автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Влияние деформирования срезаемого слоя на нагружение и работоспособность инструмента при точении на станках с ЧПУ

На правах рукописи

ПУТИЛОВА Ульяна Сергеевна

ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ НА НАГРУЖЕНИЕ II РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ НА СТАНКАХ С ЧПУ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 2009

003469845

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ)

Научный руководитель

- кандидат технических наук, доцент Ю.И.НЕКРАСОВ

Официальные оппоненты

-доктор технических наук, профессор А.П. МОРГУНОВ

- кандидат технических наук, доцент А.А. ЛАСУКОВ

Ведущая организация

ОАО «Тюменские моторостроители»

Защита состоится 09.06.2009 г. в 1700 на заседании диссертационного совета Д 212.273.09 при ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, зал имени А.Н. Косухина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «ТюмГНГУ».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим отправлять по адресу диссертационного совета.

Факс: (3452) 25-10-94

Автореферат разослан « '» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Ю.Г. СЫСОЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В процессе точения жаропрочных сталей и сплавов на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) при переходе от образования сливной стружки к образованию суставчатой стружки с увеличением контактных напряжений и температур преимущественным видом отказов твердосплавного инструмента из-за накопления повреждений становится разрушение режущих лезвий в виде выкрашиваний, микро- и макросколов, что приводит к повышенным инструментальным расходам, к существенному увеличению трудоемкости обработки, а также к потерям по браку и простоям дорогостоящего автоматизированного технологического оборудования. При этом оценка повреждений режущих лезвий затруднена отсутствием устройств и методов измерения системы геометрических параметров, необходимых при определении интенсивности и энергии разрушения лезвий твердосплавного инструмента. Эффективность обработки жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ в этих условиях обеспечивается прежде всего рациональным нагружением инструмента контактными нагрузкам, которое в свою очередь обуславливает использование управления процессами резания. Точение жаропрочных сталей и сплавов в условиях нестационарного резания связано, таким образом, с необходимостью разработки моделей и алгоритмов диагностики деформационных процессов и управления режимами резания с оперативным вводом соответствующих коррекций, реализация которых принципиально может быть обеспечена с использованием станков, оснащенных системами ЧПУ класса РС1\ГС.

Цель работы. Повышение эффективности использования режущего инструмента на основе диагностики деформационных процессов в зоне резания и управления обработкой при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ.

На основании изложенного выше при выполнении диссертационной работы необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Разработать систему измерений и регистрации параметров, а также модель разрушений лезвий режущего инструмента.

2. Исследовать процессы и взаимосвязь деформирования срезаемого слоя с нагружением инструмента системой силовых и температурных контактных нагрузок при изменении входных параметров процесса резания.

3. С использованием данных о величинах контактных нагрузок установить распределение напряжений, деформаций и температур в режущем клине твердосплавного инструмента. С учетом изменения параметров нагружения режущего лезвия в процессе нестационарного резания при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ дать оценку его работоспособности.

4. Установить схемы рационального силового и температурного нагружения элементов конструкций сборного инструмента и разработать инструмент повышенной работоспособности применительно к условиям нестационарного резания жаропрочных сталей и сплавов на станках с программным управлением.

5. Разработать систему определения параметров деформирования срезаемого слоя, модель и программное обеспечение диагностики процесса нестационарного резания, а также рациональные алгоритмы управления режимами резания с

оперативным вводом коррекций при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках, оснащенных системами ЧПУ класса РСМС.

Методы исследования. При выполнении работы использованы основные положения, методология и методы технологии машиностроения, теории резания и теории автоматического управления, теории конечных пластических деформаций, теории прочности, фрактографии и механики разрушений, вычислительной математики, компьютерного моделирования и программирования, математической обработки результатов экспериментов.

Научная новизна.

1. Установлено, что при точении жаропрочных сталей и сплавов с переходом от образования сливной к образованию суставчатой стружки изменяется характер повреждений и преобладающим видом отказов твердосплавного инструмента вместо изнашивания становятся микро- и макровыкрашивания, проявляющиеся в виде множественных усталостных и смешанных разрушений режущих лезвий. С использованием разработанной установки и метода лазерного сканирования в результате проведенных исследований получена модель формирования повреждений режущих лезвий и геометрических параметров - площади и объема повреждений, что позволяет определять интенсивность и энергию разрушений лезвийного твердосплавного инструмента в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов.

2. С использованием положений теории конечных пластических деформаций научно обоснована, выдвинута и подтверждена результатами экспериментальных исследований гипотеза об условиях перехода от образования сливной к образованию суставчатой стружки при достижении конечных пластических деформаций удлинения в направлении формирующейся при резании жаропрочных сталей и сплавов текстуры стружки. Предложены математические модели и установлены параметры деформирования обрабатываемого материала в зоне резания, характеризующие условия этого перехода. Разработаны алгоритмы определения геометрических параметров формирующихся при этом элементов суставчатой стружки.

3. Создана кинематическая модель формирования суставчатой и элементной стружки при точении жаропрочных сталей и сплавов, что позволило схематизировать распределение напряжений, а также получить зависимости и соотношения величин параметров контактного взаимодействия в зоне резания и на рабочих поверхностях лезвий твердосплавного инструмента при его циклическом нагруже-нии в процессе формировании элементов суставчатой стружки.

4. Разработана модель и алгоритмы расчета напряжений в зоне резания и на лезвии режущего инструмента, позволяющие определять распределение контактных нагрузок на лезвии инструмента по данным о деформациях срезаемого слоя при точении. Результатами экспериментальных исследований подтверждено положение о том, что параметром, однозначно характеризующим величину и сочетание контактных нагрузок при точении, является кинематический относительный сдвиг, определяемый при резании через кинематическую усадку стружки.

5. Установлено, что при оценке прочности инструмента напряженное состояние режущего лезвия при точении жаропрочных сталей и сплавов в различ-

ных фазах формирования элементов суставчатой стружки описывается асимметричными циклами сложной системы напряжений. При этом работоспособность инструмента определяется кумулятивной функцией накопления повреждений Пальмгрена-Майнера, являющейся одновременно энергетической и вероятностной характеристикой прочности, а также удельным объемом и удельной работой разрушения лезвий твердосплавного инструмента.

6. Разработана модель и программно-аппаратное обеспечение, а также система диагностики и управления процессом резания на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC, обеспечивающие при деформировании срезаемого слоя с образованием суставчатой и элементной стружки стабилизацию силовых и температурных контактных нагрузок в процессе циклического нагружен ия режущего лезвия (в режиме £ „,„ = const), что позволяет повысить работоспособность режущего инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны методы и устройства для определения геометрических параметров повреждения лезвий режущего инструмента при его разрушениях, позволяющие прогнозировать интенсивность разрушений режущего инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ;

- реализована система оперативного измерения кинематической усадки стружки в процессе нестационарного резания, позволяющая использовать данные диагностики для стабилизации контактных напряжений и температуры на рабочих поверхностях лезвия инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ;

- созданы конструкции сборного режущего инструмента, обеспечивающие повышение его работоспособности за счет рационального силового и температурного нагружения сменных режущих пластин (СРП);

- предложен программно-аппаратный комплекс диагностики и управления процессами деформирования срезаемого слоя при нестационарном резании, а также интерфейс оператора, включающий программные продукты для диагностики и ввода оперативных коррекций в режимы резания при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались в период с 2005 по 2009 г.г. на: Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири», г. Тюмень, 2005; Региональной научно - практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону», г. Тюмень, 2005; Международной научно-технической конференции «Повышение качества продукции и эффективности производства», г. Курган, 2006; Международном форуме «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2006; Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», г. Новосибирск, 2006; Региональной научно - практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону», г. Тюмень, 2006; Всероссийской научно - практической конференции «Инновационные технологии и экономика в машиностроении», г. Юрга, 2007; Международной научно - практической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении», г. Тюмень, 2008.

Исследования проводились при поддержке гранта Губернатора Тюменской области. Выполнение научных разработок отмечено в 2006 г. Дипломом победителя регионального конкурса научных работ по машиностроению.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены на предприятиях Тюменской области, а именно: ОАО «ТЮМЕНСКИЕ АВИАДВИГАТЕЛИ», ОАО «ГРОМ», а также ООО «Сибинструментсервис». При изготовлении деталей авиадвигателей и нефтегазового оборудования реализовано переоснащение токарных станков доработанными системами ЧПУ класса PCNC и диагностическими модулями. Диагностика ТС и оперативный ввод коррекций по режимам резания реализованы с использованием специализированного программно-аппаратного комплекса. При точении жаропрочных сталей и сплавов используются разработанные конструкции сборного инструмента и оперативное управление точением на станках с ЧПУ, что обеспечило наибольшую для конкретных условий эффективность обработки. Результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ, а также в курсовом и дипломном проектировании на выпускающих кафедрах машиностроительного профиля.

Авторские разработки защищены патентами на изобретения: № 2309818, № 2311990, а также свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ: № 2007613348, № 2008610386, № 2008610388.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано с 2005 по 2009 г. в 17 печатных работах. В том числе 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 132 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель, представлены научная новизна исследования, практическая ценность и значимость диссертационной работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние вопроса о деформирования срезаемого слоя, контактных нагрузках, напряженно-деформированном состоянии, прочности и работоспособности инструмента, а также состояние управления процессами обработки при точении на станках с ЧПУ и обеспечения рациональных режимов эксплуатации инструмента.

Развитию области знаний применительно к вопросам обработки на станках с ЧПУ, рационального нагружения инструмента и деформирования срезаемого слоя, а также повышению эффективности использования режущего инструмента посвящены работы отечественных и зарубежных исследователей: A.M. Розенбер-га, А.Н. Ерёмина, H.H. Зорева, А.И. Промптова, Ю.А. Розенберга, Л.А. Хворосту-хина, М.Ф. Полетики, М.Х. Утешева, Г.Л. Куфарева и др. Анализ литературных данных показывает, что к настоящему времени установлены основные закономерности деформационных процессов в зоне резания и формирования контактных нагрузок на рабочих поверхностях инструмента, в основном, применительно к условиям образования сливной стружки. Исходя, чаще всего, из ряда допущений ус-

тановлено также предполагаемое распределение напряжений, деформаций и температур в режущей части инструмента, преимущественно в условиях его стационарного нагружения. Точение жаропрочных сталей и сплавов в условиях нестационарного резания связано, таким образом, с необходимостью разработки моделей и алгоритмов диагностики деформационных процессов и управления режимами резания с оперативным вводом соответствующих коррекций, реализация которых принципиально может быть обеспечена с использованием систем ЧПУ класса PCNC. В связи с вышеизложенным и с учетом поставленной цели сформулированы соответствующие задачи исследований.

Во второй главе рассмотрено и с использованием разработанных методов и устройств реализовано определение параметров повреждений лезвий твердосплавного режущего инструмента при изменении контактных нагрузок в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов.

'а ..........сплавов с образо-

а) 1- цифровой камкордер; 2 - экран; 3 -аппаратная панель; 4 - ОКГ (лазер); ванием суставчатой 5 - PCNC; 6 - объектив; 7 - режущий элемент; 8 - шаговый привод подачи; и Элементной СТру-9 - 3-х координатный столик; 10 - шаговый привод стола; 11 - столик жек накопление круговой подачи; 12 - система сканирования; б-д) - множественные усталостные и смешанные разрушения лезвий твердосплавного режущего повреждении твер-инструмента; 6 - ХН56ВМТЮ-ВД - [,BKS']; е - ХН77ТЮР - [ВК8]; г - ДОСПЛЭВНОГО ИНСТ-хнз5втю - 1ВК6М1; д - 12Х2Н16Г7АР - [Т15К6]. румента характери-Рис. 1. Лазерная сканирующая установка (а) для регистрации 3уЮТСЯ множест-

параметров разрушений (б-д) лезвий режущего инструмента у

r ^ r г ' венными усталост-

ными и смешанными разрушениями лезвий и сложной геометрией их формирования. Для оценки интенсивности и энергии разрушений, определяемых параметрами объема и площади поверхности, образующейся при сложных множественных разрушениях лезвий, разработаны способ и система лазерного сканирования лезвий по методу наклонных «световых сечений».

Экспериментальная сканирующая установка (см. рис. 1 а) снабжена системой ЧПУ класса PCNC и шаговыми приводами линейных и круговых подач 5-координатного устройства линейных и угловых перемещений при сканировании режущего элемента инструмента. Это обеспечивает возможность синхронизации перемещений с цифровой видеозаписью профилограмм лазерных световых сечений лезвий инструмента, разрушения которых представлены на рисунках 16 -1д.

Полученные при этом видеофрагменты лазерных световых сечений (см. рис. 2 а и 2 б), после предварительной обработки с использованием средств компьютерной графики (см. рис. 2 в) в виде профилограмм подвергаются «оцифровке». В результате полученные модели объема U и площади F повреждений режущих

лезвий в программной среде МаМСаб аппроксимируются интерполяционными полиномами Лагранжа, которые строятся по данным лазерной диагностики и представляются в виде:

1 л- Я

(К-г)'ег [V

хг(|„ч. >• ЯП ?>,. + £

г-г.

Л. п

■со

- СОЭ (3,

+ Л

^-СОвр,

х^^-вт^КЯ

сое «9,. л)

»-1

х /^¡ ¿^у Бтр, + Я

й - ¡{цл ■ совр.

(.-им) •

+п

Я-Я^усощ

м { ¿V ^агвт?»;

¿п,

(2)

где 6/ - объём разрушения; Р - площадь поверхности разрушения; 4„ ('л, (р ¡-функция ¡-ой линии; /(¡.у) -совр,- координата ¡-ой точки ¡-ой - линии по оси ОХ; г^.^ ■ - координата ¡-ой точки ¡-ой линии по оси ОУ; ¡=0....п-1 - номер точки; п - количество расчетных точек на линиях; ¡-0...т-1 - номер линии; т - количество расчетных сечений световых линий; j - номер линии (0 </' < (т-1) -число кривых); ¡^¡.¿у сое д. - координата ¡-ой точки ¡-ой - линии по оси ОХ исходного контура; /^¡.¿уБтр,- -координата ¡-ой точки ¡-ой - линии по оси ОУ исходного контура.

*

Рис. 2. Лазерные световые сечения и профилограммы разрушений лезвий режущего инструмента

С учетом параметров нагружения лезвий силовыми и температурными контактными нагрузками, а также объема срезанного слоя при точении жаропрочных сталей и сплавов, использование моделей (1,2) позволяет определять интенсивность и энергию разрушения лезвий твердосплавного режущего инструмента.

В третьей главе рассмотрено современное состояние вопроса о деформировании срезаемого слоя при точении жаропрочных сталей и сплавов с позиции положений теории конечных пластических деформаций, разработанной А. Надаи и получившей развитие в исследованиях В.Г. Осипова.

В соответствии с положениями теории, относительные удлинения е„р при достижении конечных (предельных) пластических деформаций обрабатываемого материала в процессе превращения срезаемого слоя в стружку определяются величиной епр = £•/2, где £ - относительный сдвиг при резании. Достижение конечных пластических деформаций при резании определяют, чаще всего, как «провал пластичности» обрабатываемого материала при известных температурно-скоростных

условиях резания (т.е. V = У0). Таким образом, конечные (предельные) пластические деформации, определяемые относительным удлинением е„р в направлении формирующейся текстуры стружки, функционально связаны с относительным сдвигом екш при резании.

Анализ величин фактического относительного удлинения Срез обрабатываемого материала в направлении формирующейся текстуры стружки при изменении угла сдвига Ф, угла наклона текстуры относительного сдвига £ и усадки стружки ^ в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов показал, что условие перехода от формирования сливной к формированию суставчатой стружки определяется как

епр = ера = £72 = ер. При этом условие перехода и соответствующие ему параметры деформирования срезаемого слоя (обозначенные ниже индексом «О») представляются зависимостями

вида:

соэ (Ф0-г)__

2соб [Ф0-/ + агсс(^е0 + 1)] '

Во = ЩФо + 1$(Ф0 - у); Хо =агсЩ( 1+£0);

СО Б/

Ф0 = агсщ

6> =

сое (Ф0-г)

Рис. 3. Схема формирования элементов суставчатой стружки в диапазоне екин < Ео

(4)

(5)

(6) (7)

где: е0 - конечная пластическая деформация удлинения при переходе от сливной к суставчатой стружке; - усадка стружки; £<, - относительный сдвиг; Ф„ - угол сдвига; - угол наклона текстуры, у - передний угол инструмента.

С увеличением скорости резания в диапазоне V > У0, £кт< £,„ <^кии < относительное удлинение е„р деформируемого при резании материала в направлении текстуры становится недостаточным для образования сливной стружки (т.е. епр< е0), что приводит к формированию «спинки» элемента суставчатой стружки. Как показали результаты экспериментальных исследований при точении жаропрочных сталей и сплавов угол сдвига Ф0 в диапазоне £Ш1< £0 стабилизируется и соответствует конечной пластической деформации сливной стружки. Профессор Ю.А. Розенберг отмечает, что относительный сдвиг £к1т и усадка стружки при переходе от образования сливной к образованию суставчатой стружки принимают кинематический характер. Схема формирования суставчатой стружки, представленная на рис. 3, иллюстрирует изменение параметров, характеризующих геометрию элементов суставчатой стружки. Анализ кинематики формирования суставчатой стружки с учетом подходов Ю.А. Розенберга, А.Н. Резникова, С.И. Тахмана позволил представить зависимости и соотношения параметров конечной пластической деформации при формировании элементов в следующем виде:

э„„ =

-1=-

2а„

а» + а„,

(8)

соэ/

60• со$(Фт -у)

1 + -

2 а

ввтФл

сову

(9) (10)

|1

! ЦЗЗ

где: Экш - элементность стружки; Мщ, - шаг элементов суставчатой стружки; - кинематическая усадка стружки; а0 - толщина суставчатой стружки; ат„ - минимальная толщина суставчатой стружки; а™, - кинематическая толщина суставчатой стружки; вт/в0 -

уширение стружки; Ф„,„ - кинематический угол сдвига в зоне резания; /„,„ - частота образования элементов стружки.

На основе использования результатов исследований П. Оксли, Г.Л. Куфаре-ва, М.Г. Гольдшмидта, А.А. Виноградова, В.А. Говорухина и др. при выполнении работы проведены анализ и схематизация распределения напряжений в зоне резания и на передней поверхности инструмента. С использованием уравнений баланса сил и напряжений получены зависимости, характеризующие величины и соотношения параметров деформирования срезаемого слоя и его контактного взаимодействия с рабочими поверхностями лезвий режущего инструмента. Представленные выше модели деформационных процессов применительно к условиям формирования суставчатой стружки позволили установить с учетом распределения контактных напряжений соотношения максимальных и средних, нормальных и касательных напряжений на рабочих поверхностях лезвия инструмента при изменении параметров процесса резания.

В результате установлено и экспериментальными исследованиями подтверждено, что параметром, однозначно характеризующим величину и сочетание контактных напряжений и температур при точении жаропрочных сталей и сплавов является кинематический относительный сдвиг 5кит определяемый при резании через кинематическую усадку стружки

В четвертой главе рассмотрено состояние расчетов распределения напряжений в режущем лезвии инструмента и оценка работоспособности твердосплав-

\ю

л - жв ваттш О - ВК6М1ХН77ТБР1 ^ □ - т [12Х25Н16ПАР1

а - вке 1шим/ О - ВК5М (ХН77ТЮР1 . о - да тюзтпт

а - як о - ж ошвтв-ш нютпя тХ25НЖ7АР1 Х61ХНЖЮ1

□ - ж О - №

125 15 175

кинематическая усадка стружка

205 2.Ш 2.32 £т

кинематический относительный сдйиг

Рис. 4. Зависимости параметров работоспособности твердосплавного инструмента от деформаций срезаемого слоя при точении жаропрочных сталей и сплавов

ю

ного инструмента с использованием параметров, характеризующих накопление им повреждений при циклическом нагружении.

В результате установлены параметры сложной системы напряжений, изменяющихся под воздействием циклического нагружения с асимметрией и амплитудой, определяемой деформационными процессами в различных фазах формирования элементов суставчатой стружки. Установлено также, что в условиях образования суставчатой стружки лезвие режущего инструмента находится под воздействием асимметричных циклов нагружения, что обуславливает необходимость определения предельного состояния инструментального твердого сплава и удельной работы разрушения лезвий Ар по величине максимальных критериальных напряжений сгтах цикла нагружения и числу циклов нагружений N, соответствующему количеству сформированных за время резания элементов суставчатой стружки.

Показано, что удельная работа разрушения лезвия инструмента Ар, функционально связана с удельным объемом разрушений твердого сплава Uyd , который определяется по данным использованного при выполнении работы метода лазерного сканирования повреждений лезвий инструмента (см. главу 2) в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов. Зависимости параметров W, Uyt) и Ар от кинематического относительного сдвига £кии и кинематической усадки стружки представлены на рис. 4. При усталостном разрушении лезвий режущего инструмента энергетической моделью предельного состояния инструментальных твердых сплавов является кумулятивная функция накопления повреждений Пальмгрена - Майнера - W, характеризующая предельную величину необратимо рассеянной в лезвии инструмента энергии, накопленной под воздействием циклического нагружения с определенной асимметрией и амплитудой напряжений в единице объема нагружаемого твердого сплава.

С учетом сформулированного A.A. Лебедевым критерия усталостной прочности, кумулятивная функция накопления повреждений представляется зависимостью:

Оа= - ti-aid, (12) СТ„= х-<7™+(1 - X)-°im, (13) z = — , (14)

где: Са - амплитудное значение эквивалентного напряжения цикла нагружения; <Тт - среднее значение эквивалентного напряжения цикла нагружения; СГШ — амплитудное значение эффективного напряжения цикла нагружения ; (7/а - амплитудное значение главного СГ; напряжения цикла нагружения; и,т — среднее значение эффективного напряжения цикла нагружения ; <Т;т — среднее значение главного о> напряжения цикла нагружения ; <ув — предел прочности; (Хв - предел прочности на сжатие; е./ —предел прочности при симметричном цикле нагружения (предел усталости).

В результате проведенных исследований получена энергетическая модель разрушения лезвий твердосплавного режущего инструмента, установлены соотношения удельной работы резания Ар и удельного объема разрушений инструментального твердого сплава Иуд (отнесенного к объему срезанной стружки) при

(И)

где п„ - число активированных разрываемых связей; общее число связей;

к^гёР4-; г осрв "

точении жаропрочных сталей и сплавов в режиме стабилизации контактных нагрузок {£кин=СОП8 О-

Показано, что работоспособность твердосплавного режущего инструмента, характеризуемая сочетанием параметров кумулятивной функции накопления повреждений IV, удельного объема и„, и удельной работы Ар разрушения лезвий твердосплавного инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов функционально связана со степенью деформаций срезаемого слоя, что обуславливает целесообразность прогнозирования ресурса инструмента и необходимость стабилизации кинематической усадки стружки в условиях изменения входных параметров процесса резания при точении на станках с ЧПУ.

В пятой главе рассмотрен вопрос о целесообразности, путях реализации и эффективности стабилизации контактных нагрузок при нестационарном резании путем обеспечения постоянства деформаций срезаемого слоя, т.е. усадки стружки. Разработана система оперативной диагностики деформаций срезаемого слоя, диагностические модули, алгоритмы, драйверы и программно-аппаратное обеспечение оперативного определения усадки стружки непосредственно в процессе резания. Предложены прошедшие экспериментальную проверку математические модели выходных параметров процесса резания - периода стойкости, температуры резания и усадки стружки, обеспечивающие возможность прогнозирования работоспособности инструмента при нестационарном резании. С целью совершенствования конструкций сборного инструмента, оснащенного сменными режущими пластинами (СРП) при выполнении исследований, получены ИК - термограммы СРП, характеризующие распределение в них темпера-

1 - токарный станок с системой ЧПУ типа РСЫС; 2

- привод подачи; 3 - система управления приводами; 4 -аппаратный счетчик координат; 5 - круговой датчик положения; 6 -видеосенсорная система определения перемещений стружки по передней поверхности инструмента

ОСРВ - операционная система реального времени; ИУГ] - интерпретатор управляющей программы; ИНТ

- интерполятор; АСП - алгоритм следящего привода; АОУС - алгоритм определения усадки стружки; ПСХ -программный счетчик перемещений по координате - X; ПС! - программный счетчик перемещений по координате - !; ПСЗ - программный счетчик подач -

Рис. 5. Система управления процессом деформирования срезаемого слоя при точении на станках, оснащенных системами ЧПУ класса РСЬЮ

тур и температурных напряжений. Проведенный при этом анализ схем силового и температурного нагружения конструкций, а также деформирования СРП позволили разработать и запатентовать оригинальные конструкции сборного инструмента, обеспечивающие повышение работоспособности сборных резцов при точении жаропрочных сталей и сплавов.

На рис. 5 представлена разработанная система управления процессом деформирования срезаемого слоя при точении на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC, в которой в качестве диагностического устройства для определения деформаций срезаемого слоя используется беспроводная видеосенсорная система определения перемещений стружки Lcmp при резании. Система, созданная на базе компьютерного манипулятора типа «optical mouse», обеспечивает в режиме реального времени регистрацию перемещений стружки при точении, что позволяет производить в PCNC сравнение Lcmp с величиной фактического пути резания Lpm определяемого в программном счетчике перемещений ОСРВ, алгоритм работы которого входит в состав программно-аппаратного обеспечения разработанной системы диагностики и управления обработкой на станках с ЧПУ. Разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет реализовать также ввод коррекций режимов резания, обеспечивающий при стабилизации контактных нагрузок в режиме KUtt=const) повышение работоспособности твердосплавного режущего инструмента из инструментальных твердых сплавов ВК8, ВК6М, Т15К6 при точении жаропрочных сталей и сплавов ХН56ВМТЮ-ВД, ХН77ТЮР, ХН35ВТЮ, Х12Н22ТЗМР, 12Х25Н16Г7АР на станках с системами ЧПУ класса PCNC.

Разработанные модели управления процессом резания в сочетании с рациональным нагружением инструмента в режиме стабилизации контактных нагрузок и деформаций срезаемого слоя обеспечивают повышение работоспособности инструмента по параметрам удельной работы разрушения лезвий и накопления повреждений, а также повышение эффективности использования режущего инструмента.

В результате создания системы диагностики и управления (СДУ), а также внедрения результатов диссертационной работы в производство показано, что наряду с повышением работоспособности режущего инструмента при точении высокопрочных труднообрабатываемых материалов производительность обработки увеличивается в 1,5-2 раза, а трудоемкость обработки сложных фасонных деталей при обеспечении размерной точности обработки снижается на 32 - 45 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что при точении жаропрочных сталей и сплавов со скоростями резания и периодом стойкости инструмента, соответствующим минимальной технологической себестоимости обработки на станках с ЧПУ с переходом от образования сливной к образованию суставчатой стружки изменяется характер повреждений лезвий твердосплавного режущего инструмента и преобладающим видом отказов вместо изнашивания становится накопление повреждений в виде множественных усталостных и смешанных разрушений лезвий. При оценке повреждений лезвийного инструмента установка для лазерного сканирования режущих лезвий, оснащенная шаговым приводом и системой числового программного управления класса PCNC, обеспечивает с использованием специального про-

граммно-аппаратного комплекса получение моделей геометрических параметров разрушений - объема и площади образовавшейся при этом поверхности, что позволяет определять интенсивность и энергию разрушений лезвий твердосплавного инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

2. Установлены условия перехода от образования сливной к образованию суставчатой стружки при достижении конечных пластических деформаций удлинения обрабатываемых жаропрочных сталей и сплавов в направлении формирующейся в процессе резания текстуры стружки. Создана кинематическая модель формирования суставчатой и элементной стружки, получены зависимости, позволяющие определять геометрические параметры формирующихся при этом элементов. Применительно к специфическим условиям деформирования срезаемого слоя установлено распределение напряжений в зоне резания и распределение контактных напряжений на рабочих поверхностях лезвий инструмента при его циклическом на-гружении в различных фазах формирования элементов суставчатой стружки.

3. В результате экспериментальных исследований при точении жаропрочных сталей и сплавов с образованием суставчатой и элементной стружки подтверждено, что обобщающим параметром, однозначно характеризующим величины и соотношения контактных напряжений и температур на рабочих поверхностях лезвия инструмента является кинематический относительный сдвиг, что позволяет в процессе нестационарного резания при стабилизации кинематической усадки стружки обеспечивать постоянство условий нагружения лезвий инструмента и тем самым повышать надежность прогнозирования его работоспособности.

4. Показано, что находящееся в сложном напряженном состоянии лезвие режущего инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов с образованием суставчатой стружки нагружается в различных фазах формирования элементов суставчатой стружки асимметричными циклами сложной системы напряжений. Работоспособность инструмента в этих условиях определяется кумулятивной функцией накопления повреждений Пальмгрена - Майнера, сочетающей энергетическую и вероятностную характеристики критерия прочности, а также характеристиками удельной работы и интенсивности (удельного объема) разрушений лезвий твердосплавного инструмента, что указывает на целесообразность стабилизации кинематической усадки стружки, характеризующей интенсивность нагружения инструмента, в процессе нестационарного резания.

5. Разработаны защищенные патентами на изобретения и свидетельствами об официальной регистрации программ ЭВМ оригинальные устройства и программные продукты для оперативной диагностики параметров деформирования срезаемого слоя (усадки стружки) в процессе резания, а также конструкции сборного инструмента, обеспечивающие рациональное нагружение сменных режущих пластин и повышение работоспособности твердосплавного инструмента при точении высокопрочных труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ.

6. Предложенная система диагностики и управления процессом резания при использовании разработанных моделей и алгоритмов управления деформированием срезаемого слоя в сочетании с программно-аппаратным сопровождением и интерфейсом оператора станка с ЧПУ обеспечивает повышение производительности и технико-экономическую эффективности обработки, а также повышение

работоспособности инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Путилова У.С. Диагностика и определение коррекций при изнашивании криволинейных лезвий режущего инструмента в процессе точения на станках с ЧПУ / У. Путилова, И. Ковенский, Ю. Некрасов // «Проблемы машиностроения и автоматизации». - М: МосгорЦНТИ, 2007. - № 4. - С. 92 - 94.

2. Путилова У.С. Повышение эффективности управления обработкой высокопрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ / И. Ковенский, У. Путилова, Ю. Некрасов // «Известия высших учебных заведений: Нефть и газ».- Тюмень: Изд. ТюмГНГУ, 2008. -№ 2. - С. 116 -118.

3. Путилова У.С. Повышение эффективности использования режущего инструмента при диагностике и оперативном управлении обработкой на станках с ЧПУ / И. Ковенский, У. Путилова, Ю. Некрасов // «Вестник ИжГТУ». - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2008. - №1. - С. 35 - 37.

В следующих работах:

4. Путилова У. С. Расчет деформационных и нагрузочных контактных характеристик системы резания при точении / У. Путилова, А. Смовж // «Новые технологии - нефтегазовому региону»: материалы региональной 4-ой научно -практической конференции. - Тюмень: «Вектор Бук», 2005. - С. 13.

5. Путилова У.С. Взаимосвязь удельных сил резания и контактных напряжений при точении / У. Путилова, А. Смовж // Материалы международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». - Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. - С. 234 - 236.

6. Путилова У.С., Моделирование разрушений при оценке ресурса режущего инструмента из металлокерамических твердых сплавов / У. Путилова, Ю. Некрасов// Труды 2-го международного форума (7-й международной конференции) молодых ученых «Актуальные проблемы современной науки»; технические науки. - Ч. 4,5. - Самара: СГТУ, 2006. - С. 58.

7. Путилова У.С. Оценка прочностной надежности конструкций сборного режущего инструмента / У. Путилова // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». - Новосибирск: НГТУ, 2006. - С. 26.

8. Путилова У.С. Оценка параметров силового и температурного нагруже-ния режущих элементов инструмента / У. Путилова, Ю. Некрасов, А. Аверин // Материалы региональной научно-практической конференции «Новые технологии нефтегазового региона».- Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С. 49.

9. Путилова У.С. Разработка моделей нагружения и разрушений режущего лезвия инструмента при точении / У. Путилова, Ю. Некрасов, А. Аверин // Материалы региональной научно-практической конференции «Новые технологии нефтегазового региона».- Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С. 50.

10. Путилова У.С. Оценка прочностной надежности режущего лезвия инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов / У. Путилова, Ю. Некрасов,

i

А. Аверин // Материалы региональной научно-практической конференции «Но вые технологии нефтегазового региона»,- Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С. 51.

11. Путилова У .С. Разрушение лезвий формообразующего режущего инст румента и коррекция траекторий его перемещений при точении на станках с ЧП> / И. Ковенский, Ю. Некрасов, У. Путилова // Труды V Всероссийской научно практической конференции «Инновационные технологии и экономика в машино строении».- Юрга: Изд. ТПУ, 2007. - С. 259 - 264.

12. Путилова У.С. Разрушение и вероятностная оценка работоспособност твердосплавного режущего инструмента при точении / У. Путилова, Ю. Некрасог // Материалы международной научно-технической «Новые материалы, неразру шающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении».- Тюмень ТюмГНГУ, 2008. - С. 206-207.

13. Путилова У.С. Диагностика деформирования срезаемого слоя с исполь зованием компьютерных манипуляторов / У. Путилова // Материалы междуна родной научно-технической «Новые материалы, неразрушающий контроль и нау коемкие технологии в машиностроении».- Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - С. 226-228.

14. Пат. 2309818 Российская Федерация, МПК 8 В23В 27/16. Сборный инст румент [Текст] / Некрасов Ю., Новоселов В., Путилова У,- заявитель и патентооб ладатель Тюмен. гос. нефтегаз. ун-т. - № 2006104232/02, заявл. 13.02.2006; опубл

10.11.2007, Бюл. №31. - 7 е.: ил.

15. Пат. 2311990 Российская Федерация, МПК 8 В23В 1/00. Устройство способ измерения коэффициента усадки стружки [Текст] / Некрасов Ю., Путилов У. - заявитель и патентообладатель Тюмен. гос. нефтегаз. ун-т. - № 2006111297/02, заявл. 06.04.2006; опубл. 10.12.2007, Бюл. №34. - 6 е.: ил.

16. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВ1 2008610388. Российская Федерация. Программа управления компьютерным ма нипулятором для определения деформации срезаемого слоя при точении на стан ке с ЧПУ [Текст] / Путилова У., Ковенский И., Некрасов Ю.; заявитель и патен тообладатель Тюм. гос. нефтегаз. ун-т. - № 2007614687; заявл. 26.11.2007, опубл

21.01.2008,- 1 с.

17. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ 2008610386. Российская Федерация. Программа управления компьютерным ма нипулятором для определения вектора схода стружки при резании [Текст] / Ко венский И., Путилова У., Некрасов Ю.; заявитель и патентообладатель Тюм. гос. нефтегаз. ун-т. - № 2007614685; заявл. 26.11.2007, опубл. 21.01.2008,- 1 с.

Подписано к печати Бум. Писч. № 1

Заказ № Уч.- изд. л. 1,0

Формат 60x84 '/16 Усл. Печ. л. 1,0

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ НА СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Накопление повреждений и разрушение режущей части инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ.

1.2. Работоспособность режущего инструмента при его недостаточной прочности в условиях точения высокопрочных труднообрабатываемых материалов.

1.3. Системы управления процессом резания и их эффективность при точении на станках с ЧПУ.

1.4. Проблемы, состояние вопроса и задачи исследования.

2. РАЗРУШЕНИЯ ЛЕЗВИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ИХ ДИАГНОСТИКА И ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ.

2.1. Повреждения и геометрические изменения режущей части инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

2.2. Система лазерного сканирования повреждений лезвий режущего инструмента.

2.3. Формирование геометрической модели разрушений лезвий режущего инструмента.

2.4. Выводы по разделу.

3. ДЕФОРМИРОВАНИЕ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ И НАГРУЖЕНИЕ ЛЕЗВИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.

3.1. Деформирование срезаемого слоя при переходе от сливной к образованию суставчатой и элементной стружек.

3.2. Соотношения кинематических и силовых параметров нагружения зоны резания при точении.

3.3. Формирование модели контактных нагрузок на лезвиях инструмента в процессе точения с образованием суставчатой стружки.

3.4. Выводы по разделу.

4. ЦИКЛИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ ЛЕЗВИЙ И НАКОПЛЕНИЕ

ПОВРЕЖДЕНИЙ В ТВЕРДОСПЛАВНОМ РЕЖУЩЕМ

ИНСТРУМЕНТЕ.

4.1. Напряжения в лезвии режущего инструмента и критерии его прочности при циклическом нагружении.

4.2. Формирование алгоритмов определения накопления повреждений режущего инструмента при переменных нагрузках.

4.3. Оценка работоспособности твердосплавного инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

4.4. Выводы по разделу.

5. ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИНСТРУМЕНТА ПРИ

УПРАВЛЕНИИ ОБРАБОТКОЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ.

5.1. Управление режимами резания и деформированием срезаемого слоя со стабилизацией контактных нагрузок при точении на станках с ЧПУ.

5.2. Разработка и реализация рациональных схем и параметров нагружения конструкций сборного инструмента.

5.3. Синтез структуры программного обеспечения, алгоритмов и интерфейса оператора при управлении обработкой от PCNC.

5.4. Выводы по разделу.

Точение жаропрочных сталей и сплавов на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) сопровождается, как правило, увеличением контактных нагрузок и разрушениями режущего инструмента. Преимущественным видом отказов твердосплавного инструмента при этом становится разрушение его режущих лезвий, что приводит к существенному увеличению трудоемкости обработки, к повышенным инструментальным расходам, а также к потерям по браку и простоям дорогостоящего автоматизированного технологического оборудования с ЧПУ.

Изменение характера деформирования срезаемого слоя при переходе от образования сливной к образованию суставчатой стружки в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов сопровождается резким увеличением величин контактных напряжений и температур, что в результате приводит к накоплению повреждений в виде выкрашиваний, микро- и макросколов лезвий твердосплавного режущего инструмента. При этом в отличие от условий изнашивания инструмента с образованием лунки и фаски износа, оценка повреждений режущих лезвий с позиции теории прочности, требующая знания величин объема и образующейся площади поврежденной поверхности для определения энергии разрушения твердосплавного инструмента, затруднена отсутствием устройств и методов измерения системы геометрических параметров, необходимых при определении удельной работы и интенсивности разрушений инструментальных твердых сплавов.

Обеспечение эффективности обработки жаропрочных сталей и сплавов в этих условиях обуславливает необходимость рационального нагружения режущих лезвий контактными нагрузкам, которое в свою очередь, предопределяет использование управления процессами резания. При этом возникает необходимость разработки моделей и алгоритмов управления режимами резания в специфических условиях точения на станках с программным управлением. Точение жаропрочных сталей и сплавов в условиях нестационарного резания обуславливает необходимость разработки алгоритмов диагностики деформационных процессов и управления режимами резания с оперативным вводом соответствующих коррекций, реализация которых принципиально может быть обеспечена с использованием современных систем ЧПУ класса PCNC.

Цель работы. Повышение эффективности использования режущего инструмента на основе диагностики деформационных процессов в зоне резания и управления обработкой при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ.

Объектом исследований является накопление повреждений лезвий инструмента в процессе нестационарного резания при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с числовым программным управлением.

Предметом исследования является разрушение режущих лезвий и изменение их геометрических параметров, деформирование срезаемого слоя при точении жаропрочных сталей и сплавов, нагружение инструмента в процессе резания силовыми и температурными контактными нагрузками, а также формирование алгоритма управления и оперативный ввод коррекций в процесс обработки на станках с ЧПУ.

Методы исследования. При выполнении работы использованы основные положения, методология и методы технологии машиностроения, теории резания и теории автоматического управления, теории конечных пластических деформаций, теории прочности, фрактографии и механики разрушений, вычислительной математики, компьютерного моделирования и программирования, математической обработки результатов экспериментов.

Научная новизна.

1. Установлено, что при точении жаропрочных сталей и сплавов с переходом от образования сливной к образованию суставчатой стружки изменяется характер повреждений и преобладающим видом отказов твердосплавного инструмента вместо изнашивания становятся микро- и макровыкрашивания, проявляющиеся в виде множественных усталостных и смешанных 5 разрушений режущих лезвий. С использованием разработанной установки и метода лазерного сканирования в результате проведенных исследований получена модель формирования повреждений режущих лезвий и геометрических параметров — площади и объема повреждений, что позволяет определять интенсивность и энергию разрушений лезвийного твердосплавного инструмента в процессе точения жаропрочных сталей и сплавов.

2. С использованием положений теории конечных пластических деформаций научно обоснована, выдвинута и подтверждена результатами экспериментальных исследований гипотеза об условиях перехода от образования сливной к образованию суставчатой стружки при достижении конечных пластических деформаций удлинения в направлении формирующейся при резании жаропрочных сталей и сплавов текстуры стружки. Предложены математические модели и установлены параметры деформирования обрабатываемого материала в зоне резания, характеризующие условия этого перехода. Разработаны алгоритмы определения геометрических параметров формирующихся при этом элементов суставчатой стружки.

3. Создана кинематическая модель формирования суставчатой и элементной стружки при точении жаропрочных сталей и сплавов, что позволило схематизировать распределение напряжений, а также получить зависимости и соотношения величин параметров контактного взаимодействия в зоне резания и на рабочих поверхностях лезвий твердосплавного инструмента при его циклическом нагружении в процессе формировании элементов суставчатой стружки.

4. Разработана модель и алгоритмы расчета напряжений в зоне резания и на лезвии режущего инструмента, позволяющие определять распределение контактных нагрузок на рабочих поверхностях инструмента по данным о деформациях срезаемого слоя при точении. Результатами экспериментальных исследований подтверждено положение о том, что параметром, однозначно характеризующим величину и сочетание контактных нагрузок при точении, является кинематический относительный сдвиг, определяемый при резании через кинематическую усадку стружки.

5. Установлено, что при оценке прочности инструмента напряженное состояние режущего лезвия при точении жаропрочных сталей и сплавов в различных фазах формирования элементов суставчатой стружки описывается асимметричными циклами сложной системы напряжений. При этом работоспособность инструмента определяется кумулятивной функцией накопления повреждений Пальмгрена-Майнера, являющейся одновременно энергетической и вероятностной характеристикой прочности, а также удельным объемом и удельной работой разрушения лезвий твердосплавного инструмента.

6. Разработана модель и программно-аппаратное обеспечение, а также система диагностики и управления процессом резания на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC, обеспечивающие при деформировании срезаемого слоя с образованием суставчатой стружки стабилизацию силовых и температурных контактных нагрузок в процессе циклического нагружения режущего лезвия (в режиме ^ кш = const), что позволяет повысить работоспособность инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны методы и устройства для определения геометрических параметров повреждений лезвий режущего инструмента при его разрушениях, позволяющие прогнозировать интенсивность разрушений режущего инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ;

- реализована система оперативного измерения кинематической усадки стружки в процессе нестационарного резания, позволяющая использовать данные диагностики для стабилизации контактных напряжений и температуры на рабочих поверхностях лезвия инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках с ЧПУ;

- созданы конструкции сборного режущего инструмента, обеспечивающие повышение его работоспособности за счет рационального силового и температурного нагружения сменных режущих пластин (СРП); 7

- предложен программно-аппаратный комплекс диагностики и управления процессами деформирования срезаемого слоя при нестационарном резании, а также интерфейс оператора, включающий программные продукты для диагностики и ввода оперативных коррекций в режимы резания при точении жаропрочных сталей и сплавов на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались в период с 2005 по 2009 г.г. на: Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири», г. Тюмень, 2005; Региональной научно - практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону», г. Тюмень, 2005; Международной научно-технической конференции «Повышение качества продукции и эффективности производства», г. Курган, 2006; Международном форуме «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2006; Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации», г. Новосибирск, 2006; Региональной научно - практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону», г. Тюмень, 2006; Всероссийской научно - практической конференции «Инновационные технологии и экономика в машиностроении», г. Юрга, 2007; Международной научно - практической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении», г. Тюмень, 2008.

Исследования проводились при поддержке гранта Губернатора Тюменской области. Выполнение научных разработок в 2006 г. отмечено Дипломом победителя регионального конкурса научных работ по машиностроению.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены на предприятиях Тюменской области, а именно: ОАО «ТЮМЕНСКИЕ

АВИАДВИГАТЕЛИ», ОАО «ГРОМ», а также ООО «Сибинструментсервис».

При изготовлении деталей авиадвигателей и нефтегазового оборудования реализовано переоснащение токарных станков доработанными системами

ЧПУ класса PCNC и диагностическими модулями. Диагностика процесса ре8 зания и оперативный ввод коррекций в режимы обработки реализованы с использованием специализированного программно-аппаратного комплекса. При точении жаропрочных сталей и сплавов используются разработанные конструкции сборного инструмента и оперативное управление точением на станках с ЧПУ, что обеспечило наибольшую для конкретных условий эффективность обработки. Результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ, а также в курсовом и дипломном проектировании на выпускающих кафедрах машиностроительного профиля. .

Авторские разработки защищены патентами на изобретения: № 2309818, № 2311990, а также свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ: № 2007613348, № 2008610386, № 2008610388.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано с 2005 по 2009 г. в 17 печатных работах. В том числе 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 138 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Результатами экспериментальных исследований установлено и проведенным анализом производственных данных подтверждено, что при точении жаропрочных сталей и сплавов с переходом от образования сливной к образованию суставчатой стружки изменяется характер повреждений лезвий твердосплавного режущего инструмента и преобладающим видом отказов вместо изнашивания становятся множественные усталостные и смешанные разрушения лезвий. Использованная при оценке повреждений установка лазерного сканирования лезвий инструмента, оснащенная шаговым приводом и системой ЧПУ, обеспечивает с использованием специального программно — аппаратного комплекса получение моделей геометрических параметров разрушений, объема и площади образовавшейся при этом поверхности, что позволяет определять интенсивность разрушений лезвий твердосплавного инструмента при точении.

2. Научно обоснована и в результате экспериментальных исследований при точении жаропрочных сталей и сплавов с образованием суставчатой и элементной стружки подтверждена эффективность управления режимами резания путем стабилизации величин контактных напряжений и температур на рабочих поверхностях режущего лезвия инструмента, что обеспечивает повышение работоспособности режущего инструмента при нестационарном резании.

3. Установлены условия перехода от образования сливной к образованию суставчатой стружки при достижении конечных пластических деформаций удлинения обрабатываемых жаропрочных сталей и сплавов в направлении формирующейся при резании текстуры стружки. Создана кинематическая модель формирования суставчатой и элементной стружки, позволяющая определять геометрические параметры формирующихся при этом элементов, распределение напряжений в зоне резания и распределением контактных напряжений на рабочих поверхностях лезвий инструмента при его циклическом нагружении в процессе формирования элементов суставчатой стружки.

4. Установлено, что обобщающими параметрами, однозначно характеризующими величины и соотношения контактных напряжений и

132 температур на рабочих поверхностях лезвия инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов являются кинематический относительный сдвиг и кинематическая усадка стружки, что позволяет при их стабилизации в процессе нестационарного резания обеспечить постоянство условий нагружения лезвий инструмента и тем самым повысить надежность прогнозирования его работоспособности.

5. Показанно, что находящееся в сложном напряженном состоянии лезвие режущего инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов с образованием суставчатой стружки нагружается в различных фазах формирования элементов суставчатой стружки асимметричными циклами сложной системы напряжений. При этом адекватная оценка работоспособности твердосплавного инструмента осуществляется с использованием критерия прочности в виде кумулятивной функции накопления повреждений Пальмгрена - Майнера, которая одновременно сочетает энергетическую и вероятностную оценку интенсивности разрушений лезвий инструмента, что при нестационарном резании обуславливает необходимость стабилизации кинематической усадки стружки.

6. Разработаны оригинальные устройства и программные продукты для оперативной диагностики параметров деформирования срезаемого слоя в процессе резания, а так же конструкции сборного режущего инструмента, обеспечивающие рациональное нагружение сменных режущих пластин и повышение работоспособности инструмента при точении высокопрочных труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ.

7. Разработанная система диагностики и управления процессом точения на станках, оснащенных системой ЧПУ класса PCNC при использовании разработанных моделей и алгоритмов управления процессом резания в сочетании с программно — аппаратным сопровождением и интерфейсом оператора станка с ЧПУ обеспечивает повышение производительности и технико - экономическую эффективности обработки, а также работоспособности инструмента при точении жаропрочных сталей и сплавов.

1. Аваков А. А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов Текст. / А. А. Аваков. М.: Машгиз, I960.- 308 с. Адаптивное управление станками [Текст] / Под ред. Б. С. Балакши-на.- М.: Машиностроение, 1973. - 688 с.

2. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 279 с.

3. Артамонов Е.В. Прочность и работоспособность сменных твердосплавных пластин сборных режущих инструментов Текст. / Е.В. Артамонов.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. 192 с.

4. Артамонов Е.В., Исследование напряжений, деформаций и прочности сменных режущих пластин методом конечных элементов Текст. / Е.В. Артамонов, Т.Е. Помигалова, М.Х. Утешев. Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 147 с.

5. А. с. 901844 СССР, МКИ 001 К 7/02. Устройство для измерения температуры / Ю. И. Некрасов, Е. В. Артамонов, И. А. Ефимович, В. С. Воронов (СССР). № 2884590/18-10; Заявл. 19.02.80; Опубл. 30.01.82, Бюл. №4.

6. Базров Б. М. Адаптивное управление станками Текст. / Б. М.

7. Базров.- М.: Знание, 1975. 57 с.134

8. Безъязычный В.Ф. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей Текст. / В.Ф. Безъязычный, Т.Д. Кожина, А.В. Константинов и др. — М.: МАИ, 1993. — 184 с.

9. Бетанели А.И. Прочность и надежность режущего инструмента Текст. / А.И. Бетанели. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1973. - 302с.

10. Бобров В.Ф. Определение напряжений в режущей части металлорежущих инструментов Текст. / В.Ф. Бобров // Высокопроизводительное резание в машиностроении. М., 1966. - С. 233-228.

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

12. Великанов К.М. Экономичные режимы резания металлов Текст. / К.М. Великанов, В.И. Новожилов. М.: Машиностроение, 1972. - 120 с.

13. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями Текст. / А.С. Верещака. М.: Машиностроение, 1993. - 198 с.

14. Виноградов А.А. Определение оптимальной скорости резания по коэффициенту усадки стружки Текст. / А.А. Виноградов // «Станки и инструмент». 1991. - № 7. - С. 32-33.

15. Владимиров В.И. Физическая природа разрушения металлов. М.: Металлургия, 1984. - 280 с.

16. Грановский Г. И. О стойкости инструмента как исходном параметре135для расчета режимов резания Текст. / Г. И. Грановский // «Вестник машиностроения». 1965. - № 8. - С. 59- 64.

17. Гречишников В.А. Системы проектирования режущих инструментов Текст. / В.А. Гречишников. М.: ВНИИТЭМР, 1987. - №2. - 52 с.

18. Грубый С.В. Физическое моделирование процесса изнашивания твердосплавных резцов Текст. /С.В. Грубый // «Справочник. Инженерный журнал». 2002. - № 2. - С. 37 - 43.

19. Гольдшмидт М.Г. Деформация и напряжения при резании металлов Текст. / М.Г. Гольдшмидт. Томск, 2001. - 179 с.

20. Жуков Ю. Н. Механизм и схема стружкообразования при несвободном резании материала Текст. / Жуков Ю. Н.// «Известия вузов». -М.: Машиностроение, 1985. № 9. - С. 138 - 141.

21. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов Текст. / Н.Н. Зорев. М., Машгиз, 1956. - 367 с.

22. Использование станков с программным управлением / Под ред. В. Лесли. М.: Машиностроение, 1976. - 421 с.

23. Кабалдин Ю. Г. Построение перспективных систем управления металлорежущими станками на основе самоорганизации и принципов искусственного интеллекта Текст. / Ю.Г. Кабалдин, С.В. Биленко // «Вестник машиностроения». -2002. № 6. - С. 59-65.

24. Каминская В.В. Направления развития адаптивных систем управления для станков с ЧПУ Текст. / В.В. Каминская // «Станки и инструмент». 1973.- № 3. - С. 2 -4.

25. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента Текст. / П.Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1974. - 231 с.

26. Каширин А.И. К вопросу прочности режущей части инструмента при резании труднообрабатываемых сталей Текст. / А.И. Каширин// «Трение и износ при резании металлов». М.: Машгиз, 1955. - С. 5 -13.

27. Каяшев А.И. Методы адаптации при управлении автоматизированными станочными системами Текст. / А.И. Каяшев, В.Г. Митрофа136нов, А. Г. Схиртладзе. М.: Машиностроение, 1995. - 240 с.

28. Клушин М.И. Определение стойкости режущих инструментов, обеспечивающей получение максимально возможной прибыли и производительности общественного труда Текст. / М.И. Клушин, Г.В. Аносов // «Вестник машиностроения». 1970. - № 6. - С. 74-76.

29. Клушин М.И. Резание металлов / М.И. Клушин. М, 1958. - 454 с.

30. Когаев В.П. Прочность и износостойкость деталей машин Текст. / В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. -М: Высшая школа, 1991. 319 с.

31. Корытин A.M. Оптимизация управления металлорежущими станками Текст. / A.M. Корытин, Н.К. Шапарев. М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

32. Красильников В.А. Методика измерения контактных нагрузок на задней грани резца Текст. / В.А. Красильников, В.Н. Козлов, А.И. Подворчан // Исследования процесса резания и режущих инструментов. Томск, 1984. - С. 130-133.

33. Красулин Ю.Л. Структура и разрушение материалов из порошков тугоплавких соединений / Ю.Л. Красулин, С.М. Баринов, B.C. Иванов. -М: Наука, 1985.- 152 с.

34. Кривошей В.М. Экономика оптимального резания труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ Текст. / В.М. Кривошей, В.Л. Юрьев // Сборник научных трудов «Вопросы оптимального резания», вып.1. Уфа, 1976.-С. 71-79.

35. Куклин Л.Г. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента Текст. / Л.Г. Куклин, В.И.Сагалов, В.Б. Серебров-ский, С.П. Шабашов. М.: Машиностроение, 1968. - 140 с.

36. Куфарев Г.Л. Стружкообразование и качество обработанной поверхности при несвободном резании Текст. / Г.Л. Куфарев, К.Б. Океанов, В.А. Говорухин. Фрунзе, Изд-во Мектеп, 1970. - 170 с.

37. Ласуков А. А. Особенности обработки резанием жаропрочного сплава ЭИ698// Современная техника и технологии: Труды 8-й междунар. науч.-практ. конференции -. Томск, 2002.-Т.1. — С.174-175.

38. Ласуков А. А. Некоторые вопросы элементного стружкообразова-ния// Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Материалы 2-ой межрегиональной научно-практической конференции с международным участием. Бийск, 2002. — С.209-212.

39. Лебедев А А. Расчеты на прочность при сложном напряженном состоянии / А.А. Лебедев. Киев, 1968. - 68 с

40. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента Текст. / Т.Н. Лоладзе. -М.: Машиностроение, 1982. 317 с.

41. Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов Текст. / М.Г. Лошак. Киев: Наукова думка, 1984. - 328 с.

42. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания Текст. / А.Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1976. - 276 с.

43. Мартинов Г.М. Открытая система ЧПУ на базе общей магистрали Текст. / Г.М. Мартинов // «Автомобильная промышленность». -1997.-№4.-С. 31-34.

44. Матвеев М.Г. Моделирование информационных потоков технологического объекта управления Текст. / М.Г. Матвеев // Математическое моделирование технологических систем. Воронеж: ВГТА, 1995.-С. 34-41.

45. Мелихов В.В. Контактные процессы на задней поверхности режущего инструмента: Учебное пособие Текст. / В.В. Мелихов. Тюмень: ТГУ, 1989. - 112 с.

46. Механика разрушения: разрушение материалов / под ред. Д. Теплина. М.: Мир, 1979. - 240 с.

47. Михеев Ю.Е. Системы автоматического управления станками Текст. / Ю.Е. Михеев, B.JI. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

48. Молчанов Г.Н. Повышение эффективности обработки на станках с ЧПУ Текст. / Г.Н. Молчанов. М.: Машиностроение, 1979. - 204 с.

49. Моргунов А.П. Технологическое обеспечение надежности и долговечности в машиностроении Текст. / А.П. Моргунов. Омск: ОМПИ, 2000.- 100 с.

50. Наумов В.А. Основы надежности и долговечности в машиностроении Текст. / В.А. Наумов. Омск: ОМПИ, 1972. - 332 с.

51. Невельсон М.С. Анализ точности механической обработки с целью выбора типа корректирующей системы Текст. / М.С. Невельсон // «Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин». JL, 1970. - С. 309 - 317.

52. Некрасов Ю.И. Лазерная нанометрия деформирования режущего инструмента. Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. - 406 с.

53. Новиков Ю.В. Функциональные модули контрольно-измерительных систем на базе микро ЭВМ Текст. / Ю.В. Новиков // «Микропроцессорные средства и системы», 1990. № 3. - С. 75-77.

54. Обработка резанием высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных сталей /под ред. П. Г. Петрухи. М.: Машиностроение, 1980.- 167 с.

55. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов /под ред. Н.И. Резникова. М.: Машиностроение, 1972. - 199 с.

56. Опитц Г. Современная техника производства (состояние и тенденции) Текст. / Г. Опитц. М.: Машиностроение, 1975. - 280 с.

57. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента Текст. / В.А. Остафьев. М.: Машиностроение, 1979. - 168 с.

58. Полетика М.Ф. Стружкообразование при обработке жаропрочного сплава/ М.Ф. Полетика, А.И. Афонасов, А.А. Ласуков// Труды XIII научной конференции, посвященной 100-летию начала учеб. занятий ТПУ- Филиал ТПУ, Юрга, 2000. С.95.

59. Полетика М.Ф. Некоторые закономерности элементного стружкооб-разования при резании металлов/ М.Ф. Полетика, А.И. Афонасов, А.А. Ласуков// Известия ТПУ. Т. 305. - Вып.1, Томск 2002. - С.34-41.

60. Панфилова Н.Ю. Организация использования станков с программным управлением и их эффективность Текст. / Н.Ю. Панфилова // «Повышение эффективности эксплуатации станков с ЧПУ». Курган: НТО Машпром, 1978. - С. 7 - 12.

61. Панкин А.В. Обработка металлов резанием Текст. / А.В. Панкин. -М.: Машгиз, 1961.-288 с.

62. Петрушин С.И.* Введение в теорию несвободного резания материалов: Учебное пособие Текст. / С.И. Петрушин. — Томск: Изд. ТПУ, 1999.-97 с.

63. Петрушин С.И. Оптимальное проектирование рабочей части режущих инструментов Текст. / С.И. Петрушин. Томск: Изд. ТПУ, 2008.- 165 с.

64. Повышение эффективности эксплуатации станков с ЧПУ // Тезисы докладов зональной научно-технической конференции: Под ред. Ю.С. Шарина, JI.M. Сединкина. Курган: НТО Машпром, 1978. - 107 с.

65. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированныепроцессы резания Текст. / В.Н. Подураев. М.: Машиностроение,1411977.-303 с.

66. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента Текст. / М.Ф. Полетика. М.: Машиностроение, 1969. - 150 с.

67. Проников А.С. Программный метод испытания металлорежущих станков Текст. / А.С. Проников. М.: Машиностроение, 1985. - 288 с.

68. Проскуряков Н.А. Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ: кандидатская диссертация текст. / Н.А. Проскуряков. Тюмень: ТюмГНГУ, 2005.-218 с.

69. Путилова У.С. Взаимосвязь удельных сил резания и контактных напряжений при точении Текст. / У. Путилова, А. Смовж // Материалы международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. - С. 234 - 236.

70. Путилова У.С. Оценка прочностной надежности конструкций сборного режущего инструмента Текст. / У. Путилова // Матералы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». Новосибирск: НГТУ, 2006. - С. 26.

71. Путилова У.С. Прочность, надежность и эксплуатационный ресурс режущего инструмента: Учебное пособие Текст. / Некрасов Р.Ю., Путилова У.С./ Под ред. М.Х. Утешева. Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. -131 с.

72. Разрушение / Под ред. А.Ю Ишлинского. М: Мир, 1975. - 764 с.

73. Ратмиров В.А. Повышение точности и производительности станков с программным управлением Текст. / В.А. Ратмиров, И.Н. Чурин, C.JL Шмутер. М.: Машиностроение, 1970. - 343 с.

74. Решетов Д.Н. Современные направления развития станковедения Д.Н. Решетов, В.В. Каминская, А.И. Левин, В.Т. Портман // «Станки и инструмент». 1977. - № 6. - С. 4 -9.

75. Резание труднообрабатываемых материалов Текст. / П.Г. Петруха. — М.: «Машиностроение», 1969. — 175 с.

76. Резников А.Н. Теплофизика резания Текст. / А.Н. Резников. М.: «Машиностроение», 1972. - 287 с.

77. Розенберг A.M. Элементы теории процесса резания металлов Текст. / A.M. Розенберг, А.Н. Еремин. М.: Машгиз, 1956. - 318 с.

78. Розенберг Ю.А. Силы резания и методы их определения. Общие положения Текст. / Ю.А. Розенберг, С.И. Тахман: Учебное пособие,ЧI. Курган: КМИ, 1995.- 103 с.

79. Седов JI. И. Механика сплошной среды Текст. / JI. И.Седов. М, 1968.-441 с.

80. Серенсен С.В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению Текст. / С.В. Серенсен. -М, 1975. 192 с.

81. Силин С.С. Автоматическое управление процессами резания Текст. / С.С. Силин//«Станки и инструмент». 1971. - № 1. - С. 13-15.

82. Силич А.А. Технология обработки зубчатых колес цилиндрических передач Новикова Текст. / А.А. Силич. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2007.- 162 с.

83. Смолин Н.И. Исследование напряженно-деформированного состояния многогранных пластин применительно к вопросам прочности сборного режущего инструмента Текст. / Н.И. Смолин // Автореф. дисс. к.т.н. Омск, 1987. - 17 с.

84. Солод В.И. Автоматическое управление режимами резания металлов Текст. / В.И. Солод, В.В. Глушко, Г.Г. Гегелов. М.: Машиностроение, 1979.- 157 с.

85. Сосонкин В. Л. Концепция системы ЧПУ типа PCNC с открытой архитектурой. Текст. / В.Л. Сосонкин, Г.М Мартинов // «Станки и инструмент». 1998. - № 5. - С. 7-15.

86. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности отработки на станках с ЧПУ Текст. / В.К. Старков. М.: Машиностроение, 1984.- 120 с.

87. Сулига В.И. Системы автоматического управления резанием Текст. / В.И. Сулига, В.В. Глушко. Донецк: Донбасс, 1973. - 128 с.

88. Сызранцев В.Н. Расчет прочностной надежности изделий на основе методов непараметрической статистики Текст. / В.Н. Сызранцев, Я.П. Невелев, C.JI. Голофаст. Новосибирск: Наука, 2008. —218 с.

89. Талантов Н.В. Физические основы процессов резания, изнашивания и разрушения инструмента Текст. / Н.В. Талантов. Курган, 1992. -170 с.

90. Тахман С.И. Режимы резания и закономерности изнашивания твердосплавного инструмента Текст. / С.И. Тахман. М.: Машиностроение, 1992. - 240 с.

91. Тейлоръ Ф. Искусство ръзать металлы Текст. / Ф. Тейлор. СПб: Издание инженера JI.A. Левенстерна «Русская Скоропечатня», 1909. - 351 с.

92. Утешев М.Х. Методы повышения работоспособности инструментов Текст. / М.Х. Утешев: Учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. -112 с.

93. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента Текст. / Г.Л. Хает. М.: Машиностроение, 1975. - 166 с.

94. Хухлаев Е. Операционные системы реального времени и Windows NT Текст. / Е. Хухлаев // «Открытые системы». 1997. - № 5. - С. 48-51.

95. Шаламов В.Г. Исследование операции цилиндрического фрезерования узких поверхностей деталей, изготовленных из высокопрочной стали, подвергнутой ТМО Текст. / В.Г. Шаламов: Автореф. дисс. к.т.н. Челябинск. - 1978. - 20 с.

96. Шарин Ю.С. Обработка деталей на станках с ЧПУ Текст. / Ю.С. Шарин. М.: Машиностроение, 1983. - 117 с.

97. Экономическая эффективность станков с числовым управлением / Под ред. П.С. Мирошникова. Киев: Наукова думка, 1976. - 174 с.

98. Archibald F. R. Analysis of the Stresses in a Cutting Edge. «Trans, of the ASME», 1956, vol. 78, N 6, p. 1149 1154.

99. Boothroyd G. Temperatures in Ortogonal Metal Cutting. - "Proc. Inst.147

100. Mech. Eng.", London, v. 177, 1963, p. 144 152.

101. Centner R.M., Idelsohn I.M.- Adaptive Controller for a Metal Cutting Process.- "IEEE Transaction on Application and Industry", 1964, vol. 83, №72, p.154 161.

102. Chao B.T., Trigger K.I. Cutting temperatures and metalcutting of the ASME. - "Iornal of Enginieerung for Industry", 1959, v.81, Ser.B., № 2, p. 861 - 866.

103. Eberle I. Voraussetzungen, Stand und Ausblick beim Werkzeug fur NC - Werkzeugmachinen-"Machinenmarkt", 1973, 79, №68, 1477-1480.

104. Felten K. Entwicklung einer numerisch gesteuerten NC - Drehferti-gungszelle - "Technisches Zentralblatt fur praktische Metalbearbeitung". Ig. 71, № 10, p. 8-11.

105. Poch H., Hecher N.- Technologische und okonomische Betrachtungen zum Einsats der DFS 400 NC mit ACEMA- "Fertigungstechnik und Be-trieb", 1973, 23, № 1, 13 18.

106. Pekelharing A. J. The Exit Failure in Interrupted Cutting. — Annals of the CIRP. Manufacturing Technology, 1978, vol. 27/1, p. 5 10.

107. Tanaka Voschinobu, Ikawa Naoga, Vasugi Kuniharu Stress analysis in cutting edge Fundamental study of Cutting edge chipping. 1st. Report. Сеймицу Кикай, I. Jap. Soc. Precis. Eng., 1973, 39, № 10, 1055 1061.

108. Trent E. M. Metal Cutting. Butterworths & Ltd. London Boston, 1977, p. 203.

109. Въчков С.Г. Производительност, точност на обработка и надежност на металлорежещите машин. София: Държавно издательство «Техшка», 1980. - 244 с.

110. Wiebach H.G.- Einfuhrung in die Scnitt weroptimierung- "VDI-Z", 1978, 120, № 18, 825-829.

111. Zorev N. N., Uteschev M. Ch., Senjukov W. A., Institut Zniitmasch, Mos-kau. Untersuchung der Kontaktspannungen auf den Arbeitsflachen des Werkzeugs mit einer Schneidenabrundung. Annals of the CIRP vol. 20/1 1971.