автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Разработка сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе исследования и моделирования процесса

КОСАРЕВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА СБОРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 5 мдр 2012

Москва 2012

005014344

Работа выполнена на кафедре «Инструментальная техника и технология формообразования» ФГБОУ ВПО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гречишников Владимир Андреевич

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Таратынов Олег Васильевич ФГБОУ ВПО «МГЙУ» (г. Москва)

доктор технических наук/ профессор

Максимов Юрий В икторович

ФГБОУ ВПО МГТУ «МАМИ» (г. Москва)

доктор технических наук, профессор

Верещака Анатолий Степанович

ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» (г. Москва)

Ведущее предприятие: ОАО «ВНИИИНСТРУМЕНТ» (г. Москва)

Защита диссертации состоится « 22 » мая 2012г. в часов ¿^мин. на заседании диссертационного совета Д.212.142.01 в ФГБОУ ВПО МГГУ «СТАНКИН» по адресу: 127994, ГСП-4, Москва, Вадковский пер., д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения (организации), просим направить по указанному адресу в диссертационный совет Д.212.142.01.

Автореферат разослан « /¿»(Кс^/уа- 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях развития автоматизации машиностроения как базовой отрасли, а так же, как показывает международная практика, металлообработка все в большей степени базируется на применении высокоскоростных технологий резания на оборудовании с ЧПУ, которое эксплуатируется как автономно, так и в составе ГЛС. В настоящее время все больший интерес вызывают способы обработки сложных поверхностей на многоцелевых станках с ЧПУ с одновременным движением инструмента по трем и более координатам,

Планетарное формообразование поверхностей в отверстиях деталей сборным инструментом со сменными твердосплавными пластинами является одним из таких способов, который наиболее эффективен по сравнению с традиционным: это -сокращение машинного времени, благодаря высоким скоростям резания и подачам; возможность полной обработки за один переход; получение полного по глубине профиля резьбы или канавки в отверстиях за один рабочий ход. Кроме того, возможно сокращение складского запаса инструмента, благодаря применению одного инструмента как для левых, так и правых резьб различного диаметра и шага, а также для обработки различных: форм канавок в отверстиях. При поломке инструмента он не остается в отверстии, как мерный инструмент, а легко извлекается, так как имеет размеры по диаметру меньше, чем отверстия под обработку. Класс точности и характер сопряжения поверхностей в отверстиях можно получить одним инструментом, вводя соответствующий корректор в программу станка. Данным способом хорошо обрабатываются отливки из серого и высокопрочного чугуна, алюминиевых сплавов, сталей с пределом прочности до 1400 Н/мм2, нержавеющие стали, титан и закаленные стали до 55HRc. Стружка в процессе резания получается очень мелкой и легко удаляется потоком охлаждающей жидкости, подаваемой в зону обработки через шпиндель станка и центральное отверстие инструмента, что очень важно при обработке глухих отверстий. Инструмент хорошо работает без СОЖ или при охлаждении струей сжатого воздуха.

Тем не менее, технология обработки внутренних поверхностей в отверстиях деталей в автоматизированном производстве до настоящего времени является одним из проблемных и трудоемких процессов механической обработки, а способ планетарной обработки мало изучен и не находит широкого применения в отечественном производстве. Из-за специфики процесса планетарного формообразования в отверстиях в ряде случаев обработка сопровождается неустойчивым процессом резания и повышенной нагрузкой на инструмент, что приводит к его отжиму от детали и возникновению вибраций. Данная проблема связана с тем, что инструмент работает в ограниченном пространстве с консолью, при этом силовые характеристики планетарного формообразования в отверстиях исследованы недостаточно глубоко, что не позволяет в полной мере оценить влияний

этих характеристик на процесс резания. Отсутствие методик, позволяющих моделировать условия эксплуатации инструмента для оценки работоспособности, ограничивает его технологические возможности.

Многообразие условий обработки и недостаточное развитие расчетных методов, не позволяющих решать задачу выбора рациональной или новой конструкции инструмента на стадии проектирования, является тормозом на пути совершенствования и развития способа планетарного формообразования поверхностей в отверстиях деталей.

Таким образом, актуальным является построение системных моделей технологического процесса планетарного формообразования с различным уровнем детализации с целью выявления взаимосвязей и исходных данных для разработок и исследований перспективных конструкций режущего инструмента и определение рациональных условий эксплуатации его в автоматизированном производстве, с практической реализацией в виде методик, характеризующих технологические параметры процесса новых способов обработки и конструкций инструмента.

Цель работы. Разработка и совершенствование сборного инструмента с планетарным движением для обработки резьбовых и гладких отверстий на основе новых перспективных технических решений путем выявления и установления закономерностей и взаимосвязей процесса формообразования.

Научная новизна работы заключается в совокупности научно обоснованных технических решений по обеспечению создания новых перспективных технологических возможностей процесса планетарного формообразования поверхностей в отверстиях на базе сборного инструмента, а именно в:

- взаимосвязных систем моделей на основе теории графов элементов процесса формообразования поверхностей в отверстиях инструментами с планетарным движением, включающих параметры: технологической системы, инструментальной системы, инструмента и поверхностей обрабатываемой детали;

- внутренних и внешних связей элементов процесса формообразования при планетарной обработке отверстий, обеспечивающих выбор и оценку технических решений по совершенствованию и разработке новых видов инструмента и способов планетарного формообразования, а также формирование исходных данных на проектирование инструмента;

- обосновании и формировании расчетных схем и методик для установления аналитических и эмпирических зависимостей по определению мгновенных составляющих сил резания при обработке резьбовых и гладких отверстий, учитывающих величину срезаемого слоя, схему резания, кинематические задние углы и параметры инструмента;

- выявлении взаимосвязи мгновенных значений составляющих сил резания Р/, Ру и изменении зоны неустойчивого процесса резания при формообразовании отверстий планетарным движением инструмента;

- теоретически обоснованном и экспериментально подтвержденном способе расширения технологических возможностей и повышения точности обработки яри планетарном формообразовании отверстий в деталях за счет повышения жесткости инструмента при введении передней направляющей;

- доказательстве и экспериментальном обосновании реализации способа планетарного формообразования внутренних резьб пластическим деформированием на основе полученных зависимостей изменения радиальной составляющей силы Р«ф при резьбонакатывании от высоты профиля получаемой резьбы, как одном из перспективных направлений разработок нового типа инструмента с целью повышения качества обрабатываемой резьбы.

Практическая ценность работы заключается в:

- рекомендациях по использованию информационных подсистем технического задания на целенаправленный поиск новых способов и схем обработки при разработке новых конструкций сборного инструмента для планетарного формообразования поверхностей в отверстиях;

- алгоритме и программном обеспечении для ПК для определения нагрузки на режущую кромку твердосплавной пластины и на инструмент в целом, которая дает возможность при проектировании сборного инструмента для планетарного формообразования поверхностей в отверстиях более точно рассчитывать параметры инструмента, подбирать условия обработки при его эксплуатации и производить анализ взаимосвязей силовых характеристик при оценке работоспособности инструмента;

- разработке конструкции резьбовой фрезы с передней направляющей, способной обрабатывать внутренние резьбы и отверстия глубиной более 3-х диаметров инструмента в пределах допуска на резьбу и обоснованных рекомендациях по ее применению;

- создании образцов сборных твердосплавных пластин с демпфирующими вставками и разработке рекомендаций по технологии их изготовления;

- разработке способа и конструкции инструмента для формообразования поверхностей в отверстиях планетарным движением инструмента методом пластической деформации и рекомендаций по их применению.

Методы исследования выполнены с использованием основных положений теории проектирования режущих инструментов, теории резания, технологии машиностроения, теории построения сложных систем, теории графов, теории множеств и их матричных инвариантов, теоретической механики, методов физического, графического, математического моделирования и программирования на ЭВМ. При обработке результатов исследований использовались методы теории вероятности и математической статистики. Проверка достоверности полученных результатов проводилась в лабораторных условиях с использованием опытных образцов сборного режущего и накатного инструмента, лабораторного оборудования и измерительных средств, в том числе динамометрической станции с УДМ-600,

микроскопа БМИ с использованием фотоаппаратуры Canon PC 1008, измерительной системы с датчиками малых перемещений мод. 217Н-212.

Реализация работы.

Работа выполнялась в ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в рамках гос.контракта по договору с ОАО «Центральный научно-исследовательский технологический институт» № 73007 от 27.09.2007г. «Разработка технологического оснащения и технологии точной механической обработки СТМ - нанокомпактов в конструкции фрезерных инструментов на их основе, методологии, оптимального подбора режущих инструментов из СТМ нанокомпактов в технологиях твердой и высокоскоростной обработки», гос.контракта № П1027 от 27.05.2010г. «Разработка технических средств для реализации процессов высокопроизводительной и высокоскоростной обработки деталей сложного профиля инструментами, оснащенными высокостойкими режущими элементами, гос.контракта №97-11/87М от 29.09.2011г. на проведение НИОКР «Разработка прецизионного малоразмерного высокопроизводительного фрезерного инструмента и синтетических сверхтвердых материалов наноструктурированного кубического нитрида бора», разработанные рекомендации по твердосплавным пластинам с демпфирующими вставками, защищенные патентом (РФ №2323067), используются на ОАО «МИЗ» (г. Москва), конструкция инструмента с передней направляющей (пат. РФ№230044, пат. РФ №2438834), опытные образцы инструмента по патенту (РФ №96809, РФ №2373017) работающего методом пластической деформации, изготовлены на ООО «Инструмент» (г. Подольск).

Материалы диссертации используются в учебном процессе в виде программ и методических материалов по курсам «Автоматизирование проектирование металлорежущих инструментов» и «Инструментальные системы интегрированных машиностроительных производств» кафедры «Инструментальная техника и технология формообразования» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: Международной юбилейной научно-технической конференции «Инструментальные системы машиностроительных производств», посвященной 105-летию со дня рождения С.С. Петрухина (Тула, 2008г.); III Международной научно-технической конференции, «Наука, техника и технология XXI века» (НТТ-2007), (Нальчик, Каб.-Балк., 2007г.); 6-й Международной научно-технической конференции, «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (Брянск, 2008г.), Международной научно-технической конференции, «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (Севастополь, 2010г.); Научно-практической конференции «Автоматизация и информационные технологии (АИТ-2010)» (Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2010г.); Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии машиностроения» (Полоцк, 2011г.); III Международной

научно-технической конференции, «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)», (Брянск, 2011г.); докладывались на техническом совете ОАО «МИЗ» в 2011г., обсуждались на заседании кафедры «Инструментальная техника и технология формообразования» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»; использованы при выполнении одной кандидатской диссертации.

Разработанные новые способы и конструкции инструмента для планетарного формообразования были удостоены дипломами и медалями на международных выставках и салонах по изобретениям в том числе: бронзовой медалью на IX Московском международном салоне изобретений и инвестиций (Москва, 2009г.); золотой медалью на 34 Международном салоне «INOVA» (Загреб, 2009г.); бронзовой медали на XIII Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед-2010» (Москва, 2010г.); золотой медалью на X Московском международном салоне инноваций и инвестиция (Москва, 2010г.); золотой медалью на 26-й международной выставке изобретений в Северной Америке INPEX - 2011 (Питсбург, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 44 научные работы, в том числе 15 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, 5 авторских свидетельств, 7 патентов России на изобретение и 1 монография.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы (187 наименования) и приложения. Работа содержит 271 страницу машинописного текста 111 рисунков и 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определена цель работы, дается ее общая характеристика, формулируется научная и практическая значимость.

В первой главе приводится анализ современного состояния проблемы, связанной с тенденциями развития и проектированием конкурентоспособного инструмента для планетарной обработай поверхностей в отверстиях.

На основе обобщения и анализа фундаментальных исследований по проектированию и эксплуатации режущего инструмента в работах: С.И. Лашнева, ГГ. Иноземцева, Ю.В. Цвиса, Г.Е. Хаета, В.А. Гречишникова, Г.И. Грановского, М.И. Юликова, В.П. Жедя, Т.Н. Лоладзе и др., по инструменту, работающего методом пластической деформации в работах: Т.А. Султанова, В.Г. Якухина, A.A. Грудова, A.B. Кирнчика, М.И, Шсаревского и др., а также в последних научных работах по исследованию инструмента для планетарной обработки внутренних резьб: В.Н. Воронова, Д.И. Гущина, Д.В. Сергеева, О.В. Малькова, С.А. Махрова показано, что одним из наиболее эффективных способов, с точки зрения автоматизации процесса, повышения производительности, качества и точности обрабатываемой поверхности, является способ планетарного формообразования.

В главе проведен анализ известных способов и схем формообразования, а также рассмотрена классификация формообразующих внутренних поверхностей в отверстиях деталей, которые возможно обрабатывать инструментом с планетарным движением. Представлен анализ конструкций режущего инструмента, инструмента работающего по схеме пластическим деформированием для обработки отверстий методом планетарного формообразования.

В условиях развития автоматизации машиностроения как базовой отрасли, а также, как показывает международная практика, металлообработка все в большей степени базируется на применении высокоскоростных технологий резания на оборудовании с ЧПУ, которое эксплуатируется как автономно, так и в составе ГПС. В последнее время рост количества многокоординатных станков с ЧПУ в металлообработке вызвал новый виток развития планетарного способа формообразования. На основе проведенного анализа известных способов и кинематических схем планетарной обработки разработана классификация отверстий, обрабатываемых на металлорежущих станках с ЧПУ, позволяющая видеть набор всех возможных вариантов получения поверхностей, в отверстиях деталей и тип инструмента для реализации каждого варианта.

В результате проведенного анализа инструмента для планетарного формообразования установлено, что сборный инструмент с СТП для обработки поверхностей в отверстиях диаметром от 10 мм является одним из эффективных, типы и конструкция которого в настоящее время широко представлены на рынке инструмента ведущими фирмами «Titex Plus», «Vardex», «Korloy», «Kennametal» и другие.

Тем не менее, технология обработки внутренних поверхностей в отверстиях деталей в автоматизированном производстве до настоящего времени является одним из проблемных и трудоемких процессов механической обработки, а способ планетарной обработки мало изучен и не находит широкого применения в отечественном производстве.

Выявлено, что отсутствие методик, позволяющих моделировать условия эксплуатации инструмента для оценки работоспособности, многообразие условий обработки и недостаточное развитие расчетных методов, не позволяющих решать задачу выбора рациональной или новой конструкции инструмента на стадии проектирования, является: тормозом на пути совершенствования и развития способа планетарного формообразования поверхностей в отверстиях деталей, а также ограничением технологических возможностей данного способа обработки.

Таким образом, актуальным является построение системных моделей технологического процесса планетарного формообразования с различным уровнем детализации с целью выявления взаимосвязей и исходных данных для разработок и исследований перспективных конструкций режущего инструмента, а также определение рациональных условий эксплуатации его в автоматизированном производстве, с практической реализацией в виде методик характеризующих

технологические параметры процесса, новых способов обработки и конструкций инструмента.

Вторая глава посвящена общим принципам формирования моделей технологических и инструментальных систем, входящих в процесс формообразования поверхностей в отверстиях (ПФО) планетарным движением инструмента. В систему формирования объекта исследования входят взаимосвязанные и взаимозависимые модули, позволяющие подобрать оптимальные варианты путей и направлений совершенствования, развития и эксплуатации инструмента для планетарной обработки поверхностей в отверстиях, произвести оценку выбранного способа обработки инструмента путем моделирования его работы. В качестве инструментального средства при моделировании приняты графы и гиперграфы, обладающие наглядностью, универсальностью и способностью к описанию как последовательных, так и параллельных процессов.

Гиперграф Г) определяет оперативный выбор построения математической и графической модели определения различных вариантов развития данного процесса (рис. I).

I

Гиперграф рассматривается как система, состоящая из множества взаимосвязанных элементов. Каждый отдельный элемент, выступающий, как некоторый целостный объект, разделяется на составляющие. Каждому делению соответствует новый уровень расчленения. При разработке модели формирование ПФ в виде гиперграфа за основу была принята структура системы «Технолог», предназначенная для проектирования индивидуал ьных технологических процессов.

Модель Мі в виде гиперграфа Гг={%, Е) позволяет более наглядно представить структуру формирования ПФО и долю элементов объектного обеспечения в модели,

9

у которого Щ ~ множество вершин, 1„ - множество ребер, причем 1„£ Е и представляет подмножество вершин {у с: 1„.

Область формирования основных элементов гиперграфа первого уровня отображается ребром Н (и, Ы, и^ {19,1цо}, где каждая вершина

определяет: - характеризует форму обрабатываемой поверхности в отверстии, - определяет глубину обрабатываемого отверстия, - материал обрабатываемой детали, (и — отображает способ обработки, который позволяет обрабатывать деталь планетарным движением инструмента, - вид образующей поверхности инструмента, ^ - направление перемещения образующей инструмента относительно координатных осей по схеме обработки, ^ - определяет вид инструмента, с помощью которого осуществляется обработка при выбранном способе и схеме, -определяет доминирующую нагрузку на инструмент по осям сил резания, ^ -характеризует критерий стойкости и разрушения инструмента, - выражает основные параметры обрабатываемой поверхности, по которым определяется качество обработки.

В свою очередь каждая вершина Ь объединяет множество ребер, включающих в себя вершины, характеризующие основные признаки и параметры по элементам первого уровня гиперграфа:

'»-О**. ^(к

(»1 ,1 /I (VI /=1 /«1 1-1

'|0 = и'101 > = и''11 •

.VI .М

Таким образом, модель формирования взаимосвязей ПФО в виде гиперграфа Г] может быть основой компоновки данных по выбранным вариантам разработок и исследований.

Выявлено, что одним из факторов, ограничивающим технологические возможности ПФО планетарным движением инструмента, является недостаточная жесткость инструмента, который работает с консолью в ограниченном пространстве. Для формирования взаимосвязей между элементами гиперграфа для исследований в этом направлении представлена модель М2> которая представляет множество вершин.

171Ьг ^с»} (1)

Формирование взаимосвязей между элементами гиперграфа для исследований и разработок в области повышения жесткости рабочей часта инструмента определяет модель Мз, которая представляет множество вершин.

Ьй-^ *33 142 *55 1«) 1« ^ £911|(м} (2)

Выбор третьего направления исследования был предопределен тем, что при наличии малых величин подач на режущую кромку инструмента и достаточно высокой скорости обработки данным способом есть все предпосылки для

формообразования внутренней резьбы методом пластической деформации. Это выражается следующей моделью М4, которая представляет множество вершин.

In3~{t21 t31 t» ty ta tro Í71 Í84 tss ty2 tira} (3)

Модель в виде гиперграфа Ti характеризуется наглядностью и сравнительной простотой построения, но выполнять преобразования на этой модели сложно. С этой точки зрения целесообразно представить гиперграф для формирования связей в виде обычного двудольного графа ri=(ty, 1,„ Е).

Конструкции сборного инструмента по выше предложенным разработкам и представленным моделям М2, Мз, М4 следует рассматривать в виде отдельных систем, функционально связанных между собой конструктивными элементами инструмента и элементами вершин гиперграфа Г].

Для формирования связей между объектами представлен двудольный граф Г2 (рис. 2). На графе Г; в верхнем уровне вершины отображают модель М2, на нижнем уровне вершины отображают элементы инструмента и его параметры, которые вводятся в зависимости от предлагаемого варианта решения поставленной задачи по конструкции инструмента и способа формообразования. В данном случае вершины: jai - передняя направляющая; 1„2 - диаметр фрезы; 1п3 - параметры рабочей части фрезы; 1В4 - вылет инструмента; ]„5 - конструкция передней направляющей; 1„6 -конструкция крепления твердосплавной пластины.

фчКЫНЬО íts2J (t»í (tn) кЫ) (t92} \tl03j í Ll) i. \n2¡ \ Lv 1Л<14/ (1п5; \ líi6j

Рис. 2. Граф 1*2-

Выявлены связи между элементами, которые необходимо исследовать при разработке и проектировании операции металлообработки и инструмента в зависимости от принятого типа задач, отображенны матрицей смежности В«>:

t21 tu »41 t» Us Í71 t82 t92 ti 03

1л! 1 1 1 1 0 l 0 0 0

1,0 0 0 0 0 0 1 0 0 1

1п3 1 0 1 1 1 0 1 0 1

1п4 0 1 0 0 0 0 1 1 1

1п5 0 0 0 0 0 l 0 0 0

U 0 0 0 0 0 I 0 1 0

{1,если е 1„ О,если ts г 1п

Для формирования связей между объектами разработан двудольный граф Г? (рис. 3). На графе Гз в верхнем уровне вершины отображают модель Мч. Верхний уровень частично включает ряд аналогичных вершин, используемых в графе Г;, поскольку ПФО аналогичен. Дополнительные вершины учитывают специфику предлагаемого технического решения. На нижнем уровне графа Г? из условия поставленных задач формируются вершины: Г„1 - форма твердосплавной пластины; Г„2 - способ крепления твердосплавной пластины; Гдз - диаметр инструмента; Г„4 -вылет инструмента; Г„5 - режимы обработки; Гп6 - материал твердосплавной пластины; Г«7 - профиль режущей части пластины.

1:5,' 1з4 141 152 1б4 1б5 17? 1 ! " 'Ь\ 1д02

1'п! Щ ]'п> Ф«4' \1'«3/

Рас. Граф Г}.

Построение связей между элементами, которые необходимо исследовать при разработке и проектировании конструкции механизма крепления сборного инструмента для ПФО в зависимости от принятого типа задач по данному направлению, отображается матрицей В«,, аналогично предыдущей.

Разработан граф Г.1 (рис. 4), где в верхний уровень отображается вершинами модели М4, а на нижнем уровне вершины отображают элементы инструмента и его параметры, определяемые конструктивными особенностями инструмента, работающего методом пластического деформирования. Вершины нижнего уровня графа отображают: 1",,1 - конструкция и параметры рабочей части инструмента; ]",д - конструкция и параметры деформирующей части инструмента; 1"„з - диаметр инструмента; Г'я4 - вылет инструмента; 1"п5 - параметры профиля деформирующей части инструмента; !"„<; - способ пластического формообразования; 1"П7 - наличие передней направляющей.

СЫ (Ьо (Ьз)(Ьз) (Ьа) ('Ьй .184: (185} (Ьг) |

ЮЛ

гС;;^

ЭДЙШ«.. .....

-

(1'п! Уги 1'1'и Тв& Г;)?

Рис. 4. ГрафГф

Выявленные взаимосвязи между элементами, которые необходимо исследовать при разработке способа и инструмента для ПФО в зависимости от принятого типа задач, отображены матрицей смежности В>ц :

12! 1?! 143 153 1« 471 1*4 185 Ы 1т 03

1"». 0 0 1 0 0 0 I 1 0 0 0

1"п2 1 0 ] 1 1 0 1 1 1 0 0

1"пЗ 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

1 "а4 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1

1"„5 1 0 1 1 1 1 1 1 1 ] 0

1 пб 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0

3"Л7 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1

где ¿V = •

II, если Ху 6 Гв О.еслиЬ:«!"»

В работе рассматривается ПФО планетарным движением сборным инструментом из условия, когда обработка деталей производится на многоцелевых станках с ЧПУ с возможностью одновременно управлять технологическим процессом по трем и более координатам.

С целью исследования и разработки перспективных конструкций сборного инструмента, данный технологический комплекс следует рассматривать в виде системы отдельных, функционально связанных между собой, элементов инструментальной системы с элементами объекта станка и. процесса формообразования.

Модель такого уровня представлена в виде ориентированного графа Гб - (X, Е), где X - множество вершин, Е - отображение множество X в X, или соответствие, показывающее как между собой связаны вершины (рис. 5).

На графе Гб = (X, Е) каждая вершина и ребро определяют какую-либо часть ПФО или инструмента, или инструментальной системы. Каждое ребро 1| представляет собой подмножество вершин графа 1,сX и одновременно 1; ~{хь хг,...,

Хц). Если хь хг.-.Хп, в свою очередь, являются множествами, то /,-П*(. Система

м

СПИД технологического модуля в виде многоцелевого станка с ЧПУ отражается в графе замкнутой системой ребра Ь объединяющим вершины: X) - параметры и характеристика детали, х2 - параметры процесса формообразования, хз - инструмент, х4 - инструментальная система, х5 - станок, х() - элементы приспособления и

крепления детали, то есть

к =1К.

1х. &

Рис. 5.

Граф Гл формирования структуры технологической оперсщип планетарного ПФО на многоцелевых станках с ЧПУ.

Структура формирования исследований и разработок в виде компоновки основных частей ПФО в зависимости от поставленных задач определяется объединением:

6 Н/А*. II 'V, 5 Я о",

>,*ік.ч и^ікік* и*..»* =

М /-1 .М /»1 /я! ы

Я/Хц «/А'ь. п'х0 <\1 »' -С», «.'Х^ П/'.ГЯ,У,3 %

= и-гп/ ІІ^ О*»*,,, ІКк Ск".>„ ІМ*

(»1 (»1 («1 і»! /»1 і»! М

Я-'Л„ «!х)г "'Чц, ЯІХ)и »/*>.. n-'-Vj., íl'íjj; »/*„, »'%;

и*« і>«, ік^ и^ и X}ÍU ил«1/ U*;-' иЛ»)|

¡«1 í«l í»l *'*ta «'*»i

W * '><>

і)' 34» и*«» •

1.1 < 1 І 1 м

В свою очередь, для оценки в первом приближении влияние силомоментных факторов на формирование взаимосвязей ребер 1], Гхь Гхз, где ребро ГХ)={х'п, х'п, х'п, х'14} объединяет в себе вершины графа Г6 элементов процесса резания, ребро Гх2-{х'2Ь х'22, х'гз, х'24} объединяет в себе вершины элементов, влияющих на процесс резания от внешних источников технологического модуля, целесообразно представить в виде двудольного графа Г7 (X, Е). Связи между элементами графа Г? отображены матрицей смежности Вм?:

Х| Хі Хэ Х4 Х5 Xf,

X И х п X 13 X и X 21 X 22 X 23 X 24

1 1

О О

о о

1

0

1

о о о

0

1 1

о о о

где Áy:

1,если xJ (. є Е О, если хй г Е

Предлагаемые графовые модели описывают все известные варианты обработки, обеспечивающие устойчивый процесс планетарного формообразования поверхностей в отверстиях и позволяют, с одной стороны, разложить на элементы любой вариант исследуемых разработок с целью получения полного представления о проблемах и задачах их реализации, с другой стороны - построить логическую схему найденного технического решения и оценить его работоспособность.

Третья глава посвящена исследованию силовых параметров при формообразовании отверстий сборным инструментом с СТП планетарным движением.

Для проведения предварительных исследований процесса планетарного формообразования была разработана методика графического моделирования, которая позволила выявить качественную картину формообразования детали в торцевом сечении цилиндра внутреннего диаметра отверстия.

В результате было получено общее представление в виде кинематических схем для попутного, встречного планетарного формообразования и радиального врезания (рис. 6).

На основе кинематического анализа и построенных расчетных схем обработки разработана методика расчета по определению угла контакта зуба фрезы с деталью ЧМ и \|/2, ширины среза В и площади поперечного сечения среза £ а также значения этих величин в каждой точке угла контакта В| и

Рис. 6. Кинематические схемы тощимы срезаемого слоя зубом фрезы при планетарном движении инструмента: а) - попутное раьбофрезеротние; 6) • встречное резьбофршрованпе;

с) при врезании с радгаяыюй т/дачей.

В основу расчёта параметров мгновенных составляющих сил резания входят величины максимальной и мгновенной толщины срезаемого слоя при планетарном формообразовании, определяемые по формулам: максимальная толщина срезаемого слоя:

[(^СоБу/, Совг'(1 - Щ</;\ - ^Созу/,]

Cos^,

(4)

толщина срезаемого слоя для каждой точки угла контакта уи при определенном угле поворота т' фрезы относительно отверстия:

а.:

^ K,<W,i Cosr'U-tg^; tgr'))-R^Cosy/,J Cos <pu

где угол контакта зуба фрезы с деталью чЛ, и угод т' равны: ц/\ = агсС'05

(R2-O - R~4vp )

(5)

г' = arcCos

(R^Cosy/, +rj

R.,

(7)

Для теоретических и экспериментальных исследований при разработке методики и математических моделей по определению силовых характеристик в процессе планетарного формообразования в отверстиях за основу была выбрана обработка внутренней метрической резьбы сборными фрезами ТМС25-4, как наиболее сложная и трудоемкая технологическая операция при данном способе.

По выше изложенной методике проведен анализ для определения зависимостей величин срезаемого слоя от конструктивных параметров инструмента и режимов обработки. Установлено, что при планетарном резьбофрезеровании ширина среза увеличивается в обратной пропорции к толщине срезаемого слоя, то есть при максимальной ширине В боковая толщина срезаемого слоя аа минимальна (рис. 7).

зона ] I зона Ш

48 ЦТ

Рис. 7. Зависимости ширины срезаемого слоя В и толщины среза па длине контакта угла у/

при резьбофрезеровании: зона1- р>а& зона II- зона III- р<а,-, при подаче на зуб S^O.2 мм/зуб.

Так же установлено, что на длине угла контакта ц> зуб фрезы проходит через три зоны. Величина радиуса закругления режущей кромки р меньше толщины срезаемого слоя аб: р<аЛ - зона III, при р=ая - зона II, при р>а$ - зона I, где зона I—II является неблагоприятной с точки зрения резания. В этой зоне наблюдается неустойчивый процесс резания, сопровождающийся повышенной вибрацией и возможным отжимом инструмента. При этом характер изменения длины зоны Г-Н с величинами р =0.02...0.05 мм показывает, что зона I может занимать длину контакта от 50% до 100% от общего угла контакта у (рис. 8-1,8-II).

Выявлено, что существующие закономерности снижают технологические возможности инструмента для данного способа формообразования. Ограничивается глубина обрабатываемого отверстия, размеры обрабатываемой внутренней резьбы или канавок в отверстиях, занижаются режимы обработки, что приводит к снижению производительности.

Л 20

І «і

110 І

І о

......

\

\ \

N

- - -N

__і „,

•

і

і і

р-0.05 ми р=С.035 мм р=0.025 ми

0.3 SíMM/зуб

Рис. 8-І. а) схема III ((><сів);

б) схема II (р-а,-,);

в) схема І (р>аб).

Рис. 8-ІІ. Изменения длины зоны І-ІІ неустойчивого процесса резания на угле контакта р от радиуса закругления режущей кромки р.

Одним из способов влияния на распределение и изменение параметров величин срезаемого слоя и характер процесса резания является применение различных вариантов схем рёзания. Разработана методика определения величин срезаемого слоя по четырем наиболее применяемым схемам, которая дает возможность расчета и оценки нагрузки на режущую кромку твердосплавной пластины и на инструмент в целом по общим площадям величин срезаемого слоя (рис. 9).

\ - п&писпрсгфилйи* схема резания твердосплавной пластиной с плнкы зубком

й' пожопрофкпънз* Схема резания твердая пласткихд* с квсуопмими

Ні - схема ре»экил твердосплавной пластинкой с ИЄ£КОЛЬККІМ зубцам* оо среззхкы«« вершинами под уг/»м ф

, ...

С'ж .........— )

Со**

JV - схе^з родкйя т&ердосллэбноб пластинкой с несколькими зубца«* с вершинами, расположенными под утлом 9

\ / \ W ' W В*1)№

Cosí

Рис. 9. Варианты профгтъиой схемы резания резьбовыми фрезами с (Г/77.

18

Известным фактором, влияющим на изменение динамики процесса резания при малых величинах срезаемого слоя, является значение кинематического заднего угла на режущей части инструмента. Схемы определения кинематических задних углов на режущих кромках зубьев пластины резьбовой фрезы при попутном и встречном планетарном формообразовании показаны на рис. 10.

А-А

'£>4 и

•А N

Ьг

Рис, 10. Определения кинематических задних углов на режущих кромках резьбовой части пластины фрезы: а) - при попутномрезьбофрезеровании; 6) - при встречном резьбафрезероватш.

Для оценки изменения кинематических задних углов при различных режимах резьбофрезерования и влияния их на динамику процесса резания в работе представлены математические модели, приведенные к формулам и зависимостям для определения боковых кинематических задних углов в радиальном и нормальном сечениях при попутной, встречной подачах инструмента и радиальном врезании. Кинематические радиальные и нормальные углы на боковых сторонах зубьев резьбообразующей части инструмента при встречной подаче определяются как:

при у=0° Л .им - (агс^

Н.^фр-К^т^™,,)'

(8)

при 7?0" оЛи.ш.і = (апЛв

н, -1.....(К*ГК<>......§¡«7

К.

(9)

Угол е, определяется, как сумма угла профиля е и некоторой дополнительной величины Ед0П. Угол елга, - это угол между вектором результирующей окружной скорости и вектором полной результирующей окружной скорости режущей кромки инструмента, который определяется по формуле:

=агс^

V.

V ■ '

^ ' рЄМІЛ.1 }

(10)

Таким образом, угол профиля для і-ой точки будет равен:

= £ ± аг^ц

где 8 - половина угла профиля зуба резьбообразукнцей части инструмента. Знак «-» для стороны профиля, обращенной в сторону направления осевой подачи.

Полученные аналитические зависимости и методики расчета параметров сечения срезаемого слоя позволили перейти к исследованию и определению математической модели расчета составляющих сил резания

За основу была принята методика расчета мгновенных составляющих сил по измеренным силовым параметрам. Исследования проводились с помощью разработанной методики расчета мгновенных составляющих Рх и Ру при планетарной обработке поверхностей в отверстиях от измеренных составляющих сил Ру и Рц, которая позволяет производить графическое моделирование силовых параметров, действующих на режущую кромку инструмента на протяжении угла контакта зуба фрезы с деталью (рис. 11).

Рис. 1!. Схема сю при планетарном резъбафрещюваиии внутренней резьбы, действующих на зуб фрезы: а) попутная схемарезьбофрезерования; б) встречная схемарезьбофрезерования.

Расчет мгновенных составляющих сил Р^, и Ру; от измеряемых составляющих сил Р\о, Риі будет производиться по формулам: для попутного резьбофрезерования:

Ря = ^-, + Рні-Соз (^ -агс Щ^),

Ні

(12)

ш

для встречного резьбофрезерования:

"и:

Ш

Ш

» Іїт

Для проведения экспериментальных исследований разработана схема моделирования процесса планетарного формообразования поверхностей в отверстиях, по которой собран стенд на базе горизонтально-фрезерного станка, с применением динамометра УДМ-600, установленный на столе станка, тензометрнческой станции ТА-5, самописца Н338 с регистрацией результатов измерения на осциллографической бумаге реестровый № 4023, на которой нанесена миллиметровая сетка.

Анализ сравнительных экспериментов показал, что разработанная методика расчета и схема моделирования процесса с достаточной точностью и объективностью позволяет исследовать составляющие силы резания при планетарном формообразовании поверхностей в отверстиях.

В результате экспериментальных исследований были получены эмпирические зависимости по определению сил резания Р/ и Ру при планетарном резьбофрезерованин внутренней метрической резьбы (обрабатываемый материал сталь 40ХФА ГОСТ 4543-71 НВ-241, 0„=88О МПа).

При попутном резьбофрезерованин максимальные силы ?■/, и Ру определяются по формулам:

Ря=203 'а*44-В;0'34, при ^ где ; (14)

Ру=85-а1м-В®Л4, при *ку=\|/вкуу.

При встречном резьбофрезерованин максимальные силы Р/ и Ру определяются по формулам:

Рг-241 -а"'5-В,", приV«.тж; (15)

Ру=138 а;0-5Й -В!°-7Й, при Чцр^хкц.

При радиальном врезании максимальные силы Р^ и Ру определяются по формулам:

Р?=129 -а^-В^; (16)

Ру-83-а]071 -в/'9.

Разработанные вышеуказанные в данной главе методики и модели дают возможность выстраивать графическое построение значений мгновенно составляющих сил резания ?/л, Ру| на угле контакта зуба фрезы с деталью на основе которых можно наглядно производить: анализ зависимостей составляющих сил резания от изменения режимов обработки и определение их величин, подбор оптимальных параметров величины срезаемого слоя, схемы резания из условия анализа характера изменения составляющих сил резания, анализ закономерностей изменения доминирования составляющей силы резания в зоне малых величин срезаемого слоя р>аб от перемены конструктивных параметров инструмента и технологических параметров процесса планетарной обработки, определение

максимальных значений составляющих сил резания, анализ смещения максимальных значений сил резания по фазе на длине контакта зуба фрезы с деталью.

Анализируя графики зависимостей, изображенных на рис. 1.2, рис. 13, можно отметать: максимальное значение окружной составляющей силы ?z независимо от вышеуказанных варьируемых параметров постоянно находится на угле контакта f и, где имеется максимальная площадь срезаемого слоя 1'„1ЙК в поперечном сечении; максимальное значение радиальной составляющей силы Ру при тех же условиях смещается по фазе относительно ?z с запаздыванием при попутном резьбофрезеровании и с опережением при встречном резьбофрезеровании; в зоне 13-I, где а<р, наблюдается переменные неустойчивые зависимости между силами Т'у и Ру, где при уменьшении величины круговой подачи S/_ доминирование составляющей силы Ру увеличивается. При увеличении подачи S/ разница между составляющими силами уменьшается при подутном и встречном: резьбофрезеровании.

Теоретические и экспериментальные результаты легаи в основу разработки обобщенной блок-схемы расчета и графического построения значений максимальных и мгновенных составляющих сил резания на длине контакта зуба фрезы с деталью.

Р,Н

40 30 20 10 ОГ

а)

48 40 за 20 10 0 ЦТ

б)

10 5V

в)

Рис. 12. График значений составляющих сил резания при попутном планетарном резьбофрезеровании: У~58м/мии, 1^1.25мм, а) мм/зуб, б) 0.2 мм/зуб, в) $г~0.3 мм/зуб, зона IIIгде а>р, зона /1-І где а</>.

резьбофрезерованш: ¥"58м/люя, 1-1.15 мм, а) 1 мм/зуб, 5) $г»*0.2 мм/зуб, в) $¡4). 3 мм/зуб,

зона Шгдеа>р, зона 11-1 где а<р.

Четвертая глава посвящена разработке конструкции и исследованию инструмента для обеспечения его достаточной жесткости в целом и механизма крепления сменной твердосплавной пластины (СТП) для точности обработки и расширения технологических возможностей планетарного ПФО. При разработке и совершенствовании инструмента рассматривались три уровня решения задач: первый - поиск требуемого типоразмера, второй - корректировка элементов и параметров известных конструкций инструмента, третий - разработка нового специального инструмента. Для анализа и синтеза конструкции инструмента при рассмотрении вариантов разработок и совершенствования его удобство представляют графовые модели, обладающие наглядностью, универсальностью и допускающие использование ЭВМ. Конструкцию сборного режущего инструмента с механическим креплением СТП, работающего планетарным способом, можно представить в виде гиперграфа ГВ!=(Хц, Е). Для фиксации связей между элементами конструкции гиперграфа Гш построена математическая модель в виде матрицы инциденции графа Ввь

Данная матраца г ромоздка, поэтому для решения целевых задач по разработке и исследованию инструмента целесообразно гиперграф ГВ1 представить в виде двудольного графа Гщ =(Ху, !„, Е) (рис. 14).

(I н'ь ни)t ь) (и > © Ю: В Ш Ш С) (и

Рис. 14.

Построенная матрица Ввг графа Гщ более компактна и отображает только связи

На основе анализа соотношения параметрических факторов, влияющих на точность ПФО планетарным движением инструмента выявлено, что доминирующим фактором является прогиб консольной части корпуса инструмента и повышенная вибрационная нагрузка на режущую кромку твердосплавной пластины. Данное обстоятельство значительно ограничивает технологические возможности планетарного способа обработки.

На практике это отражается в том, что длина обрабатываемого отверстия для большинства типоразмеров инструмента не превышает 2-3 диаметра фрезы.

Помимо физико-механических и конструктивных особенностей инструмента и его деформации на точность обработки, особенно для резьбовых поверхностей, значительное влияние могут оказывать соотношение скорости вращения инструмента от круговой и осевой подачи. Разработана методика и математическая модель для определения погрешностей от несовпадения траектории движения точек режущих кромок инструмента с поверхностью резьбы.

Численные исследования показали, что величина искажения угла профиля для внутренних метрических резьб незначительна 5'-15' и не выходит за пределы допуска на угол профиля резьбы. Для резьб с меньшими углами профиля, таких как трапецеидальная, упорная и др., не всегда удается устранить погрешности за счет коррекции исходного профиля или уменьшения диаметра инструмента, в таких случаях необходимо увеличить допуск на параметры профиля резьбы или использовать другой способ обработки.

По результатам теоретических и экспериментальных исследований влияния жесткости сборной резьбовое фрезы с СТП на точность обработки внутренних резьб, а так же с учетом выявленных взаимосвязей ПФО с элементами конструкции инструмента, разработан способ и инструмент планетарного резьбофрезерования внутренней резьбы резьбовой фрезой с передней направляющей.

Для подтверждения реализации данной разработки и перспективы дальнейшего развития совершенствования инструмента в этом направлении проведены

между элементами конструкции инструмента, взаимодействующие для решения, конкретной поставленной задачи.

Анализ моделирования ПФО и конструктивных особенностей инструмента, работающего планетарным способом, показал, что если технологическая система обеспечивает достаточную жесткость до места крепления резьбовой фрезы, то элементы механизма крепления СТО являются наиболее слабым звеном, влияющим на точность обработки при переменных нагрузках на режущую кромку.

Доминирующим методом крепления твердосплавной пластины к корпусу резьбовой фрезы является зажим через фасонное или коническое отверстие СТГ! с использование винта с конической головкой, ось которого эксцентрична на величину эксцентриситета е~0.2 - 0.3 мм относительно оси отверстия пластины.

Представленная в работе методика расчета оптимального момента затяжки винта крепления СТП с корпусом инструмента дает возможность определять статическую жесткость крепления.

мг<

WO, fj(Í-íf" + • Г""1 2 " 2 1

w_

(17)

Так как динамическая жесткость узла крепления режущей пластины определяется не только статической жесткостью, но и демпфирующей способностью

теоретические и экспериментальные исследования. В работе представлена схема (рис. 15(а)) и методика расчета сшюмоментных характеристик для обеспечения условий работоспособности предлагаемого способа.

Выявлено на примере планетарного резьбофрезерования внутренней резьбы М42Х2 с передней направляющей, что независимо от направления круговой подачи в пределах Sz=0.05...0.2 мм обеспечивается точность в поле допуска 7G, 6Н на глубине отверстия до 200 мм (рис. 15(6)). В этом случае резьбовую фрезу необходимо рассматривать, как мерный инструмент, где точность нарезаемой резьбы, в первую очередь, зависит от точности изготовления передней направляющей под нарезаемую поверхность.

0 0.1 0.2 0.3 э.., км/зуб

а) б)

Рис. 15. Кинематическая схема для расчета и отклонение среднего диаметра резьбового профиля внутренней резьбы Ш2Х2 при планетарном резьбофрезероватт.

её элементов, то в настоящей работе предлагается получить эффект демпфирования за счет армирования вставками из сплавов высокого демпфирования между элементом крепления, соприкасающегося с режущей пластиной (рис. 16).

О 1 1.5 2 2.5 3 М„.Нм

Рус. 1 б- График зависимостей амшитуды перемещении СТЇЇ от момента затяжки Мк, с демпфирующими вставками из различного материала. I - без вставки; 2 - сталь СТН); І -алюминиевый став Д20; 4 -медный сплав МК.

Экспериментальные исследования осуществлялись на стенде, собранном на базе горизонтально-фрезерного станка. В качестве опытного образца использовалась резьбовая фреза мод. ТМС25-4, у которой твердосплавная пластинка закрепляется винтом через отверстие. Корпус фрезы зажимался в тиски динамометрической1 головки УДМ-600. Сигнал от нагрузки поступал на усилитель ТА-5. Сигналы ^ индуктивных датчиков малых перемещений поступали на усилитель мод. 217Н-212 и преобразовывались. Разность перемещений фиксировалась самописцем мод. Н-338 на осциллографической бумаге (рис. 37).

Рис. 17.

Теоретические и экспериментальные исследования показали, что оптимальность затяжки и крутящий момент затяжки на ключе Мк, винта крепления пластинки может оказывать существенное влияние на жесткость механизма крепления, а следовательно, и на величину перемещения под действием переменных сил резания.

При переменной нагрузке на СТП 600-700 Н перемещение пластины равнялось 75-120 мкм. При применении СТ.П с демпфирующими вставками амплитуда перемещений пластины относительно корпуса уменьшалась на 20-60%.

В пятой главе на основе анализа методов и инструмента для: формообразования внутренних резьб пластическим деформированием разработана обобщенная модель формирования взаимосвязей исходных данных с параметрами элементов разрабатываемой конструкции инструмента в системе планетарного ПФО, представленного в виде графа Г5-г(Х, £), у которого X - множество вершин, Е -

/(. С Е представляет собой некоторое

множество ребер, причем каждое ребро

подмножество вершин

с X

(рис. 18).

.ДНІ ©

Хл&и

гг

81!

МІ ■¿-у,

АГ«>5>1(

а

(Ы

Х2І)

Щ}

©

ГЕ

■—\

Сі"уу.-щ

ш

Хж:?;

^•лі1'

Рис. 18. Граф Гц структуры технического задания на разработку инструмента для ПФО планетарным движением методом пластического деформирования.

На графе исходные данные разбиты на две группы. Первая группа исходных данных ребро Ь характеризует обрабатываемую деталь и определяет непосредственно связи между заготовкой и инструментом. Ребро Ь объединяет вторую группу исходных данных, характеризующую условия эксплуатации разрабатываемого инструмента. Ребро Ь объединяет параметры инструмента согласно выбранным исходным данным.

В создании различных конструкций при моделировании инструмента можно выделить следующие основные направления: разработка различного рода конструкций сборного накатного инструмента, у которого рабочим элементом

являются цельные или сборные не вращающиеся диски с формой профиля накатываемой резьбы на деформируемой поверхности, работающего по принципу раскатника для внутренних резьб; создание накатного инструмента для планетарного ПФО с одним и более накатными роликами, имеющие как минимум две и более кольцевые резьбовые нитки на рабочей поверхности; с целью расширения технологических возможностей рассматривается вариант комбинированного инструмента для ПФО планетарным: способом.

Для реализации и целесообразности развития исследований и разработок по предлагаемым техническим решениям разработана методика и схема, а также опытные образцы инструмента для теоретических и экспериментальных исследований. По результатам исследований установлено, что данный процесс принципиально отличается от известных процессов накатки и формообразования резьбы деформирующими метчиками и накатными головками; производительность обработки резьбы данным способом выше, чем при планетарным резьбофрезерованйи; качество резьбы соответствует качеству накатанной резьбы. Благодаря удароподобному процессу накатки, материал постепенно все время в пределах малых отрезков профиля резьбы вытесняется от основания профиля к его вершине, что приводит к значительному снижению усилий накатывания. Накатной ролик или деформирующий диск обеспечивает минимальное трение с деталью, что дает возможность производить накатку резьбы при больших скоростях вращения инструмента.

Учитывая, что при планетарной обработке накатным инструментом деформация материала на заготовке происходит с помощью ударных нагрузок, что облегчает процесс деформирования, важно знать соотношение максимальной доминирующей окружной составляющей силы при накатке Роьр к радиальной составляющей силы резания Ру при аналогичной обработке. Это дает возможность оценить способность взаимозаменяемости данных способов ПФО при моделировании конструкций инструмента при решении поставленных задач.

Расчет составляющей РП1Т, производится с помощью представленной в работе методики расчета мгновенной площади контакта рабочей части инструмента с заготовкой при планетарном ПФО пластическим деформированием.

Сравнительные экспериментальные исследования с использованием ранее разработанной методики в третьей главе показали, что для обработки внутренних

метрических резьб различного диаметра с шагом до 1___1,5 мм. Р«^ (1,1...1Д)Ру с

шагом резьбы до 3...3,5 мм. Рокр!=(1,7...2)Ру. При дальнейшем увеличении шага обрабатываемой резьбы происходит существенное увеличение радиальной составляющей силы при накатке по отношению к Ру. В этом случае должна быть

обеспечена достаточная жесткость инструмента за счет увеличения диаметра его корпуса или введения передней направляющей.

Значительное расширение диапазона обрабатываемых внутренних резьб инструментом для ПФО пластическим деформированием возможно с применением передней направляющей. Эффективность и реализация данного перспективного направления требует дальнейших исследований и разработок.

Шестая глава посвящена реализации полученных результатов, проведенных в теоретических и экспериментальных исследованиях, полученных методик и рекомендаций. Создана программа для ПК, позволяющая рассчитывать мгновенные составляющие силы резания на длине контакта зуба фрезы с деталью. Результаты расчета приводятся в виде графического построения на экране дисплея (рис. 19).

ч.

Введите исходные данные;

..........

¡«зубу. I. . > Л

У.Т.Л г«*}*«* рЗЭЬ&<: Г 33 «

а» :.........."""ВУ

1...............И«.

■ Им&ржгс с и* | , куоминя: V"'

й«6срмгс книсмотичоеку*» <-хс«у лбрвбогкй

'/■«.■ «Л '.ч

"4° [

..... Й Др

7

№

п 1: Д

Г 1 ь

\ ■■ Г: '■ ......... .1,: 5

1 : У\ \

Рис. 19.

Одной из проблем эксплуатации рассматриваемого инструмента является выбор оптимальных условий процесса формообразования для обеспечения устойчивого процесса резания. Известные параметры - по режимам обработки, подачам на зуб инструмента и т.д. для различных технологических задач, отраженные в каталогах и инструкциях по эксплуатации, имеют рекомендательный характер. Как показывает анализ производственной практики, данные вопросы приходится решать эмпирическим путем, что трудоемко и не всегда эффективно. Разработанная программа дает возможность оперативно подойти к решению данной проблемы. Вводя параметры конструкции инструмента, схемы резания и режимы обработки, можно визуально проводить анализ распределения составляющих сил и оценивать характеристику изменения взаимодействия их в процессе формообразования.

Представлена конструкция инструмента для обработки внутренних резьб и отверстий планетарным способом повышенной жесткости с передней направляющей (пат, №2300449) (рис. 20). Данная конструкция позволяет обрабатывать глубину внутренних отверстий равной 4...5 диаметра инструмента и больше.

Рис. 20.

Разработаны варианты демпфирующих вставок в твердосплавную пластину и технология их установки (пат. № 2323067). Данные твердосплавные пластины предназначены для крепления их к корпусу инструмента винтом через отверстие или прихватами через отверстие пластины различных конструкций. Универсальность данного решения заключается в возможности применения их для существующих конструкций режущего инструмента различных производителей с аналогичным способом крепления пластины без изменения рабочей части инструмента (рис. 21).

Рис.21.

В работе представлена конструкция накатника для обработки внутренних резьб пластическим деформированием планетарным движением инструмента, рабочая часть которого состоит из набора деформирующих дисков (пат. № 96809) (рис. 22).

Результаты работы в виде программ и методических материалов внедрены в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в рамках учебного курса «Инструментальные системы интегрированных машиностроительных производств».

1. В диссертационной работе решен комплекс научно-технических задач, имеющих важное значение для предприятий машиностроительной отрасли, заключающийся в разработке сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе установленных закономерностей процесса резания и взаимосвязей конструкторско-технологических решений процесса обработки .

2. Разработаны математические модели, которые устанавливают взаимосвязи между элементами технологической системы, параметрами сборного инструмента и обрабатываемой поверхности, составляющие основу разработанной методологии определения вариантов исследований и разработок сборного инструмента для планетарного формообразования поверхностей в отверстиях. Каждый вариант

рассматривается как составляющая моделей в виде графовой модели и ее инварианта в виде матрицы, что позволяет имитировать компоновку элементов процессов формообразования. Разработанные математические модели позволяют с одной стороны разложить на элементы любой вариант исследуемых разработок с целью получения полного представления о проблемах и задачах их реализации, с другой стороны - построить логическую схему найденного технического решения и оценить его работоспособность.

3. На основе общей теории формообразования поверхностей раскрыты особенности и закономерности формообразования и кинематики резания процесса планетарной обработки поверхностей в отверстиях. Разработаны: метод расчета

Рис. 22.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

элементов срезаемого слоя, метод определения нагрузки через площадь срезаемого слоя на режущую кромку твердосплавной пластины в зависимости от ее профиля и на рабочую часть инструмента в целом, метод расчета кинематических задних углов, Которые легли в основу математических моделей для формирования элементов процессов резания.

4; Разработана и экспериментально подтверждена методика определения мгновенных значений составляющих сил резания при планетарном формообразовании поверхностей в отверстиях Р^и РУ1 от измеренных составляющих сил Ру,- и Рш, которая дает возможность с достаточной степенью точности и достоверности исследовать силовые характеристики процесса обработки в зависимости от изменения геометрических параметров режущей части инструмента, схем резания и режимов обработки. Получены эмпирические зависимости по определению сил резания от основных параметров в процессе планетарного формообразования.

5. Установлено, что максимальное значение составляющей силы резания Р2 всегда находится при максимальной величине площади срезаемого слоя. Максимальное значение составляющей силы резания Ру смещается по фазе относительно Р//с запаздыванием при попутном формообразовании и с опережением при встречном формообразовании. Изменение величины смещения фаз составляющих сил Р/, и Ру с целью обеспечения устойчивого процесса резания обеспечивается подбором схем резания или геометрическими параметрами режущей кромки.

6. Выявлено, что неустойчивый процесс резания при планетарном формообразовании поверхностей в отверстиях возникает, когда мгновенная составляющая сила резания Ру> доминирует по отношению к Р/л в зоне обработки III при р>а5. В этом случае процесс сопровождается повышенной вибрационной нагрузкой на режущую кромку. При известных рекомендуемых параметрах режимов обработки данная зона может составлять от 50 до 100 % от общей длины контакта зуба фрезы с деталью. Значительно изменить положение в пользу устойчивого процесса резания возможно за счет подбора оптимальной схемы резания или геометрических параметров инструмента. Подбор режимов резания не дает существенных положительных результатов.

7. Анализ факторов, влияющих на точность обработки, а так же численные исследования по оценке точности формообразования внутренней резьбы на базе разработанной методики, определили логические схемы моделирования при выборе вариантов совершенствования сборного инструмента для планетарного формообразования на основе представленных графовых моделей и взаимосвязей между их элементами в виде матриц, отображающих формирование разработок и

32

исследований инструмента с повышенной жесткостью и инструмента, работающего методом пластического деформирования.

8. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность развития направления повышения точности ПФО планетарным способом за счет применения в конструкциях инструмента передней направляющей и твердосплавных пластин с демпфирующими вставками. Выявлено, что конструкция резьбовой фрезы с передней направляющей обеспечивает достаточную жесткость инструмента при повышенных нагрузках. Это дает возможность получать точность резьбы в пределах допуска 7Н и 6в независимо от глубины отверстия, что невозможно обеспечить при планетарном резьбофрезеровании другим видом инструмента. Установлено, что конструкция сборной твердосплавной пластины с демпфирующей вставкой уменьшает величину амплитуды перемещения режущей кромки в радиальном направлении на 20-60 %.

9. Установлена возможность реализации и целесообразность совершенствования инструмента для планетарного формообразования внутренних резьб методом пластического деформирования. Доказано, что из условия жесткости инструмента и порядка радиальной мгновенной составляющей силы Рокр при накатке в зависимости от обрабатываемого материала, благоприятная обработка резьбы, с точки зрения формообразования, осуществляется с шагом до 1,5 мм.

10. Разработанный алгоритм и программа для расчета и анализа мгновенных составляющих сил, а также методика моделирования и исследования процесса формообразования поверхностей в отверстиях планетарным движением инструмента, используются в научно-исследовательском и образовательном процессах ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН». Результаты работы в виде программ и методических материалов внедрены в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в рамках учебного курса «Инструментальные системы интегрированных машиностроительных производств». Разработки новых конструкций инструмента представлены для реализации на ОАО «МИЗ», ООО «Инструмент» (г. Подольск).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в журналах из перечня ВАК

1. Косарев В.А., Методы определения и контроля задних кинематических углов метчика (статья). /Косарев Д.В./, Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН»-2005.- № 10,- С.7-10.

2. Косарев В.А., Оптимизация геометрических параметров профиля резьбовых фрез для внутренних резьб (статья). /Дымов М.С./, Вестник ТулГу.Сер. Инструментальные и метрологические системы. Материалы Международной

33

юбилейной научно-технической конференции «Инструментальные системь машиностроительных производств», посвященной [05-летию со дня рождения С.С Петрухина Тула, 29-31 октября 2008г.-Тула: изд-во ТулГу, 2008,- С,153-155.

3. Косарев В.А., Повышение виброустойчивости сборного режущег инструмента. /Гречишников В.А., Косарев Д.В./, Ежемесячный научно- техническиГ и производственный журнал «Справочник. Инженерный журнал»,- 2009,- №5. С. 27 30.

4. Косарев В.А., Исследование силовых параметров при фрезеровани внутренних резьб с планетарным движением инструмента (статья). /Гречишнико В.А., Косарев Д.В./, Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН».- 2009 К1 8.С. 19-22.

5. Косарев В.А., Исследование обработки внутренних поверхностей планетарным движением инструмента (статья). /Гречишников В.А./, Научны рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» № 1(5). Москва, 2009.

6. Косарев В А. Математическая модель по оценке исходной инструментально" поверхности при обработке внутренней резьбы./Гречитников В.А., Дымов М.С./ Вестник МГТУ «Станкин». Научный рецензируемый журнал. М.: МГТУ «Станкин» №4(8),2009.-С. 82-89,

7. Косарев В.А., Снижение уровня вибрации при нарезании внутренних резь резьбовыми фрезами оснащенными сменными твердосплавными пластинам (статья). /Гречишников В.А., Косарев Д.В./, Ежемесячный научно- технически" журнал СТИН № 6, Москва, 2010. - С. 21-24.

8. Косарев В.А., Инновационные конструкции металлообрабатывающег инструмента для высокотехнологичных машиностроительных производств. /Гречишников В.А /, Ежемесячный научно-технический и производственны" журнал «Справочник. Инженерный журнал» №12. Москва, 2011г.- С. 38-43.

9. Косарев В.А. Моделирование процесса планетарной обработки виутренни, резьб для исследования силовых параметров резьбофрезерования. Научны" рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» № 3/15.Москва, 2011г. - С. 74 77.

10. Косарев В А, Расширение технологических возможностей обработк отверстий в корпусных деталях при планетарном движении инструмента на многоцелевых станках с ЧПУ. /Середа В.В./, Научный рецензируемый жури; Вестник МГГУ «Станкин» №3/15. Москва, 2011г. - С. 99-101.

11. Косарев В.А. Определение профиля исходной инструментальной поверхности при обработке внутренних резьб инструментом с планетарным движением. /Гречишников В.А., Дымов М.С./, Ежемесячный научно-технический журнал СТИН № 3, Москва, 2011г. - С, 28-32.

34

12. Косарев В.А. Перспективный метод планетарной обработки отверстий деталей. //Журнал «Технология Машиностроения» № 1, Москва, 2012г.

J3. Косарев В.А. Исследование величин срезаемого слоя при планетарном внутреннем резьбофрезеровании. Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» №1, Москва, 2012 г.- С. 43-46.

14. Косарев В.А. Формирование моделей проектирования инструментов с планетарным движением для обработки внутренних поверхностей на основе запатентованных решений, /Гречишников В. А./, // Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» ЛЫ, Москва, 2012 г. С.8-11.

15. Косарев В.А., Способ получения внутренних резьб пластическим деформированием инструментом с планетарном движением. /Иванов В.Ф./, Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» №1, Москва, 2012 г. С. 64-67.

Авторские свидетельства и патенты

16. А.С.Ш031607 SU, В21НЗ/08. Головка для образования внутренних резьб./ Султанов Т.А., Косарев В.А., Каплун Д.М'. Бюл.№ 28 30.07.83 - Зс.

17. А.С.№1315180 SU, В23 G5/00. Режуще-резьбонакатная головка. /Султанов Т.А., Косарев В. А., Саяпин Ю.В, Бюл. № 21 07.06.81 -4с.

18. A.C. №1590353 SU, В24В39/00. Способ обработки фасонных поверхностей деталей накатыванием и инструмент для его осуществления. / Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл. № 33 07.09.90 - 2с.

19. A.C. № 1669597 SU, B21B13/2Ö. Устройство для двусторонней обработки линейных поверхностей накатыванием./ Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл.№30 15.08.91 - Зс.

20. A.C. № 1660818 SU, В21Н8/00. Инструмент для обработки глубоких фасонных профилей деталей. /Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл. № 25 07.07.91.-Зс.

21. Патент на изобретение № 2300449 РФ, МПК B23G 5/18. Резцовая головка для фрезерования внутренней резьбы, Косарев В.А., Гречишников В.А., Косарев Д.В. Опубл. 10.06.2007. Бюл. № 16.- 4с.

22. Патент на изобретение № 2323067 РФ, МПК В23В 27/16. Сборная режущая пластина. Косарев В.А., Гречишников В.А., Косарев Д.В. (РФ).-200б119501/02; Опубл. 27.04.2008. Бюл. N» 12.-5 с.

23. Патент на изобретение № 2373017 RU B23G5/00. Инструмент для накатки внутренней резьбы. Косарев В.А., Гречишников В.А., Смирнова A.A.//, Опубл. 20.11.2009. Бюл.№32-3с.

24. Патент на полезную модель № 96809 RU B23G7/02, Устройство для накатк резьбы с повышенной ударной нагрузкой. Косарев В.А., Гречишников В,А., Глад; Е.И. Опубл. 20.08.2010. Бюл. № 23.-2с.

25. Патент на изобретение № 2412028 RU, B23G5/I8. Резцовая головка дл фрезерования внутренней резьбы. / Косарев В.А., Гречишников В.А., Середа В.В. Опубл. 20.02.2011, Бюл. № 5- Зс.

26. Патент на изобретение №2438834 RU, B23B29/Ö3. Резцовая головка дл обработки внутренних цилиндрических поверхностей. /Косарев В.А., Гречишнико В.А., Г'оровой A.A., Середа В.В., Опубл. 10.01.2012 Бюл.№ 1 - 6с.

27. Решение о выдаче патента на изобретение М 2011104363/02 (006064) о 19.01.2012г. Сборная резьбовая головка для планетарного формообразован внутренней резьбы. /Косарев В.А., Гречишников В.А., Иванов В.Ф. Заявл 08.02.2011.

Монография и учебно-методические труды

28. Косарев В.А. Прогрессивный инструмент планетарного формообразован; внутренних резьб. //М.; ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2011,230 с.

29. Косарев В.А. Процессы формообразования и САПР металлорежущег инструмента, / Артюхин Л.Л., Балыков В.А., Гречишников В. А и др. всего 1 авторов/, (Учеб. пособие. Гриф У МО AM). НІЛ.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010 355 с.

Другие публикации

30. Косарев В.А. Перспективы развития конструкций резьбонарезных голою для внутренних резьб. /Султанов Т.А., Саяпин Ю.В./, Сборник трудов Всесоюзно конференции « Проектирование и эксплуатация режущих инструментов в ГАП» Свердловск, 1987.-С. 48-51.

31. Косарев В.А. Развитие процесса обработки резьбонарезными головками н основе структурной модели. /Султанов Т. А./, Сборник трудов Всесоюзної конференции «Применение автоматизированного проектирования режущи инструментов». Свердловск, 1989. - С. 60-62.

32. Косарев В.А. Усовершенствование резьбонарезных головок для обработк внутренних резьб. /Султанов Т.А./, Сборник трудов Всесоюзной конференції «Рациональная эксплуатация режущего инструмента в условиях гибки производственных систем (ГГЇС) и станков с ЧПУ». Москва, 1989. - С. 48-51.

33. Косарев В.А. Применение резьбонарезной головки для выдавливани внутренних резьб. /Султанов ТА/, Сборник трудов Всесоюзной конференції «Методы и средства повышения надежности машиностроительных изделий». Саранск, 1989. -С.35-37.

34. Косарев В.А. Способ обработки внутренней резьбы резьбовыми фрезами с передней направляющей. /Косарев Д.В./, Наука, техника и технология XXI века (НТТ-2007); Материалы Ш Международной научно-технической конференции. Том I. Нальчик: Каб.-Балк. Ун-т, 2007.-С.98-101.

35. Косарев В.А., Повышение эффективности обработки внутренних резьб малых диаметров инструментом с планетарным движением в деталях из титановых сплавов. /Дымов М.С./, В сб.: НТТМ 2007, Материалы Ш Международной научно-технической конференции. Нальчик, 2007. - С. 101-104.

36. Косарев В.А., Повышение виброустойчивости сборного резьбового инструмента при планетарном резьбообразовании внутренней резьбы. /Гречишников

B.А./, Наука, техника и технология XXI века (НТТ-2007): Материалы III Международной научно-технической конференции. Том I. - Нальчик: Каб.-Балк. Унт, 2007.-С.56-60.

37. Косарев В.А., К вопросу о снижении уровня вибрации у сборного режущего инструмента. /Косарев Д.В., Мурзин Е.В./, Проблемы качества машин и их конкурентоспособности; материалы 6-ой Международной научно-технической конференции, Брянск, 22-23 мая 2008 г. под общ.ред. АХ. Суслова. - Брянск: БГТУ. 2008.-С 301-302.

38. Косарев В.А. Исследование точности обработки резьбовых отверстий фрезами с планетарным движением. /Дымов М.С./, В сб.: НТТМ 2010, Материалы Международной научно-технической конференции, Севастополь, 2010 > -С. 39-41

39. Косарев ВА, Перспективные направления повышения эффективности обработки внутренних поверхностей с планетарным движением инструмента. /Гречишников В.А./, В сб.: НТТМ 2010, Материалы Международной научно-технической конференции. Севастополь, 2010. - С. 72-75.

40. Косарев В.А. Оценка нагрузки на режущую часть фрез с твердосплавной пластиной при планетарном резьбофрезеровании. /Середа В.В. /, В сб.: НТТМ 2010, Материалы Международной научно-технической конференции. Севастополь, 2010 . -С. 174-177.

41. Косарев В.А. Исследования направлений совершенствования обработки внутренних поверхностей в отверстиях планетарным движением инструмента. В сб.: ТМ 2011, Материалы 3 Международной научно-технической конференции. г.Брянск, 2011.-С. 60-62.

42. Косарев В.А. Способ исследования составляющих сил резания при планетарной обработке поверхностей в отверстиях. /Середа В.В./, В сб.: ТМ 2011, Материалы 3 Международной научно-технической конференции, г. Брянск, 2011. -

C. 62-64.

43. Косарев В.А. Исследования радиальной нагрузки при обработке внутренне резьбы с планетарным движением инструмента методом пластической деформации /Иванов В.Ф./, В сб.: ТМ 2011, Материалы 3 Международной научно- техническо конференции г. Брянск, 2011. - С. 133-135 .

44. Косарев В. А. Моделирование системы процесса иланетарног формообразования отверстий. Материалы Международной научно-техническо конференции «Инновационные технологии машиностроения ». В сб. ИннТехМаш., г Полоцк, 2011.-С.21-24.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

КОСАРЕВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА СБОРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

Специальность 05,02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

о

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технически наук

Косарев Владимир Анатольевич

Разработка сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе исследования и моделирования процесса

Подписано в печать 20.02.2012. Формат 60 х 90 1/16. Бумага 80 г. Усл. печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ 31.

Отпечатано в Издательском центре ФГБОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» 127055, Москва, Вадковский пер., За Тел.: 8(499) 973-31-93

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СБОРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ОТВЕРСТИЯХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Классификация обрабатываемых поверхностей и формирование кинематических схем планетарного формообразования в отверстиях.

1.2. Обзор способов и конструкции сборного инструмента для планетарного формообразования внутренних резьб.

1.3. Анализ проблем, связанных с разработкой сборного инструмента для планетарного формообразования.

1.4. Основные факторы, влияющие на ограниченное применение сборного инструмента для обработки отверстий по способу планетарного формообразования.

1.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ПРИ ПЛАНЕТАРНОМ ДВИЖЕНИИ ИНСТРУМЕНТА.

2.1. Общие принципы построения моделей систем разработки и исследования перспективного сборного инструмента для обработки отверстий по способу планетарного формообразования.

2.2. Выбор и описание объекта исследования.

2.3. Система инструментального обеспечения в среде технологического процесса планетарного формообразования в отверстиях деталей.

2.4. Модель формирования процесса планетарного формообразования поверхностей в отверстиях деталей.

2.5. Моделирование сборного режущего инструмента с использованием графовой структуры технологической операции планетарного формообразования отверстий на многоцелевом станке с ЧПУ.

2.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ

ОБРАБОТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ РЕЗАНИЯ ПРИ ПЛАНЕТАРНОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ВНУТРЕННЕЙ РЕЗЬБЫ СБОРНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ.

3.1. Методика расчета параметров срезаемого слоя при планетарном формообразовании внутренних резьб.

3.2. Определение режимов резания при формообразовании внутренней резьбы сборным инструментом с СТП.

3.3. Анализ схем резания при планетарном формообразовании внутренних резьб сборным инструментом.

3.4. Анализ зависимостей изменения величин срезаемого слоя от различных параметров при планетарном формообразовании внутренних резьб.

3.5. Распределение нагрузки на режущий клин зуба инструмента и расчет действующих сил.

3.6. Методика определения кинематических задних углов на резьбообразующей части сборной резьбовой фрезы.

3.7. Анализ методов расчета сил резания при фрезеровании.

3.8. Методика определения мгновенных значений составляющих сил резания при планетарном формообразовании внутренних резьб.

3.9. Методика проведения экспериментальных исследований по определению составляющих сил резания.

3.10. Экспериментальные исследования и построение математических моделей, описывающие влияние факторов процесса планетарного резьбообразования на составляющие силы резания Ру, Рг.

3.11. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СБОРНОГО ИНСТРУМЕНТА С ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ И ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬЮ ПРИ ПЛАНЕТАРНОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ВНУТРЕННЕЙ РЕЗЬБЫ.

4.1. Вопросы обеспечения точности формообразования планетарной обработки внутренних резьб на станках с ЧПУ резьбовыми фрезами с твердосплавными пластинами.

4.2. Исследование влияния кинематики движений планетарного формообразования на точность получаемой резьбы.

4.3. Исследование влияния жесткости сборного инструмента на точность обрабатываемой поверхности.

4.4. Модель формирования сборного инструмента с СТП с элементами новых направлений разработок.

4.5. Способ планетарного формообразования внутренней резьбы резьбовой фрезой с передней направляющей.

4.6. Исследование влияния передней направляющей у сборного инструмента на точность обрабатываемой поверхности при ПФО.

4.7. Патентный обзор способов демпфирования инструмента с механическим креплением твердосплавной пластины.

4.8. Исследование жесткости и демпфирующей способности механизма крепления твердосплавной пластины.

4.9. Экспериментальные исследования демпфирующей способности твердосплавной пластины с повышенной виброустойчивостью.

4.10. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ

ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ РЕЗЬБЫ СПОСОБОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

5.1. Анализ конструкций сборного инструмента для планетарного формообразования внутренних резьб по способу пластического деформирования.

5.2. Модель формирование технического задания на разработку сборного инструмента для планетарного формообразования по способу пластического деформирования при резьбонакатывании.

5.3. Определение мгновенной площади пятна контакта при планетарном резьбонакатывании.

5.4. Анализ методов расчета составляющих сил при резьбонакатывании.

5.5. Описание экспериментальных исследований.

5.6. Влияние технологических факторов на качество заполнения профиля резьбы при накатывании.

5.7. Сравнительные экспериментальные исследования составляющих сил при планетарном формообразовании по способу пластического деформирования.

5.8. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Алгоритм расчета мгновенных значений составляющих сил резания при резьбофрезеровании внутренних резьб с планетарным движением инструмента.

6.2. Подсистема информационного обеспечения работы с программой.

6.3. Инструмент с передней направляющей для обработки отверстий способом планетарного формообразования.

6.4. Твердосплавные пластины с повышенной виброустойчивостью и технология их изготовления.

6.5. Раскатник для обработки внутренней резьбы по способу ПФО.

6.6. Комбинированный инструмент для планетарного формообразования внутренних резьб.

6.7. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

В современных условиях жесткой конкуренции техническое переоснащение предприятий является необходимым условием их выживания и рентабельности. Металлообработка все в большей степени базируется на применении высокоскоростных технологий резания на оборудовании с ЧПУ, которое эксплуатируется как автономно, так и в составе ГПС. В настоящее время все больший интерес вызывают способы обработки сложных поверхностей на многоцелевых станках с ЧПУ с одновременным движением инструмента по трем и более координатам.

Планетарное формообразование поверхностей в отверстиях деталей сборным инструментом со сменными твердосплавными пластинами является одним из таких способов, который наиболее эффективен по сравнению с традиционным: это - сокращение машинного времени, благодаря высоким скоростям резания и подачам; возможность полной обработки за один переход; получение полного по глубине профиля резьбы или канавки в отверстиях за один рабочий ход. Кроме того, возможно сокращение складского запаса инструмента, благодаря применению одного инструмента как для левых, так и правых резьб различного диаметра и шага, а также для обработки различных форм канавок в отверстиях. При поломке инструмента он не остается в отверстии, как мерный инструмент, а легко извлекается, так как имеет размеры по диаметру меньше, чем отверстия под обработку. Класс точности и характер сопряжения поверхностей в отверстиях можно получить одним инструментом, вводя соответствующий корректор в программу станка. Данным способом хорошо обрабатываются отливки из серого и высокопрочного чугуна, алюминиевых сплавов, сталей с пределом прочности до 1400 Н/мм , нержавеющие стали, титан и закаленные стали до 55HRc. Стружка в процессе резания получается очень мелкой и легко удаляется потоком охлаждающей жидкости, подаваемой в зону обработки через шпиндель станка и центральное отверстие инструмента, что очень важно при обработке глухих отверстий. Инструмент хорошо работает без СОЖ или при охлаждении струей сжатого воздуха.

Тем не менее, технология обработки внутренних поверхностей в отверстиях деталей в автоматизированном производстве до настоящего времени является одним из проблемных и трудоемких процессов механической обработки, а способ планетарной обработки мало изучен и не находит широкого применения в отечественном производстве. Из-за специфики процесса планетарного формообразования в отверстиях в ряде случаев обработка сопровождается неустойчивым процессом резания и повышенной нагрузкой на инструмент, что приводит к его отжиму от детали и возникновению вибраций. Данная проблема связана с тем, что инструмент работает в ограниченном пространстве с консолью, при этом силовые характеристики планетарного формообразования в отверстиях исследованы недостаточно глубоко, что не позволяет в полной мере оценить влияние этих характеристик на процесс резания. Отсутствие методик, позволяющих моделировать условия эксплуатации инструмента для оценки работоспособности, ограничивает его технологические возможности.

Многообразие условий обработки и недостаточное развитие расчетных методов, не позволяющих решать задачу выбора рациональной или новой конструкции инструмента на стадии проектирования, является тормозом на пути совершенствования и развития способа планетарного формообразования поверхностей в отверстиях деталей.

Таким образом, актуальным является построение системных моделей технологического процесса планетарного формообразования с различным уровнем детализации с целью выявления взаимосвязей и исходных данных для разработок и исследований перспективных конструкций режущего инструмента и определение рациональных условий эксплуатации его в автоматизированном производстве, с практической реализацией в виде методик, определяющих технологические параметры процесса новых способов обработки и конструкций инструмента.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 187 наименования и приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе решен комплекс научно-технических задач, имеющих важное значение для предприятий машиностроительной отрасли, заключающийся в разработке сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе установленных закономерностей процесса резания и взаимосвязей конструкторско-технологических решений процесса обработки.

2. Разработаны математические модели, которые устанавливают взаимосвязи между элементами технологической системы, параметрами сборного инструмента и обрабатываемой поверхности, составляющие основу разработанной методологии определения вариантов исследований и разработок сборного инструмента для планетарного формообразования поверхностей в отверстиях. Каждый вариант рассматривается как составляющая моделей в виде графовой модели и ее инварианта в виде матрицы, что позволяет имитировать компоновку элементов процессов формообразования. Разработанные математические модели позволяют с одной стороны разложить на элементы любой вариант исследуемых разработок с целью получения полного представления о проблемах и задачах их реализации, с другой стороны - построить логическую схему найденного технического решения и оценить его работоспособность.

3. На основе общей теории формообразования поверхностей раскрыты особенности и закономерности формообразования и кинематики резания процесса планетарной обработки поверхностей в отверстиях. Разработаны: метод расчета элементов срезаемого слоя, метод определения нагрузки через площадь срезаемого слоя на режущую кромку твердосплавной пластины в зависимости от ее профиля и на рабочую часть инструмента в целом, метод расчета кинематических задних углов, которые легли в основу математических моделей для формирования элементов процессов резания.

4. Разработана и экспериментально подтверждена методика определения мгновенных значений составляющих сил резания при планетарном формообразовании поверхностей в отверстиях Р2; и Ру; от измеренных составляющих сил Ру1 и РН|, которая дает возможность с достаточной степенью точности и достоверности исследовать силовые характеристики процесса обработки в зависимости от изменения геометрических параметров режущей части инструмента, схем резания и режимов обработки. Получены эмпирические зависимости по определению сил резания от основных параметров в процессе планетарного формообразования.

5. Установлено, что максимальное значение составляющей силы резания Р/ всегда находится при максимальной величине площади срезаемого слоя. Максимальное значение составляющей силы резания Ру смещается по фазе относительно Рг с запаздыванием при попутном формообразовании и с опережением при встречном формообразовании. Изменение величины смещения фаз составляющих сил Р2 и Ру с целью обеспечения устойчивого процесса резания обеспечивается подбором схем резания или геометрическими параметрами режущей кромки.

6. Выявлено, что неустойчивый процесс резания при планетарном формообразовании поверхностей в отверстиях возникает, когда мгновенная составляющая сила резания Ру1 доминирует по отношению к Р2; в зоне обработки 1-П при р>аб. В этом случае процесс сопровождается повышенной вибрационной нагрузкой на режущую кромку. При известных рекомендуемых параметрах режимов обработки данная зона может составлять от 50 до 100 % от общей длины контакта зуба фрезы с деталью. Значительно изменить положение в пользу устойчивого процесса резания возможно за счет подбора оптимальной схемы резания или геометрических параметров инструмента. Подбор режимов резания не дает существенных положительных результатов.

7. Анализ факторов, влияющих на точность обработки, а так же численные исследования по оценке точности формообразования внутренней резьбы на базе разработанной методики, определили логические схемы моделирования при выборе вариантов совершенствования сборного инструмента для планетарного формообразования на основе представленных графовых моделей и взаимосвязей между их элементами в виде матриц, отображающих формирование разработок и исследований инструмента с повышенной жесткостью и инструмента, работающего методом пластического деформирования.

8. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность развития направления повышения точности ПФО планетарным способом за счет применения в конструкциях инструмента передней направляющей и твердосплавных пластин с демпфирующими вставками. Выявлено, что конструкция резьбовой фрезы с передней направляющей обеспечивает достаточную жесткость инструмента при повышенных нагрузках. Это дает возможность получать точность резьбы в пределах допуска 7Н и 6в независимо от глубины отверстия, что невозможно обеспечить при планетарном резьбофрезеровании другим видом инструмента. Установлено, что конструкция сборной твердосплавной пластины с демпфирующей вставкой уменьшает величину амплитуды перемещения режущей кромки в радиальном направлении на 20-60 %.

9. Установлена возможность реализации и целесообразность совершенствования инструмента для планетарного формообразования внутренних резьб методом пластического деформирования. Доказано, что из условия жесткости инструмента и порядка радиальной мгновенной составляющей силы Рокр при накатке в зависимости от обрабатываемого материала, благоприятная обработка резьбы, с точки зрения формообразования, осуществляется с шагом до 1,5 мм.

10. Разработанный алгоритм и программа для расчета и анализа мгновенных составляющих сил, а также методика моделирования и исследования процесса формообразования поверхностей в отверстиях планетарным движением инструмента, используются в научноисследовательском и образовательном процессах ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН». Результаты работы в виде программ и методических материалов внедрены в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в рамках учебного курса «Инструментальные системы интегрированных машиностроительных производств». Разработки новых конструкций инструмента представлены для реализации на ОАО «МИЗ», ООО «Инструмент» (г. Подольск).

322

1. Авксентьев И.Г. Скоростное нарезание резьбы // Станки и инструмент. 1949.- №12.

2. Авксентьев И.Г. Сила резания и расход мощности при скоростном фрезеровании резьбы // Вестник машиностроения. 1954. - №10.

3. А.С.№1315180 SU, В23 G5/00. Режуще-резьбонакатная головка. /Султанов Т.А., Косарев В.А., Саяпин Ю.В. Бюл. № 21 07.06.81 4с.

4. A.C. №1590353 SU, В24В39/00. Способ обработки фасонных поверхностей деталей накатыванием и инструмент для его осуществления. / Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл. № 33 07.09.90 2с.

5. A.C. № 1669597 SU, В21В13/20. Устройство для двусторонней обработки линейных поверхностей накатыванием./ Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл.№30 15.08.91 Зс.

6. A.C. № 1660818 SU, В21Н8/00. Инструмент для обработки глубоких фасонных профилей деталей. /Султанов Т.А., Косарев В.А., Ласточкин С.С. Бюл. №25 07.07.91.-Зс.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т., М.: Машиностроение, 1978-1979. Т. 1. - 1978. - 728 с.

8. Андреев A.M., Журавлев А.З., Лугавой Э.П. Графический метод определения радиальных усилий накатки резьб. / Кузнечно-штамповочное производство. 1979. - № 11 - с. 7-9.

9. Андреев В.Н. Совершенствование режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1993. 240 с.

10. Антипенко B.C. Модели и методы оптимизации параметрических рядов машин. М.: Машиностроение, - 1990. - 175 с.

11. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М.: Машиностроение, 1976. - 440 е., ил.

12. Баклунов Е.Д., Белопухов А.К., Жебин М.И. Справочник металлиста. В 5-и т. Т. 3. Под ред. А.Н. Малова. М., Машиностроение, 1977.- 748 с.

13. Баранчиков В.И., Боровский Г.В., Гречишников В.А. и др. Справочник конструктора-инструментальщика. М.: Машиностроение, 1994. -560 с.

14. Барбашов Ф.А. Резьбофрезерные работы. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1977. - 256 с.

15. Басов М.И. Высокопроизводительные методы нарезания резьбы. -М.: Машгиз, 1949.

16. Блюменштейн В.Ю. Программа нагружения как инструмент для описания физических закономерностей технологического наследования // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. - № 7. - с. 12-19.

17. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. - 344 с.

18. Борисов А.Н. Геометрическая теория автоматизированного проектирования металлорежущих инструментов. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Тула.: ТулГУ, 1993. - 38 с.

19. Бурмистров Е.В., Воронов E.H. Повышение виброустойчивости и стойкости концевых фрез при обработке деталей на станках с ЧПУ. В сб. Инструмент для станков с ЧПУ и ГПС. - Л: ЛДНТП, 1985. С.51-58.

20. Бушуев В.В. Тенденции развития мирового станкостроения // СТИН.- 2000. №9. - с. 20-24.

21. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т./ Ред. Совет: К.В. Фролов (пред.). М.: Машиностроение, 1995 - Т. 6. 2-е изд., Защита от вибрации и ударов./ Под ред. К.В. Фролова. 456 е., ил.

22. Васин С.А. Проектирование сменных многогранных пластин. Методологические принципы. Б-ка инструментальщика. М.: Машиностроение, 2006. - 352 с.

23. Васин С.А. Прогнозирование виброустойчивости инструмента при точении и фрезеровании. Серия "Библиотека инструментальщика". М.: Машиностроение, 2006. - 384 е.: ил.

24. Васильчиков М.В., Волков М.М. Поперечно-винтовая прокатка изделий с винтовой поверхностью. М.: Машиностроение. 1968.- 142 с.

25. Вейц B.JL, Дондошанский В.К., Чиряев В.И. Вынужденные колебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1959. - 288 с.

26. Виксман Е.С. Скоростное нарезание резьб и червяков. М.: Машиностроение, 1966. - 92 с.

27. Вульф A.M., Подпоркин В.Г. Проблемы обрабатываемости высокопрочных сталей и сплавов. В кн.: Труды ЛПИ. Машиностроение, 1967, №282, с.325-346.

28. Выбор, эксплуатация и организация внедрения резцов со сменными механически закрепленными пластинами. / Локтев. А.Д., Кирин H.H., Хает Г.Л. и др. М.: ВНИИТЭМР, 1987. - 603 с.

29. Высокоскоростная обработка. / Оборудование: рынок, предложения, цены. Приложение к журналу «Эксперт» М.: ИТС «Технополис 2100». -1998.-выпуск 1 -28 с.

30. Вульф A.M. Резание металлов. Л.: Машностроение, 1973. - 496 с.

31. Глазов Г.А. Скоростные методы нарезания резьбы. Л.: Лениздат, 1948.

32. ГОСТ 11708-82. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьбы. Термины и определения. Взамен ГОСТ 11708-66. Введен с 01.01.84. -Переизд. октябрь 1986 г. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 32 с.

33. Государственные стандарты. Резьбы. Сборник. М.: Издательство стандартов, 1979. 264 с.

34. Грановский Г.И., Грудов П.П., Кривоухов В.А. Резание металлов. -М.: Машгиз, 1954. 472 с.

35. Грановский Г.И. Резание металлов. М. Высшая школа , 1985 -304 с.

36. Гречишников В.А., Артюхин J1.JL, Султанов Т.А. и др. Под общ. ред. Хостикоева М.З. Резьбообразующий инструмент: Учебное пособие. Пенза: Технологич. ин-т, 1999. - 405 е., 185 ил., 73 табл., 87 библ. назв.

37. Гречишников В.А. Системы проектирования режущих инструментов. М.: ВНИИТЭМР, - 1997. - 52 с.

38. Гречишников В.А., Колесов Н.В., Козлов Е.В. Основы научных исследований в области проектирования и эксплуатации режущего инструмента. М.: Мосстанкин, 1990. - 56 с.

39. Гречишников В.А., Малыгин В.И., Перфильев П.В. Оценка динамической точности настройки сборного режущего инструмента на стадии проектирования. / Вестник машиностроения. 1996. - № 6 - 24-26 с.

40. Грудов A.A., Комаров П.Н. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. М.: НИИМАШ, 1980. 62 с.

41. Гузенко B.C. Разработка и исследование конструкционных методов повышения эффективности сборных резцов для тяжелых токарных станков. Автореф. дисс. кант. техн. наук Краматорск, 1990. - 24 с.

42. Гузенков П.Г. Детали машин: Учебное пособие для студентов ВТУЗов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1982. - 352 с.

43. Гурин В.Д., Григорьев С.Н., Синопальников В.А. Особенности контактных явлений на передней поверхности инструмента с износостойким покрытием при прерывистом резании // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. - № 7. - с. 45-51.

44. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных: Издательство "Мир"; перевод с английского под редакцией канд. техн. наук Э.К. Лецкого, 1980. 510 с.

45. Ежеквартальный журнал "ИГО" №1 сентябрь 2000. 16 с.

46. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. -Л.: Машиностроение, 1986. 179 с.

47. Железное Г.С. Влияние износа режущего инструмента и глубины резания на его реальную геометрию. Ежемесячный научно-технический журнал СТИН., 2006, № 11., с.9-12.

48. Железнов Г.С. Определение сил, действующих на заднюю поверхность режущего инструмента. Ежемесячный научно-технический журнал СТИН., 1999, № 12., с.25-26.

49. Зажигаев Л.О., Кишьян A.A., Романников Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978.-231 с.

50. Зорев H.H. Исследование элементов механики процесса резания. -М.: Машгиз, 1954. 365 с.

51. Ивченко Т.Г. Исследование надежности и оценка качества сборных резцов и фрез. Автореф. дисс. кант. техн. наук. Горький: ГПИ, 1982. - 22 с.

52. Инструмент для фрезерования KENNAMETAL, 2009. 578 с.

53. Карцев С.П. Инструмент для изготовления резьбы. М.: Машгиз, 1955. -252 с.

54. Каширин А.И. Исследование вибраций при резании маталлов. Изд. АН. СССР, 1944- 132 с.

55. Кирсанов C.B., Гречишников В.А., Схиртладзе А.Г., Кокарев В.И. Инструменты для обработки точных отверстий 2-е изд., исправл. и доп. М.: Машиностроение, 2005. - 330 с.

56. Киричек A.B., Афонин А.Н. Резьбонакатывание. М.: Машиностроение, 2009. - 311 с.

57. Киричек A.B., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статика импульсной обработки поверхностным статическим деформированием. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, - 2004. -288 с.

58. Киричек A.B. Комплексное обеспечение качества несоосных винтовых механизмов и тяжелонагруженных резьбовых деталей. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2002. 242 с.

59. Киричек A.B., Кульков И.Б., Афонин А.Н. Расчет профиля заборной части резьбонакатного инструмента. / СТИН 2008. - № 8 -с. 20-25.

60. Козлов В.И. Анализ влияния относительных колебаний на износ лезвийного инструмента. Ежемесячный научно-технический журнал СТИН., 2008, № 1., с.9-14.

61. Косарев В. А., Методы определения и контроля задних кинематических углов метчика (статья). /Косарев Д.В./, Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН»-2005.- № 10.- С.7-10.

62. Косарев В.А., Повышение виброустойчивости сборного режущего инструмента. /Гречишников В.А., Косарев Д.В./, Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Справочник. Инженерный журнал».- 2009.- №5. с. 27-30.

63. Косарев В.А., Исследование силовых параметров при фрезеровании внутренних резьб с планетарным движением инструмента (статья). /Гречишников В.А., Косарев Д.В./, Ежемесячный научно-технический журнал «СТИН».- 2009 № 8.С. 19-22.

64. Косарев В.А., Исследование обработки внутренних поверхностей с планетарным движением инструмента (статья). /Гречишников В.А./, Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» № 1(5). Москва, 2009.

65. Косарев В.А. Моделирование процесса планетарной обработки внутренних резьб для исследования силовых параметров резьбофрезерования. Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» № 3/15.Москва, 2011г. С. 74-77.

66. Косарев В.А. Определение профиля исходной инструментальной поверхности при обработке внутренних резьб инструментом с планетарным движением. /Гречишников В.А., Дымов М.С./, Ежемесячный научно-технический журнал СТИН № 3, Москва, 2011г. С. 28-32.

67. Косарев В. А. Перспективный метод планетарной обработки отверстий деталей. //Журнал «Технология Машиностроения» № 1, Москва, 2012г.

68. Косарев В.А. Исследование величин срезаемого слоя при планетарном внутреннем резьбофрезеровании. Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» №1, Москва, 2012 г.- С. 43-46.

69. Косарев В.А., Способ получения внутренних резьб пластическим деформированием инструментом с планетарном движением. /Иванов В.Ф./, Научный рецензируемый журнал Вестник МГТУ «Станкин» №1, Москва, 2012 г. С. 64-67.

70. A.Г. Суслова. Брянск: БГТУ, 2008.- С 301-302.

71. Косарев В.А. Оценка нагрузки на режущую часть фрез с твердосплавной пластиной при планетарном резьбофрезеровании. /Середа

72. B.В. /, В сб.: НТТМ 2010, Материалы Международной научно-технической конференции. Севастополь, 2010 . С. 174-177.

73. Косарев В.А. Исследования направлений совершенствования обработки внутренних поверхностей в отверстиях планетарным движением инструмента. В сб.: ТМ 2011, Материалы 3 Международной научно-технической конференции. г.Брянск, 2011. С. 60-62.

74. Косарев В.А. Способ исследования составляющих сил резания при планетарной обработке поверхностей в отверстиях. /Середа В.В./, В сб.: ТМ 2011, Материалы 3 Международной научно-технической конференции, г. Брянск, 2011.-С. 62-64.

75. Косарев В.А. Исследования радиальной нагрузки при обработке внутренней резьбы с планетарным движением инструмента методом пластической деформации. /Иванов В.Ф./, В сб.: ТМ 2011, Материалы 3

76. Международной научно- технической конференции г. Брянск, 2011.- С. 133135 .

77. Косарев В.А. Моделирование системы процесса планетарного формообразования отверстий. Материалы Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии машиностроения ». В сб. ИннТехМаш., г. Полоцк, 2011. С. 21-24.

78. Кудинов В.А. Автоколебания при резании с неустойчивым наростом // Станки и инструмент. 1965. № 7. С. 2-7.

79. Кузнецов A.M. Новые методы обработки основа интенсификации производства машин. В.кн.: Научные основы прогрессивной техники и технологии. М.: Машиностроение, 1986, с. 228-241.

80. Кузнецов В.Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов. Избранные труды. М.: Наука, 1974 - 310 с.

81. Левин Б.Г., Фраткин A.M. Скоростной метод нарезания резьбы. М.: Машгиз, 1948.

82. Левицкий М.Я. Основы резьбофрезерования. М.: МАШГИЗ, 1953, 156 с.

83. Лищинский Н.Я., Круцило В.Г., Скачков А.Н. Исследование ударных нагрузок при торцевом фрезеровании // Физические процессы при резании металла. / Волгоград, политехи, ин-т. Волгоград, 1993. - с. 61-66.

84. Локтев А. Д. Обзор современных методов и конструкций инструментов. М.: Машиностроение, 2003. - 49 е., ил.

85. Локтев Д.А. Обработка резьбы. Обзор современных методов и конструкций инструментов // Оборудование. Рынок, предложение, цены. Приложение к журналу «Эксперт» / Серия «Техническая библиотека». Выпуск 2. 1998.-48 с.

86. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982. 320 е., ил.

87. Лукина C.B. Исследование деформированного состояния сборного режущего инструмента. Ежемесячный научно-технический журнал СТИН., -2001, № 12, с. 3-5.

88. Лукина C.B. Повышение эффективности проектирования сборного режущего инструмента на базе установленных взаимосвязей конструкторско-технологических и экономических решений: Дисс. докт. техн. наук. М.: МГТУ Станкин, 1999. 448 с.

89. Малкин А .Я. Вопросы качества режущих инструментов. / Известия вузов. 1979. - № 11 - 95-104 с.

90. Мальков О.В. Разработка и исследование комбинированного режущего инструмента для обработки отверстий сложного профиля. /Дисс. канд. техн. наук. /МГТУ им. Баумана. Москва, 1999. - 231 с.

91. Маслов А.Р. Конструкции прогрессивного инструмента и его эксплуатация. М.: Издательство "ИГО", 2006. - 166 е.: ил.

92. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента. Справочник. Б-ка инструментальщика. М.: Машиностроение, 2008.-320 с.

93. Матвеев В.В. Нарезание точных резьб. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1978. - 88 с, ил.

94. Матвейкин В.В. Исследование конструкций и рациональных условий использования сборного режущего инструмента по его статическим и динамическим характеристикам. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: УДН, 1980,- 16 с.

95. Махров С.А. Режущие инструменты с планетарным движением для обработки комбинированных резьбовых отверстий. /Дисс. канд. техн. наук. /МГТУ "Станкин". Москва, 2003. - 203 с.

96. Машиностроение: Терминологический словарь / под общ. ред. Ускова М.К, Богданова Э.Ф. М.: Машиностроение, 1995. - 592 с.

97. Миропольский Ю.А, Луговой Э.П. Накатывание резьб и профилей. М,: Машиностроение, 1976. 175 с.

98. Металлорежущий инструмент KORLOY, 2009. 375 с.

99. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям М54 «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. и др. -М.: Машиностроение, 1989. 328 е.: ил.

100. Металлорежущие инструменты / Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. и др., М.: Машиностроение, 1989. 328 с.

101. Налимов В.В., Чернова H.A. Статические методы планирования, экспериментальных экспериментов. М.: Издательство «Наука», 1965. 206 с.

102. Накатывание резьб, червяков, шлицев и зубьев / В.В. Лапин, М.И. Писаревский, В.В. Самсонов, Ю.И. Сизов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние. 1986. - 228 с.

103. Обработка корпусных деталей крупными сериями на многоцелевых станках с ЧПУ с применением комбинированного инструмента: Методические рекомендации. М.: ВНИИТЭМР, 1985. - 25 с.

104. Общетехнический справочник / Скороходов Е.А., Законников В.П., Пакнис А.Б. и др.; Под общ. ред. Скороходова Е.А. 4-е изд., - М: Машиностроение 1990. - 496 с.

105. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник: в 2-х т.т., т. 2 / Локтев А.Д., Гущин И.Ф., Балашов Б.Н. и др. -М.: Машиностроение, 1991. 304 с.

106. Ординарцев И.А., Филиппов Г.В., Шевченко А.Н. и др. Справочник инструментальщика. Под общ. ред. Ординарцева И.А. Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1987. - 846 е.: ил.

107. Остафьев В.А. Динамическая прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1978. 168 - с.

108. Отений Я.Н., Смоляков Н.Я., Алыпанский Н.В. Прогрессивные методы обработки глухих отверстий. Монография, Волгоград, РПК «Политехник», 2003. 267- с.

109. Патент DT 1949794 СЗ, Германия, Int.Cl2: В23В 27/16. Schneidwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung. Stier, Henri W., Dearborn Heights, Mich. (V.St.A.). Заявлено 02.10.1969.

110. Патент DE 1602843 СЗ, Германия, Int.Cl2: B23B 27/16. Schneidwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung. Viellet, Guy, Paris. Заявлено 09.10.1967.

111. Патент SU 1315153 AI, Россия. Кл: B23B 27/16,1971.Режущий инструмент. Я.А Музыкант, B.C. Гузенко, Ю.В. Коротков, В.Б. Цибизов,Б.О. Анмегикян. Заявлено 20.01.1986.

112. Патент SU 709261, Россия. Кл: В23В 27/16. Режущий инструмент. B.C. Призимирский и H.A. Бычков. Заявлено 21.06.1978.

113. Патент DT 1809775 СЗ, Германия. Int.Cl2 : В23В 27/16. Schneidwerkzeug. Заявлено 19.11.1968.

114. Патент US 3499198, США. Int.Cl : B26d 1/12. Cutoff tool having deformable fixturing means. S. Pollard, Mantua, E.Novkov/ Заявлено 10.03.1970.

115. Патент DE 2935435, Германия. Int.Cl2 : B23B 27/16. Schneiplatte aus Oxidkeramic oder aus Hartmetall. Заявлено 01.03.1979.

116. Патент RU 2038925, Россия. Кл: B23B 27/00, 27/16, 27/22. Сборная многогранная режущая пластина. Ермаков Ю.М., Ковалев К.Д., Ларионов Ю.И., Лукьянчук В.Е., Николаев А.И., Пикунов Д.В. Заявлено 24.03.1993.

117. Патент на изобретение № 2300449 РФ, МПК B23G 5/18. Резцовая головка для фрезерования внутренней резьбы. Косарев В.А., Гречишников В.А., Косарев Д.В. Опубл. 10.06.2007. Бюл. № 16.- 4с.

118. Патент на изобретение № 2323067 РФ, МПК В23В 27/16. Сборная режущая пластина. Косарев В.А., Гречишников В.А., Косарев Д.В. (РФ).-2006119501/02; Опубл. 27.04.2008. Бюл. № 12.-5 с.

119. Патент на изобретение № 2373017 RU B23G5/00. Инструмент для накатки внутренней резьбы. Косарев В.А., Гречишников В.А., Смирнова A.A.//, Опубл. 20.11.2009. Бюл. № 32 -3 с.

120. Патент на полезную модель № 96809 RU B23G7/02, Устройство для накатки резьбы с повышенной ударной нагрузкой. Косарев В.А., Гречишников В.А., Гладун Е.И. Опубл. 20.08.2010. Бюл. № 23.-2с.

121. Патент на изобретение № 2412028 RU, B23G5/18. Резцовая головка для фрезерования внутренней резьбы. / Косарев В.А., Гречишников В.А., Середа В.В., Опубл. 20.02.2011, Бюл. № 5- Зс.

122. Патент на изобретение №2438834 RU, В23В29/03. Резцовая головка для обработки внутренних цилиндрических поверхностей. /Косарев В.А., Гречишников В.А., Горовой A.A., Середа В.В., Опубл. 10.01.2012 Бюл.№ 1 -6с.

123. Решение о выдаче патента на изобретение № 2011104363/02 (006064) от 19.01.2012г. Сборная резьбовая головка для планетарного формообразования внутренней резьбы. /Косарев В.А., Гречишников В.А., Иванов В.Ф. Заявл. 08.02.2011.

124. Петрова А.П., Кондрашов Э.К., Коротков Ю.В. Склеивание инструмента и оснастки в машиностроении. М.: Машиностроение. 1985. -184 с.

125. Пуш В.Э. Динамика шпиндельного узла на активных магнитных опорах / В.Э. Пуш, A.A. Тукачев // Станки и инструмент. 1991. - №6. - С. 24-25.

126. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Корчемкина А.Д., М.: НИИавтопром, 1995.-456 с.

127. Резьбообразующий инструмент. Учебное пособие. Под общ. ред. Хостикоева М.З., Пенза, 1999. 407 с.

128. Резьбы, применяемые в авиационном производстве. Справочник./ Вайсман А.И., Денисов П.С. и др. М.: Машиностроение, 1970. 368 с.

129. Решетов Д.Н., Левина З.М. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение, 1971. - 264 с.

130. Розенберг A.M. Элементы процесса теории резания металлов. М.: Свердловск, изд-во "Уральский рабочий", 1956. - 428 с.

131. Розенберг С.А. Охватывающее фрезерование новый метод обработки тел вращения // Станки и инструмент. - 1950. - №1.

132. Розенберг A.M. и др. Резание материалов и инструмент. М.: Машиностроение, 1964. - 226 с.

133. Руководство по металлообработке VARDEX, 2009. 320 с.

134. Руководство по металлообработке Sandvik Coromant/ 2005. 154 - с.147. 861. Рыжов Э.В., Андрейчиков О.С, Стешков A.B. Раскатывание резьб. М.: Машиностроение, 1979. - 176 с.

135. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. - 952 с.

136. Синопальников В.А., Григорьев С.Н. Надежность и диагностика технологических систем. Учебник. М.: ИЦ МГТУ Станкин, Янус-К. 2003. -331 с.

137. Синопальников В.А. Надежность режущего инструмента. М.: Московский станкоинструментальный институт, - 1990. - 92 с.

138. Слюсаренко Н.Т. Опыт вихревого нарезании крупных трапецеидальных винтов // Вестник машиностроения. 1956. - №1.

139. Соболев Н.И., Титунин Б.А. Пластинирование деталей машин. Лен. Машиностроение. 1987. - 224 с.

140. Справочник конструктора-инструментальщика / Под общ. ред. В.А. Гречишникова. Б-ка конструктора. М.: Машиностроение, 2006. - 542 с.

141. Справочник конструктора-инструментальщика. Под общ. ред. Баранчикова В.И., М.: Машиностроение, 1994. 560 с.

142. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2.1 Под ред. Косиловой А.Г./ М.: Машиностроение, 1986.

143. Стасов А.Н. Сборные резцы со специальными твердосплавными пластинами для станков с ЧПУ //Станки и инструмент. 1978. - №7. - с. 3133.

144. Стандарт на основные размеры метрической резьбы ГОСТ 8724-81, ГОСТ 24705-81.

145. Стандарты на допуски метрической резьбы ГОСТ 16093-81, ГОСТ 24834-81, ГОСТ 4608-81

146. Степнов М. Статические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник. М.: Машиностроение, 2005. - 400 с.

147. Султанов Т.А. Резьбонакатные головки. М.: Машиностроение, 1966. 136 Султанов Т.Д., Артюхин Л.Л. Кинетопластика // СТИН. 2004. № 8. С. 3133.

148. Султанов Т.А., Артюхин Л.Л. Кинетопластика// СТИН.2004.№8.С.3135.

149. Таурит Г.Э., Пуховский Е.С., Добрянский С.С. Прогрессивные процессы резьбоформирования. Киев: Техника, 1975. 240 с.

150. Украженко К. А. Повышение эффективности обработки на многоцелевых станках: Монография. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2008. - 340 с.

151. Уткин Н.Ф., Кижняев Ю.И., Плужников С.К. Обработка глубоких отверстий. Л.: Машиностроение. Ленингр.отд, 1988. - 268 - с.

152. Фрумин ЮЛ. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977. - 183 е., ил.

153. Хает Г.Л. Качество и надежность режущего инструмента. Киев:. Наукова думка, 1968. - С. 23-27.

154. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, - 1975. - 167 с.

155. Хмелевский С.А. Вихревое нарезание резьб: Автореф. дис. наук., 1955.

156. Хмелевский С.А. Скоростное фрезерование резьбы: Дис. канд. техн. наук. М., 1953.-223 с.

157. Хантмахер Ф.Р. Теория матриц. Москва «Наука». - 1988. - 548 с.

158. Черников С.С. Новые методы резьбообработки // Станки и инструмент. 1946. - №2 и №3.

159. Шведков E.H. Элементарная математическая статистика в экспериментальных задачах материаловедения. Киев. Наука, 1975 - 117 с.

160. Шустиков А.Д. Анализ качества сборных проходных резцов. М.: НИИмаш, 1981.-32 с.

161. Этин А.О. Кинематический анализ методов обработки металлов резанием. М.: Машиностроение, 1964. - 320 с.

162. Этин А.О. Сравнительная эффективность различных методов нарезания резьбы. В кн.: Резьбообразующий инструмент. М.: НИИМАШ, 1968, с. 328-340.

163. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985. -184 е., ил.

164. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы: Справочник. М.: Машиностроение, 1989. - 192 с.

165. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1979. - 215 е., ил.

166. Ямников A.C., Воронов В.Н. Фрезоточение резьбы методом обката. // Проблемы резания материалов в современных технологических процессах: тез. докл. междунар. семинара, часть II. Харьков, 1991. - С. 25-29.

167. Bethlehem F.W. Kriterien zum Finordnen der Gewindewalzverfahren // Drahtwelt. 1983. N. 5.S.

168. Modeling and Analysis of Internal Thread Forming / S. Chowdhary. O.B. Ozdoganlar, S.G. Kapoor and R.E. DeVor//Tech. Pap. Soc. Manuf. Eng. 2002, No MR02-172, P. 1-8 and in Trans, of NAMRC/SME, 30, P. 329-336.

169. Domblesky J.P., Feng F. Two-dimensional and three-dimensional finite element models of external thread rolling // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufacture. 2002. V. 216. N. 4. P. 507-517.

170. Greis H.A. Roll It // Cutting Tool Engineering. 2004. № 12. P. 50-54.

171. Hanson K. Roll Your Own // Cutting Tool Engineering. 2004. № 5. P. 50-52.

172. Machinery's Handbook. 27th Edition / Erik Oberg, Franklin D. Jones, Holbrook L. Horton, Henry H. Ryffel. Editor: Christopher J. McCauley. New York: Industrial Press Inc. 2004. 3056 p.