструмент с радиусом скругления от 0,01 до 0,03 мм (что приводит к возникновению минимального градиента наклепа и остаточных напряжений, а так же уменьшает размеры очага пластической деформации, но не позволяет получить низкую шероховатость), а на стадии окончательной обработки - оптимальный радиус скругления.

3. Установлено, что за счет изменения параметров обработки (режима резания, величин радиуса скругления и удаляемого припуска, применения СОТС) при цилиндрическом фрезеровании наиболее сложно управлять остаточными напряжениями, которые в основном зависят от свойств обрабатываемого материала и достигают величины до -2ах на обработанной поверхности в тангенциальном направлении. Высота микронеровностей На и форма микропрофиля являются наиболее легко управляемыми параметрами, так как значительно зависят как от режимов обработки, радиуса скругления, так и от

свойств обрабатываемого материала. Управлять параметрами наклепа можно в основном за счет изменения условий трения (в соответствии с выражением (3)) между инструментом и заготовкой.

4. Применение пластин со сформированным оптимальным радиусом скругления из инструментальных материалов RX10, Т5К10, ВК8 и Р6М5 при цилиндрическом фрезеровании позволяет повысить качество обработанной поверхности (снизить высотный параметр Ra шероховатости) в 2,5...4 раза при обработке материалов 30ХГС.А, 12Х18Н10Т, Д19Т, ВТ-23 и получать требуемую по конструкторской документации шероховатость без применения финишных методов обработки, что позволяет уменьшить трудоемкость изготовления детали и ее себестоимость.

5. Результаты исследования внедрены на ОАО "КнААПО им. Ю.А. Гагарина" в виде программного обеспечения "Blanked calculator", технологических рекомендаций и технических условий на производство режущего инструмента, а так же в учебный процесс в ФГБОУ ВПО "КнАГТУ" при проведении лекционных и лабораторно-практических занятий в курсах дисциплин "Резание материалов" и "Технология машиностроения".

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК

1 Ким, В.А. Исследование влияния радиуса скругления режущей кромки фрезы на динамику фрезерования / В.А. Ким, Е.Б. Щелкунов, C.B. Бреев // Технология машиностроения. - 2011. - №1. - С. 16-18

2 Ким, В.А. Влияние округления режущей кромки на шероховатость поверхности после фрезерования. / В.А. Ким, Е.Б. Щелкунов, C.B. Бреев // Технология машиностроения. - 2011. - №5. - С. 14-16

3 Ким, В.А. Исследование формирования свойств поверхности детали при фрезеровании. / В.А. Ким, Е.Б. Щелкунов, C.B. Бреев// Технология машиностроения 2011-№7 - С. 22 - 25

4 Ким, В.А. Определение напряженно-деформированного состояния заготовки при цилиндрическом фрезеровании. / В.А. Ким, Е.Б. Щелкунов, C.B. Бреев // Вестник Тихоокеанского государственного университета. -2011. -№2,- С. 103-112

Материалы Всероссийских конференций

5 Бреев, C.B. Исследование влияния кинематики процесса фрезерования на деформационные процессы и шероховатость. / Сборник трудов Второй Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России" - М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, per. номер ФГУП НЩ «Информрегистр» №0320901785

6 Бреев, C.B. Диагностика шероховатости при фрезеровании в режиме реального времени. / C.B. Бреев, В.А. Ким // Сборник трудов Третьей

Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России" - М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010 per. номер ФГУП НТЦ «Информрегистр» №0321001780

Другие публикации

7 Ким, В.А. Шероховатость обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании. / В.А. Ким, Е.Б. Щелкунов, C.B. Бреев// Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Науки о природе и технике. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ». - 2010. - №1 С. 62 - 66

8 Бреев, C.B. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2011614887. "Blanked calculator" / C.B. Бреев, E.H. Бурдасов. - Заявка №2011613183; Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 22.06.2011. - М., 2011.

Бреев Сергей Валерьевич

Повышение качества обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании на основе исследования напряженно-деформированного состояния зоны стружкообразования

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22.11.2011. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Ризограф RIZO RZ 370ЕР Усл. печ.л. 1,40 Уч.-изд. л. 1,35. Тираж 40. Заказ_

Редакционно-издательский отдел Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

Полиграфическая лаборатория Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

Введение.

1 Особенности формирования свойств обрабатываемой поверхности при цилиндрическом фрезеровании.

1.1 Действительная геометрия режущего клина и ее влияние на процесс резания.

1.2 Качество обработанной поверхности при фрезеровании.

1.2.1 Напряжение текучести обрабатываемого материала.

1.2.2 Шероховатость обработанной поверхности.

1.2.3 Упрочнение (наклеп) обработанной поверхности.

1.2.4 Остаточные напряжения в поверхностном слое обработанной поверхности.

1.2.5 Оптимальные параметры качества обработанной поверхности.

1.3 Выводы по главе 1.

В настоящее время фрезерование стало одним из наиболее часто используемых методов получения поверхностей резанием, так как позволяет получить деталь практически любой конфигурации. Основными достоинствами этого метода обработки являются высокая производительность, точность.и качество обработанных поверхностей.

Несмотря на широкое распространение и практическое применение, теоретические исследования данного метода обработки: до сих пор остается актуальным, так как они позволяют вскрывать и максимально использовать заложенный в этом методе потенциал. Вопрос о повышении качества обработанной поверхности фрезерной обработки в непростых современных экономических условиях стоит особенно остро.

Постоянное повышение требований к точности и качеству обработанной поверхности, а так же к ресурсу изготовленной детали приводят к необходимости проведения исследований по всем параметрам качества; поверхности, и разработки на их основе новых технологических рекомендаций, позволяющей получать оптимальный комплекс свойств обработанной поверхности на данном этапе изготовления детали.

Не только шероховатость, но и наклеп обработанной поверхности влияет на ресурс изготовленной детали, а остаточные напряжения, возникшие в результате обработки, могут значительно искажать форму окончательно изготовленной детали, в критическом случае приводя к неисправимому браку.

Все это указывает на необходимость исследования параметров качества отфрезерованной поверхности, разработки новых методов исследования, и решения известных задач новыми методами.

5. Результаты исследования внедрены на ОАО "КнААПО им. Ю.А. Гагарина" в виде программного обеспечения "Blanked calculator", технологических рекомендаций и технических условий на производство режущего инструмента, а так же в учебный процесс в ГОУ ВПО "КнАГТУ" при проведении лекционных и лабораторно-практических занятий в курсах дисциплин "Резание материалов" и "Технология машиностроения".

Заключение

Проведенный анализ литературных источников позволил определить обладающий наибольшим потенциалом для повышения качества обработанной поверхности параметр — радиус скругления режущей кромки. Разработанная математическая модель внедрения в твердое тело ассиметричного клина со скругленной вершиной позволяет определять множество параметров, характеризующих процесс фрезерования: истинную скорость резания, силу деформирования на этапе предшествующем стружкообразованию, кинематическое, напряженное и деформированное состояние заготовки в 3-х координатах, что принципиально отличает разработанную модель от предшествующих, получающих решение на плоскости. Модель НДС обработанной поверхности позволяет так же определить параметры качества поверхностного слоя: глубину и градиент наклепа, величину, знак и глубину залегания остаточных напряжений.

Проведенные экспериментальные исследования* позволили подтвердить адекватность разработанной математической модели. Результаты экспериментальных исследований позволили получить реальное перемещение заготовки и подробно описать этапы взаимодействия режущего клина и заготовки. Это позволило разработать технологические рекомендации, направленные на получение требуемого комплекса свойств обработанной поверхности в зависимости от стадии изготовления детали, а так же принципиальную схему диагностики шероховатости в режиме реального времени.

Часть полученных результатов подтверждает ранее известные факты, но подводит под них прочную, математически обоснованную теоретическую основу. Другая часть полученных результатов является принципиально новой. Научной новизной работы является:

1. Определение геометрических размеров зон перекрытия траекторий смежных зубьев исходя из анализа кинематики фрезерования, которые на обработанной поверхности образует участки повышенной твердости как результат более активного деформационного упрочнения.

2. Разработка математической модели напряженно-деформированного состояния при внедрении в твердое тело ассиметричного клина со скругленной вершиной, позволяющая рассчитывать напряжения и накопленную деформацию в обработанной поверхности, а также прогнозировать ее качество.

3. Раскрытие причины существования оптимального радиуса скругле-ния режущего клина, при которой достигается минимальная шероховатость обработанной поверхности, заключающейся в минимальной работе образования новых поверхностей и минимизации влияния повторного деформирования уже обработанной поверхности.

Практическая значимость работы подтверждается внедрением результатов исследований как в производство, так и в учебный процесс и заключается в:

1. Разработке научно обоснованных технологических рекомендаций по получению оптимальных свойств поверхностного слоя детали и технических условий на производство режущего инструмента, определяющих оптимальную форму режущих кромок, внедренных на ОАО "КнААПО", и в учебный процесс в ГОУ ВПО "КнАГТУ".

2. Разработанном программном обеспечении "Blanked calculator", в котором реализована методика определения параметров фрезерования в зависимости от типа обрабатываемого материала, автоматизированы расчет параметров качества обработанной поверхности и выбор режима резания с точки зрения получения оптимальных свойств поверхности (а.с № 2011614887).

Основное содержание диссертации, полученные результаты, выводы и рекомендации опубликованы в 9-ти научных работах.

Таким образом, все поставленные в диссертации задачи выполнены в полном объеме, цель работы достигнута.

В дальнейшей работе планируется:

1. Разработать математическую модель, учитывающую неравномерность распределения остаточных напряжений и анизотропность обрабатываемого материала;

2. Теоретически проанализировать тепловые процессы и их влияние на параметры качества на этапе деформирования без стружкообразования;

3. Исследовать НДС заготовки при повторном деформировании уже обработанной поверхности;

4. Исследовать высокоскоростное фрезерование;

5. Исследовать формирование свойств обработанной поверхности при попутном фрезеровании.

1. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. Пособие для хим.-технол. Спец. Вузов. /Ахназарова, С.Л., Кафаров В.В. 2-е изд., перераб и доп. — М.: Высш. шк., 1985 — 327 е., ил.

2. Барботько^ А.И. , Зайцев А.Г. Теория резания металлов. 4.2. Основы системологии процесса резания:, учеб. Пособие. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990, 232 с.

3. Барвинок, В.А., Исследование качества поверхностного слоя титанового сплава / Барвинок В.А., Трусов В.Н., Урывский Ф.Г1.//Изв. вузов. Машиностроение. 1979. №1.С.98-100

4. Барвинок, В.А. Определение, остаточных напряжений в многослойных пластинах //Изв. вузов. Черная металлургия: 1981. №1. 67-71.

5. Бобров, В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975, 344 с ил

6. Безъязычный^ В.Ф; Влияние качества поверхностного слоя после механической обработки на эксплуатационные свойства деталей машин //Справочник. Инженерный журнал. 2001. №4.с. 9-16.

7. Безъязычный, В.Ф. Назначение оптимальных режимов резания с учетом, заданных параметров качества поверхностного слоя изделий. /Обработка металлов резанием.'М.: Знание, МДНТП им. Ф.Э: Дзержинского. 1977 г.

8. Беспрозванный, И.М. Теория резания металлов. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1933.-301 с. сил.

9. Бреев, C.B. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2011614887. "Blanked calculator" / C.B. Бреев, E.H. Бурдасов. Заявка №2011613183; Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 22.06.2011. - М., 2011.

10. Бронштейн, И.Н., Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. /Бронштейн И.Н., Семендяев К.А.// М.: Наука, 1981, 500 с.

11. Васин, С.А. Резание материалов: Термодинамический подход к системе взаимосвязей при резании: Учеб. для техн. вузов. / Васин С.А., Верещака A.C., Кушнер B.C. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. -448с.:ил.

12. Вашуль, X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов.: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1988. - 320 с.

13. Винарский, М.С. Планирование эксперимента в технологических исследованиях / Винарский М.С., Лурье В.М — Киев: Техника, 1975. 168 с.

14. Воронцов, A.JI. Анализ кинематического, напряженного и деформированного состояний заготовки при вдавливании пуансона в полупространство. // Вестник машиностроения 1998, №7. с. 44-47

15. Воронцов, A.JI. Разработка новой теории-резания. 1. Введение / A.JI. Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник машиностроения 2008, №1. с. 57-67

16. Воронцов, A.JI. Разработка новой теории резания. 2. Состояние вопроса / A.JI. Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник,машиностроения 2008, №2. . с. 56-66

17. Воронцов, АЛ*. Разработка новой теории резания. 3. Современная теория разрушения при пластической деформации / А.Л. Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник машиностроения 2008, №3. с. 54-61

18. Воронцов, АЛ. Разработка новой теории резания. 4. Обоснование и общие положения нового метода теоретического исследования процессов резания / А.Л1 Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник машиностроения 2008, №4. с. 69-74

19. Воронцов, АЛ. Разработка новой теории резания. 5. Определение кинематического; напряженного и деформированного состояния заготовки/ А.Л. Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник машиностроения 2008, №5. с. 61-69

20. Воронцов, А.Л. Разработка новой теории резания. 6. Определение основных параметров процесса резания/ А.Л. Воронцов, Н.М. Султан-Заде, А.Ю. Албагачиев// Вестник машиностроения 2008, №6. с. 64-70

21. Высокопроизводительная обработка резанием. М.: Полиграфия, 2003-301 с.:ил.

22. Галтовки.ру. Центр финишных технологий. // Галтовки индустриальные. URL:http://www.galtovki.ru (дата обращения: 27.05.2011)

23. Геометрия — режущий инструмент. // Большая Энциклопедия Нефти и Газа. URL: http://www.ngpedia.ru (дата обращения: 21.12.2010).

24. Говорухин, В.Б. Компьютер в математическом исследовании./ В.Б Говорухин, Б.А. Цибулин. — СПб.: Питер, 2001 624с.

25. Горелов, В.А. Влияние условий термомеханического нагружения на напряжения и деформации режущего лезвия. /Горелов В.А., Кушнер B.C.// Справочник. Инженерный журнал. 2005, № 8, с. 51-52, 1 ил.

26. ГОСТ 25.503 — 97. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие. М.:1997 , 57 с.

27. Гохфельд, Д.А. Механические свойства сталей и сплавов при нестационарном нагружении. Справочник. / Д.А.Гохфельд, Л.Б. Гецов, K.M. Кононов, Е.Т. Кульчихин, и др. Екатеринбург: УрО РАН, 1996 г. -405 с.

28. Грановский, Г.И., Кинематика резания. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1948. -201 с. с ил.

29. Грановский, Г.И., Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. /Грановский Г.И., Грановский В.Г. — М.: Высш. шк., 1985.-304с., ил

30. Грановский, Г.И., Фасонные резцы. /Грановский Г.И., Панченко К.П. М.: Машиностроение, 1975. - 309 с. с ил.

31. Дель, Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971. - 199 с.

32. Джонсон, У., Меллор, П. Теория пластичности для инженеров. М.: Машиностроение, 1979, 567 с.

33. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах СПб: Питер, 1997. -240 е.: ил.

34. Егоров, В.И. Точные методы решения задач теплопроводности. Учебное пособие СПб ГУ ИТМО 2006 г 48 стр

35. Железное, Г.С. Г. С. Влияние радиуса скругления лезвия инструмента на его передний угол / Г. С. Железиов, С. А. Сингеев // СТИН. 1993. -№ 4.-С. 15-18.

36. Железное, Г.С. Определение сил, действующих на заднюю поверхность режущего инструмента. / Г.С.Железнов// СТИН., — 1999, № 12., с.25-26.

37. Железное, Г. С. Определение среднего коэффициента трения при резании металлов / Г. С. Железнов // СТИН. 1999. №3. - С. 25-28.

38. Жигарев, Г.А. Управление шероховатостью обрабатываемой поверхности с помощью анализа сигналов акустической эмиссии // СТИН, 1999 №2. С 35-38

39. Жучков, Н.С. Повышение эффективности обработки резанием заготовок из титановых сплавов. / Н.С. Жучков, Н.Д. Беспахотный, А.Д. Чу-баров и др. М.: Машиностроение, 1989. 152 с

40. Зорев H.H. Вопросы механики процесса резания металлов. — М.: Машгиз, 1956-368 с.

41. Ивлев, Д.Д. Механика, пластических сред: В 2 т. Т. 1 Теория идеальной пластичности. — М.: Физматлит, 2001 — 448 с.

42. Ивлев, Д.Д. Механика пластических сред: В 2 т. Т. 2 Общие вопросы. Жесткопластическое и упругопластическое состояние тел. Упрочнение. Деформационные теории. Сложные среды. — М.: Физматлит, 2001 — 448 с.

43. Исаев, А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. — М.: Машгиз, 1950. — 58 с.

44. Камке, Э. Справочник по дифференциальным/уравнениям в частных производных первого порядка. М., 1966 — 260 с.

45. Касимов, Л.Н. Технология формирования-поверхностного слоя деталей: учеб. Пособие/Касимов JI.H., Праведников И.С. //Уфа: УТИС, 1999 167 с. '

46. Ким, В.А. Влияние округления режущей кромки на шероховатость поверхности после фрезерования. / Ким В.А:, Щелкунов Е.Б., Бреев C.B.// Технология машиностроения №5;, 2011 с. 14-16

47. Ким, В.А. Диагностика шероховатости при фрезеровании в режиме реального времени. / Ким В.А., Бреев C.B. // Электронный Сборник трудов Третьей. Всероссийской, конференции молодых ученых и специалистов "Будущее машиностроения России" №0321001780, 2010 г.

48. Ким, В.А. Исследование влияния радиуса округления режущей кромки фрезы на динамику фрезерования. / Ким В.А., Щелкунов Е.Б., Бреев C.B.// Технология машиностроения №1, 2011 с. 16—18

49. Ким, В.А. Исследование формирования свойств поверхности детали при фрезеровании. / Ким В.А., Щелкунов Е.Б., Бреев C.B.// Технология машиностроения №7, 2011 с. 22 — 25

50. Колмогоров, B.JI. Механика обработки металлов давлением : Учеб.для вузов по спец."Обработка металлов давлением" / B.JI. Колмогоров .— М. : Металлургия, 1986 .— 687с.

51. Колмогоров, В Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970-229 с.

52. Красулин, Ю.П. Тепловыделение на контактных поверхностях в процессе обработки металлов/ Красулин Ю.П., Тимофеев В.Н. / Сб. "Физико-механические и теплофизические свойства металлов". — М.: Наука, 1976 — С. 118-124.

53. Кретинин О. В. Исследование спектра ТЭДС и сил при резании: Науч. тр. / Горьковский политехи, ин-т. Горький, 1970 т. 26, вып. 4. -с. 2526.

54. Кроха, В.А. Кривые упрочнения металлов холодной деформации. М.: Машиностроение, 1968 131 с.

55. Кроха, В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: Справочник. М.: Машиностроение, 1980- 157 с.

56. Кувшинский, В.В. Фрезерование. М.: Машиностроение, 1977 -240 е.: ил.

57. Кудрявцев, И.В. Материалы в машиностроении. Выбор и применение Том 1. электронный ресурс. URL:http://www.mash.oglib.ru (дата обращения: 16.12.2010)

58. Кушнер, B.C. Развитие теории процесса резания жаропрочных сплавов на основе термомеханического подхода. / Кушнер B.C., Горелов В.А. // Технология машиностроения 2005, № 5 . с. 26-28.

59. Лобанов, A.A. Температура резания при обработке закаленных сталей. СТИН. 2005, № 5. с. 26-28.

60. Ларин, М.Н. Основы фрезерования М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1943. — 254 с. с ил.

61. Макаров, А.Д. Оптимизация-процессов резания. М.: Машиностроение. 1976. - 278 с.

62. Машиностроение. Энциклопедия. Том III-3 / Дальский М.А., Суслов А.Г., Назаров Ю.Ф. и др.; Под общ. ред. А.Г. Суслова//. М.: Машиностроение, 2002. 840 е., ил.

63. Мяченков, В.И. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: справочник / В.И. Мяченков, В.П. Мальцев, В.П. Майборода и др. под общ. ред. В.И.Мяченкова. М.: Машинострое-ние, 1989.-520 с.

64. Налимов, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. /Налимов В.В., Чернова H.A.// М.: 1965 340 е.: ил.

65. Никифоров, А.Д. Современные проблемы науки в области машиностроения: Учеб. Пособие для вузов. М.:Высш.шк., 2006. - 392 е.: ил.

66. Остафьев, В.А. Диагностика процесса металлообработки /В.А. Остафьев, B.C. Антонюк, Г.С. Тымчик/ Киев.: Тэхника, 1991. 152 с.

67. Партон, В.З. Механика разрушения: от теории к практике.-. М.: Наука, Гл. ред. физ-мат. лит., 1990. 240 с.

68. Подураев, В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов./ В.Н. Подураев. Учеб. пособие для ВУЗов, М.: Высшая школа, 1974 — 476 с.

69. Подураев, В.Н. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии. / Подураев В.Н., Баозов A.A., Горелов В.А. — М.: Машиностроение, 1988. 56 с.

70. Пономарев, А.Н. Влияние технологических условий обработки инструмента на формирование радиуса скругления режущей кромки. 26 октября 2010 Электронный ресурс. 4 с. URL: http://www.i-mash.ru/index.php?newsid=l 0920

71. Постнов, B.B. Термодинамические критерии оценки температур1но-силового нагружения зоны контакта инструмента с деталью. (Уфимский государственный авиационный технический университет). /Технология машиностроения 2005. № 4. с. 8-11.

72. Подпоркин, В.Г. Фрезерование труднообрабатываемых материалов. 2-е изд. переаб. и доп. /Подпоркин В.Г., Бердников JI.H.//- JL: Машиностроение Ленинградское отделение, 1983 — 136 с.

73. Проблемы механики неупругих деформаций: Сборник статей. К семидесятилетию Д.Д. Ивлева. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001 - 400 с.

74. Проников, A.C. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: справочник-учебник для ВУЗов. В 3-х т. T.l./под общ. ред. A.C. Проникова. М. изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана: "Машиностроение", 1994г., 444с

75. Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела — Учеб. Пособие для вузов. 2-е изд., испр. - М.: Наука. 1988 - 712с.

76. Радаев, Ю.Н. Пространственная задача математической теории пластичности: учеб. пособие. 2-е изд., перераб и доп. /Ю.Н. Радаев; Федер. агентство по образованию. — Самара: Издательство "Самарский университет", 2006 340с.

77. Развитие науки о резании металлов. / В.Ф. Бобров, Г.И. Грановский, H.H. Зорев и др//., М.: Машиностроение, 1967. 315 с.

78. Резников А.Н. Теплофизика резания. — М.: Машиностроение, 1969 288 с.

79. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1990 279 с. ил.

80. Розенберг A.M. Элементы теории процесса резании металлов.

81. Розенберг A.M., Еремин А.Н. М.: Машиностроение, 1992. - 240 с.

82. Руководство по металлообработке. ООО "Сандвик" 2010 — 364с.

83. Рыбин, В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986 г 224 с.

84. Сатель, Э.А. Проблемы развития технологии машиностроения. Большая Энциклопедия Нефти и Газа, электронный ресурс.: URL: http://www.ngpedia.ru (дата обращения: 13.03.2011)

85. Сервисное обслуживание режущего инструмента, электронный ресурс.: URL: http://www.luchi-k.com.ua (дата обращения: 13.04.2010)

86. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов. — СПб.; Питер, 2002. 608 с.:ил.

87. Силин, С.С. Метод подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979 . 153 е., ил

88. Современный эксперимент подготовка, проведение, анализ результатов. /В.Г.Блохин, О.П. Глудкин, А.И. Гуров, М.А. Ханин; под ред. О.П. Глудкина/ М.: Радио и связь, 1997 232 е.: ил

89. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х т. Т.2/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1985, 496 е., ил.

90. Солоненко, В.Г. Резание металлов и режущие инструменты: Учебное пособие для вузов. / В.Г. Солоненко, A.A. Рыжкин //. М.: Высш. шк., 2008 г., 414 с

91. Сторожев, М.В. Теория обработки металлов давлением. Учебник для вузов. /Сторожев М.В. , Попов Е.А. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977 - 423 с.

92. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение контактной жесткости соединений. М.: Наука, 1977 102 с.

93. Титановые сплавы в машиностроении. /Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков, И.Н. Разуваева, В.Н. Гольдфайн JL: Машиностроение, 1977 - 250 с.

94. Унсков, Е.П. Теория пластических деформаций металлов /Е.П. Унсков, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др.; Под ред. Е.П. Унскова, А.Г. Овчинникова. — М.: Машиностроение, 1983 — 598 е., ил.

95. Численное интегрирование, электронный ресурс.: URL: Yandex search.ru (дата обращения: 13.04.2010)

96. Хилл, Р. Математическая теория пластичности. М.: ГИТТЛ, 1956.407 с.

97. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир 1972 — 322с.

98. Щелкунов, Е.Б. Математическое моделирование встречного фрезерования. / Щелкунов Е.Б., Бреев C.B. // Материалы международной юбилей-ной технической конференции «Про-блемы формообразования деталей при обработке резанием»: Тула: ТулГУ, 2007 г. С. 65-66

99. Ящерицын, П.И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Учеб для вузов. / Ящерицын П.И., Еременко М.Л., Фельдштейн Е.Э. Минск: Высшая школа, 1990 - 512 с.

100. Dormer. Technical handbook- 2010 145 с.

101. Exact Solution, электронный ресурс.: URL: http:// eq-world.ipmnet.ru (дата обращения: 13.04.2010)

102. Iscar. Осевой инструмент. Основной каталог 2010 — 665 с.

103. Копия Акта внедрения результатов работы на ОАО "КнААПО20111. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

104. Технологических рекомендаций по достижению оптимального комплекса свойств обработанной поверхности;

105. Главный научный сотрудник -Начальник научно-производственного

106. Копия Акта внедрения результатов работы в ГОУ ВПО "КнАГТУ"

107. Методики и резулыагы теоретических и экспериментальных исследований влияния радиуса скругления на процесс стружкообразования и параметры качества обработанной поверхности;

108. Технологические рекомендации по достижению оптимального комплекса свойсш поверхности, обработанной фрезерованием;

109. Разработанный прохраммнын продукт "Blanked calculator", предназначенный для автоматизированного расчета параметров качества поверхностного слоя (шероховатости, наклепа и остаточных напряжений) после фрезерования.1. Заведующий кафедрой --—

110. Технология машиностроения" ч--' —s ^С-В- Биленкод.т.н., доцент

111. Копия Авторского свидетельства на зарегистрированную программудля ЭВМ "Blanked calculator"1Р(0)ОТ111Й©ЖАЖ ФВД№АЩ1Ша а а а1. СВИДЕТЕЛЬСТВОо государственной регистрации программы для ЭВМ20116148871. Blanked calculator»

112. Правообладатель(ли): Открытое акционерное общество «Комсомолъское-на-Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А. Гагарина»■ (К11)

113. Автор(ы): Бреев Сергей Валерьевич, Бурдасов Евгений Николаевич (RU)1. Заявка №2011613183

114. Дата поступления 3 мая 2011 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22 июня 2011 г.

115. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарный знакам1. Б.П. Симонова аа а а а а аа а а а а а а а а а Й а а а а аа а а а а1. ЙЙЙШЙЙЙЙЙ аааааааааа' Ж