Методология моделирования и исследование тепловых взаимодействий объектов, контактирующих при механической обработке в ультразвуковом поле тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, доктор технических наук Ковальногов, Владислав Николаевич

• Ковальногов, Владислав Николаевич
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Ковальногов, Владислав Николаевич

Список основных сокращений и условных обозначений

Введение

Глава 1. Проблема научного и технологического обеспечения эффективности механической обработки заготовок, выполняемой в условиях тепловых ограничений. Объект, цель и задачи исследований

1.1. «Тепловой барьер» как главный фактор, лимитирующий производительность механической обработки

1.2. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя заготовки при механической обработке, выполняемой в условиях тепловых ограничений

1.2.1. Качество поверхностного слоя деталей машин и его формирование при механической обработке

1.2.2. Особенности формирования качества поверхностного слоя заготовки, теплонагруженного при механической обработке

1.2.3. Перспективные направления технологического обеспечения качества поверхностного слоя при механической обработке заготовок.

1.3. Роль СОЖ в современном технологическом обеспечении качества и производительности механической обработки.

1.3.1. Физические явления в зонах резания с применением СОЖ

1.3.2. Тепловые ограничения, возникающие в связи с ресурсосберегающим применением СОЖ.

1.4. Применение ультразвуковых полей для повышения эффективности механической обработки.

1.4.1. Основные направления применения ультразвуковых полей при механической обработке.

1.4.2. Технологические возможности и перспективы применения модулированных ультразвуковых полей.

1.5. Проблема прогнозирования теплового взаимодействия в системе контактирующих при механической обработке объектов.

1.6. Выводы. Объект, цель и задачи исследований

Глава 2. Методология моделирования теплосилового взаимодействия объектов, контактирующих при механической обработке с применением ультразвуковых полей.

2.1. Принципы моделирования и базовая математическая модель теплосилового взаимодействия заготовки и инструмента при механической обработке.

2.2. Адаптация базовой модели применительно к характерным технологическим операциям механической обработки, выполняемым в условиях тепловых ограничений.

2.2.1. Глубокое сверление маломерных отверстий и внутреннее резьбонарезание

2.2.2. Поверхностное пластическое деформирование (на примере алмазного выглаживания).

2.2.3. Шлифование (на примерах схем круглого наружного, торцек-руглого и плоского торцового шлифования)

2.2.4. Теплофизические особенности высокоскоростного резания.

2.3. Уточнения базовой модели, учитывающие влияние технологических методов и приемов воздействия ультразвуковыми полями на теплосиловую напряженность в зоне обработки.

2.3.1. Силовая напряженность механической обработки с ультразвуковой активацией элементов технологической системы и СОЖ.

2.3.2. Теплоотдача к СОЖ при использовании ультразвуковой техники ее подачи в зону обработки

2.3.3. Гидродинамика СОЖ в капиллярно-пористом пространстве зон механической обработки при использовании ультразвука для интенсификации ее движения.

2.4. Адекватность предложенных моделей и расчетных методик.

2.5. Выводы.

Глава 3. Численное моделирование и исследование теплового взаимодействия контактирующих объектов при различных ультразвуковых воздействиях на заготовку, инструмент и СОЖ.

3.1. Базовая методика численного исследования

3.2. Шлифование с применением ультразвуковой техники подачи СОЖ

3.3. Шлифование с ультразвуковой непрерывной правкой абразивного круга алмазным роликом.

3.4. Глубокое сверление с ультразвуковой активацией СОЖ и элементов технологической системы

3.5. Эффективность защиты поверхностного слоя от термомеханических воздействий при механической обработке с применением СОЖ в ограниченном количестве.

3.5.1. Определение минимального расхода СОЖ, достаточного для защиты поверхностного слоя от термомеханических воздействий

3.5.2. Исследование условий и возможностей замены СОЖ ионизированным воздухом и аэрозолями

3.6. Выводы.

Глава 4. Теоретические основы технологического обеспечения качества поверхностных слоев деталей машин в условиях тепловой нагрузки при механической обработке заготовок в ультразвуковом поле.

4.1. Физическая модель формирования теплонагруженных поверхностных слоев заготовок при механической обработке. Расчет толщин характерных субслоев.

4.2. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния зоны механической обработки в условиях тепловой нагрузки

4.3. Математическое моделирование технологических остаточных напряжений в теплонагруженном поверхностном слое с учетом структурно-фазовых изменений и технологического наследования

4.4. Математическое моделирование глубины и степени упрочнения те-плонагруженного поверхностного слоя с учетом технологического наследования.

4.5. Математическое моделирование термических деформаций заготовок и точности механической обработки.

4.6. Адекватность предложенных моделей и расчетных методик.

4.7. Выводы.

Глава 5. Теоретико-экспериментальные исследования закономерностей технологического наследования свойств поверхностного слоя при механической обработке заготовок в ультразвуковом поле.

5.1. Схемы технологического наследования свойств поверхностного слоя заготовки при механической обработке.

5.2. Ультразвуковая релаксация и поверхностное пластическое деформирование как «барьеры» для технологического наследования растягивающих остаточных напряжений, сформированных в поверхностном слое шлифованной заготовки

5.2.1. Шлифование с последующей ультразвуковой релаксацией остаточных напряжений.

5.2.2. Шлифование с последующим алмазным выглаживанием, в том числе ультразвуковым.

5.2.3. Совмещенная обработка шлифованием и алмазным выглаживанием, в том числе ультразвуковым

5.3. Технологическое наследование остаточных напряжений в процессе изготовления валов с рациональным применением ультразвука

5.4. Выводы.

Глава 6. Технико-экономическая эффективность и использование результатов исследований в промышленности.

6.1. Новые технологии и техника для механической обработки заготовок в ультразвуковом поле.

6.1.1. Ультразвуковая техника подачи СОЖ в зоны шлифования

6.1.2. Ультразвуковая техника подачи СОЖ в зоны глубокого сверления и внутреннего резьбонарезания.

6.1.3. Технология и техника для ультразвукового снятия растягивающих технологических остаточных напряжений.

6.1.4. Технология и техника для ультразвукового выглаживания, в том числе совмещенного с шлифованием.

6.2. Результаты использования научных разработок диссертации.

6.3. Расчет экономической эффективности новых технологий и техники.

6.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методология моделирования и исследование тепловых взаимодействий объектов, контактирующих при механической обработке в ультразвуковом поле»

Технологическое обеспечение качества и повышение конкурентоспособности продукции машиностроения, являющиеся залогом устойчивого роста национальной экономики, неразрывно связаны с переходом на «высокие» технологии, отличающиеся интенсификацией производительности механической обработки, которая, по оценкам экспертов, в первой четверти нашего столетия должна вырасти вдвое [53]. Как правило, увеличение производительности обработки сопряжено с ростом теплообразования в зоне резания и увеличением тепловой нагрузки на поверхностные слои (ПС) заготовки и режущего инструмента, которая, в свою очередь, лимитирует период стойкости инструмента и качество обработанных деталей. Поэтому высокоэффективная реализация всех потенциальных возможностей механической обработки возможна лишь в условиях максимально допустимой (критической) тепловой нагрузки на ПС взаимодействующих при обработке объектов.

Качество машиностроительной продукции в значительной степени определяется физико-механическим состоянием ПС деталей машин, которое формируется в процессе их изготовления (особенно на заключительных его операциях) в результате сложного термомеханического взаимодействия заготовки, режущего инструмента, стружки, а также технологической (смазочно-охлаждающей) и окружающей сред в контактных зонах механической обработки. Поэтому для выпуска конкурентоспособной продукции современные процессы изготовления деталей машин должны включать технологические методы и приемы, обеспечивающие возможность направленного формирования качества ПС. В ряде случаев, особенно при изготовлении прецизионных деталей возникла необходимость разработки новых технологических методов и приемов (как правило, на основе концентрации физических принципов воздействия на объект обработки), препятствующих технологическому наследованию внесенных в теплонагруженный ПС изменений. Активно развивающееся в последние десятилетия новое в технологии машиностроения направление «инженерия поверхности» [164, 166, 167], предусматривающее изменение физико-механических и химических свойств ПС путем деформирования, модифицирования, нанесения пленок, покрытий или защитных слоев, не снижает, но, напротив, ужесточает требования к качеству ПС, формируемому механической обработкой как предшествующей, так и последующей.

Особую остроту научная проблема надежного технологического обеспечения эффективности механической обработки и заданного качества ПС деталей машин приобретает, если тепломассоперенос из зоны резания ограничен, и интенсивное теплообразование не компенсируется адекватным отводом теплоты. Избыточный тепловой поток, концентрирующийся в ПС заготовки, становится определяющим фактором в формировании его качества, способствуя нежелательным структурно-фазовым изменениям, выгоранию модифицирующих компонентов, отслоению покрытий, термопластическим деформациям, разупрочнению ПС и образованию в нем растягивающих остаточных напряжений, что в результате приводит к быстрой потере работоспособности детали даже при незначительных эксплуатационных нагрузках. Аналогичное воздействие избыточный тепловой поток, концентрирующийся в ПС инструмента, оказывает на его работоспособность и стойкость.

При этом в современных условиях стремление к увеличению производительности механической обработки входит в противоречие с все большим ухудшением условий тепломассопереноса из зон контакта режущего инструмента с заготовкой, которое обусловлено следующими новыми обстоятельствами.

Во-первых, стремлением к применению при механической обработке смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в ограниченном (вплоть до обработки всухую) количестве. В силу того, что СОЖ были и остаются наиболее эффективным средством защиты ПС заготовки и инструмента от деструктивных термомеханических воздействий в зоне обработки, до настоящего времени многие вопросы повышения производительности обработки, обеспечения стойкости режущего инструмента и качества обработанных деталей традиционно решали экстенсивно, путем увеличения расхода подаваемой СОЖ. Ограничение применения СОЖ обусловлено, с одной стороны, значительной долей затрат на СОЖ в себестоимости продукции машиностроения (до 17 %, что вчетверо больше затрат на режущий инструмент), а с другой — ужесточением требований к экологической чистоте промышленных производств (одним из основных загрязнителей окружающей среды являются именно СОЖ) [4, 207].

Второе обстоятельство состоит в увеличении доли деталей машин (особенно летательных аппаратов, судов и автомобилей), изготавливаемых из материалов с повышенными эксплуатационными свойствами и одновременно неблагоприятным с позиции обрабатываемости сочетанием теплофизиче-ских характеристик (теплопроводности, температуропроводности, теплоемкости). К таким материалам относятся высокопрочные, коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные стали и сплавы, титановые сплавы, сплавы с памятью, композиционные материалы и др. Так, по зарубежным данным, уже к концу прошлого столетия доля изделий из титановых сплавов в продукции авиационной промышленности достигла 50 %, а в автомобилестроении приблизилась к 25 % [117]. Отвод теплоты, образующейся при механической обработке заготовок из таких материалов, существенно ограничен их особыми теплофизическими свойствами, что часто приводит к образованию дефектов в ПС обработанных деталей и способствует быстрой потере работоспособности применяемого режущего инструмента.

Третье обстоятельство состоит в затруднении отвода образующейся теплоты вместе со стружкой как в связи с развитием ресурсосберегающих технологий получения заготовок, обеспечивающих максимальное приближение их формы к форме готовых деталей (а значит и уменьшение тепломассопере-носа в стружку), так и в связи с переориентацией на высокоскоростное резание, сопряженное с уменьшением толщины срезаемых слоев.

Перечисленные обстоятельства обостряют тепловые ограничения в зонах выполнения современных операций механической обработки. В связи с тенденцией к ограниченному применению СОЖ обозначилась также необходимость в организации эффективной тепловой защиты ПС контактирующих при механической обработке объектов как на основе интенсификации функциональных действий СОЖ, подаваемых в минимально необходимом количестве, так и за счет альтернативных технических и технологических решений, в частности, рационального применения энергии ультразвукового (УЗ) поля.

С учетом того, что эффективная реализация механической обработки, выполняемой в условиях тепловых ограничений, достигается при экстремальных тепловых нагрузках на ПС взаимодействующих при обработке объектов, научной основой такой реализации должна стать принципиально новая методология анализа тепловых взаимодействий, отличающаяся высокой точностью, ориентированностью на аналитический и имитационный подходы в решении взамен эмпирического, эвристичностью, адекватно отражающей существующие тенденции технического прогресса в машиностроении, и адаптируемостью к новым «высоким» технологиям.

Поэтому тема работы, направленная на разработку методологии моделирования теплового взаимодействия объектов, контактирующих при механической обработке, с целью исследования и повышения ее эффективности рациональным использованием энергии УЗ поля, является актуальной.

Работа выполнена в рамках госбюджетной научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» в составе НИР 205.03.01.011 «Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей автомобилей при высокопроизводительном шлифовании в процессах изготовления и ремонта» (2001 - 2002 гг.), НИР 205.03.01.003 «Технологическое обеспечение заданных эксплуатационных характеристик деталей наземных транспортных средств в процессах экологически чистого изготовления и ремонта» (2003 - 2004 гг.) и НИР 09.01.003 «Новые ультразвуковые ресурсосберегающие технологии механической обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов в машино- и приборостроении» (2003 — 2004 гг). Выполненные исследования поддержаны грантом Президента РФ по проекту № МК-2423.2008.8 «Ресурсосберегающее технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей транспортных, авиационных и космических систем при высокоскоростном формообразовании в процессе изготовления путем рационального применения ультразвука» (2008 — 2009 гг.), грантами Российского фонда фундаментальных исследований по проектам № 08-08-00200-а «Теплообмен в системе механически взаимодействующих объектов в условиях дозированной подачи в контактную зону смазочно-охлаждающей среды» (2008 - 2010 гг.) и № 09-08-97003-р «Разработка атермической технологии релаксации остаточных напряжений в шлифованных деталях машин и сварных металлоконструкциях на основе применения ультразвука» (2009 — 2010 гг.) и грантом Минобразования РФ на развитие приборной базы научных исследований подведомственных вузов (приказ № 1002 от 17.03.2003 г.).

Цель работы — повышение эффективности механической обработки заготовок за счет рационального применения энергии УЗ поля для минимизации теплообразования в зоне резания, интенсификации теплоотвода в СОЖ, а также для воздействия на процесс технологического наследования остаточных напряжений в теплонагруженном ПС.

Объектом настоящего исследования является ПС, формируемый на операциях механической обработки в УЗ поле, выполняемых в условиях тепловых ограничений, и наследуемый на последующих операциях.

Научную новизну работы составляют следующие результаты, полученные при достижении поставленной цели и выносимые автором на защиту:

1. Методология, математические модели и результаты исследования тепловых взаимодействий объектов, контактирующих при выполнении операций механической обработки в УЗ поле всухую и с применением СОЖ.

2. Математические модели и результаты теоретико-экспериментальных исследований возможности интенсификации проникающей способности, смазочного и охлаждающего действий СОЖ в контактных зонах механической обработки за счет введения энергии модулированного УЗ поля, а также новые способы (патенты РФ 2151044, 2152297) и реализующие их устройства (патенты РФ 2146601, 2157311, 2279963, 2284878) для подачи СОЖ.

3. Комплекс математических моделей, расчетных алгоритмов и результаты исследования формирования в процессе механической обработки теп-лонагруженных ПС заготовок с учетом технологического наследования: распределения технологических остаточных напряжений, степени разупрочнения, погрешностей формы и взаимного расположения обработанных поверхностей, обусловленных термическими деформациями.

4. Результаты теоретико-экспериментальных исследований процесса УЗ релаксации технологических остаточных напряжений в ПС заготовок, а также численного моделирования остаточных напряжений, наследуемых в технологическом процессе изготовления вала, с учетом УЗ релаксации и упрочнения выглаживанием.

Практическую полезность составляют:

1. Разработанный программно-информационный комплекс для тепло-физического анализа технологических операций механической обработки заготовок в УЗ поле и прогнозирования эффективности различных технологических методов и приемов тепловой защиты ПС с учетом управляющих воздействий ультразвуком.

2. Методики определения проникающей способности СОЖ и коэффициентов ее гидравлического сопротивления в капиллярно-пористом пространстве зон резания в условиях УЗ воздействий.

3. Новые УЗ технологии и техника упрочнения теплонагруженных ПС и релаксации технологических остаточных напряжений, способы шлифования (патент РФ 2276004) и выглаживания (патент РФ 2329131) в УЗ поле, способы и реализующая их техника подачи СОЖ в зоны шлифования, глубокого сверления и внутреннего резьбонарезания с наложением модулированных ультразвуковых колебаний (УЗК) на СОЖ и режущий инструмент (патенты РФ 2146601, 2151044, 2152297, 2157311, 2279963, 2284878).

Диссертация состоит из шести глав и имеет следующую структуру.

В первой главе дана оценка современного состояния проблемы научного и технологического обеспечения качества ПС деталей машин и эффективности механической обработки в контексте современных тенденций технического прогресса в машиностроении, поставлена цель и сформулированы задачи исследования. Проанализированы работы отечественных (В.И. Аверчен-ков, А.П. Бабичев, В.Ф. Безъязычный, И.А. Биргер, А.Г. Бойцов, H.H. Дави-денков, A.M. Дальский, И.В. Дунин-Барковский, Д.Г. Евсеев, В.В. Ефимов, Е.С. Киселев, A.B. Королев, Б.А. Кравченко, И.В. Крагельский, А.И. Марков, E.H. Маслов, A.A. Маталин, Н.В. Носов, A.B. Подзей, В.Н. Подураев,

A.Н. Резников, Э.В. Рыжов, А.Н. Сальников, С.С. Силин, В.М. Смелянский,

B.К. Старков, A.M. Сулима, А.Г. Суслов, JI.B. Худобин, П.С. Чистосердов, A.B. Якимов, П.И. Ящерицын и др.) и зарубежных (А. Адамсон, JI. Бергман, Ф. Боуден, В. Кениг, Д. Кумабэ, С. Малкин, Д. Тейбор, Т. Хасикадо и др.) ученых, логическим продолжением которых стало настоящее исследование.

Вторая глава посвящена разработке методологии моделирования и математических моделей теплового взаимодействия инструмента и заготовки в процессе механической обработки в УЗ поле. Разработаны базовая математическая модель, условия однозначности, адаптирующие ее применительно к ряду характерных технологических операций, эффективная реализация которых невозможна без применения СОЖ (шлифование, глубокое сверление отверстий малого диаметра, внутреннее резьбонарезание, выглаживание), и уточняющие с учетом влияния прогрессивных методов и приемов технологического воздействия на теплосиловую напряженность обработки, основанных на применении модулированных УЗ полей.

В основу разработанной методологии положен принцип системного те-плофизического анализа путем решения системы дифференциальных уравнений теплопроводности каждого из взаимодействующих при механической обработке объектов (заготовки и инструмента) в трехмерной нестационарной постановке с общим граничным условием в зоне контакта. В отличие от традиционных подходов, использование системного принципа и общего граничного условия зоны контакта исключает необходимость априорного определения долей теплоты, отводимых из зоны контакта в объекты системы, что обеспечивает повышенную достоверность и точность моделирования.

Разработанные математические модели и методология положены в основу программно-информационного комплекса для расчета трехмерных нестационарных температурных полей в заготовке и инструменте при механической обработке. Программно-информационный комплекс обеспечивает возможность автоматизированного интерактивного определения размеров и формы взаимодействующих объектов и зоны контакта, траектории их взаимного перемещения в процессе обработки, теплофизических свойств инструментального и обрабатываемого материалов и СОЖ (в том числе в зависимости от температуры), режима теплообмена в зоне контакта и на поверхностях анализируемой системы по заданным пользователем технологическим условиям обработки, включая параметры УЗ воздействий.

В заключительной части главы приведены результаты экспериментальной проверки адекватности теоретических разработок путем сопоставления результатов численного моделирования теплового состояния взаимодействующих при обработке объектов с результатами измерения методом полуискусственной термопары.

В третьей главе представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований и численного моделирования с помощью разработанного программно-информационного комплекса пороговых условий тепломассопе-реноса, при которых наиболее производительно обеспечивается заданный температурный режим обработки. Целью этих исследований было выявление технологических возможностей и определение технологической эффективности различных методов и средств защиты ПС от необратимого термомеханического воздействия на основе ресурсосберегающего применения СОЖ. Условия тепломассопереноса, ограничивающие производительность обработки определяли по результатам выполнения серии имитационных расчетов, в которой варьировали значениями элементов режима обработки (определяющими интенсивность съема материала) и управляющими параметрами технологических условий: параметрами техники подачи и составом жидких и газообразных смазочно-охлаждающих технологических средств; параметрами УЗ воздействий, сообщаемых технологической системе и СОЖ; параметрами техники стабилизации и восстановления режущей способности инструмента и др.

В этой же главе приведены алгоритм и результаты численного определения расхода СОЖ, минимально достаточного для обеспечения защиты ПС заготовки от деструктивного термомеханического воздействия в зоне обработки с применением УЗ полей, а также результаты исследования возможностей и условий замены СОЖ на операциях шлифования ионизированным воздухом и аэрозолями.

В четвертой главе сформулированы теоретические основы технологического обеспечения качества теплонагруженных ПС заготовок при механической обработке, использующие результаты моделирования теплосилового взаимодействия в технологической системе (по главе 2) и включающие комплекс физических и математических моделей и алгоритмов расчета для прогнозирования физико-механического состояния ПС (по параметрам технологических остаточных напряжений, глубины и степени упрочнения, термических деформаций), формирующегося в условиях тепловой нагрузки при механической обработке.

Приведены результаты экспериментальной проверки адекватности теоретических разработок с использованием современных методик неразру-шающего измерения остаточных напряжений.

Пятая глава посвящена моделированию и исследованию закономерностей технологического наследования изменений (прежде всего, растягивающих остаточных напряжений, негативно влияющих на эксплуатационные свойства деталей машин), внесенных в теплонагруженные при механической обработке ПС заготовок. Приведены результаты теоретико-экспериментального исследования процесса УЗ релаксации технологических остаточных напряжений, в том числе с использованием модулированных колебаний, а также результаты исследования технологической эффективности УЗ релаксации при различных технологических маршрутах последующей обработки.

Последняя, шестая глава диссертации посвящена технико-экономической эффективности использования результатов исследований и конструкторских разработок в промышленности. В ней дано описание предлагаемой к внедрению в промышленности новой ресурсосберегающей техники, обеспечивающей повышение эффективности механической обработки в условиях тепловых ограничений и включающей устройства для подачи СОЖ в контактные зоны механической обработки, для реализации УЗ технологий глубокого сверления отверстий малого диаметра и внутреннего резьбонареза-ния, выглаживания с созданием регулярных микрорельефов и совмещенной (резанием и поверхностным пластическим деформированием) обработки заготовок, а также устройства для релаксации технологических остаточных напряжений. Приведены результаты исследования ее технологической эффективности, выявлены основные источники и структура составляющих экономической эффективности и приведено экономическое обоснование использования разработок соискателя в производственных условиях.

В заключении изложены основные результаты исследований и показаны пути дальнейшего использования полученных результатов для совершенствования существующих и создания новых технологий механической обработки заготовоканичений.

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Ульяновского государственного технического университета.

Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору Е.С. Киселеву за помощь и поддержку в многолетней работе.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Ковальногов, Владислав Николаевич

6.4. Выводы

1. Для реализации в промышленности предложена гамма устройств и технологий, обеспечивающих качество деталей машин и производительность механической обработки заготовок в УЗ поле. Новая УЗ техника экспонировалась и удостоена дипломов международной специализированной выставки «Современные технологии обработки материалов, интеллектуальные станочные системы, оборудование, приборы и инструмент - ТЕХНОФОРУМ-2007» (Москва, 2007), VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций «ИнновЭкс-2008» (Москва, ВВЦ, 2008). Проект «Технология и техника для ультразвукового атермического снятия технологических остаточных напряжений в шлифованных деталях машин и сварных металлоконструкциях» стал лауреатом Ульяновского областного конкурса «Лучший инновационный проект 2007».

2. Источниками экономической эффективности использования в промышленности новой УЗ техники являются: увеличение периода стойкости режущих инструментов, шлифовальных кругов, алмазных правящих инструментов, алмазных выглаживателей; сокращение числа переточек и правок инструментов; интенсификация режима обработки и повышение производительности труда. Срок окупаемости новой техники не превышает 1,5 лет.

3. Основные теоретические положения работы подтверждены результатами промышленных испытаний на ОАО «Автодизель» (г. Ярославль), ОАО «Автодеталь-Сервис», ЗАО «Авиастар-СП», ЗАО «НПП «Волга-Экопром», ОАО «Утес», ОАО «Ульяновский патронный завод», ОАО «Ульяновский механический завод», ЗАО «Криушинская судоремонтная компания» (все -г. Ульяновск), ООО «Димитровградский инструментальный завод» (г. Ди-митровград), ОАО «Спецоборудование» (г. Киров), ЗАО «Кардан» (г. Сызрань). Фактический совокупный годовой экономический эффект от внедрения разработанных в рамках выполнения диссертации новой УЗ техники и программно-информационного комплекса для тепло физического анализа составил около 450 тысяч рублей.

Заключение

Основным результатом аналитических и экспериментальных исследований, представленных в настоящей работе, является методология моделирования тепловых взаимодействий объектов, контактирующих при выполнении технологических операций механической обработки в УЗ поле всухую и с применением СОЖ, реализованная и апробированная в виде программно-информационного комплекса.

В ходе разработки новой методологии и на основе ее использования получены следующие основные научные выводы и практические решения:

1. В основу разработанной методологии моделирования положен принцип системного анализа тепловых взаимодействий контактирующих при механической обработке объектов путем совместного решения дифференциальных уравнений теплопроводности с общим граничным условием в зоне контакта. Закономерности влияния УЗ полей на теплообразование и теплоотдачу в анализируемой системе объектов учтены полученными аналитически и экспериментально условиями однозначности. В результате исключена необходимость априорного определения долей теплоты, отводимых в контактирующие объекты и в СОЖ, что обеспечивает повышенную достоверность и точность моделирования.

2. Разработаны: базовая математическая модель теплового взаимодействия контактирующих объектов при механической обработке в УЗ поле; методика ее адаптации применительно к операциям шлифования, глубокого сверления, внутреннего резьбонарезания и выглаживания; методика и алгоритмы численного расчета нестационарных температурных полей в системе объектов, контактирующих при выполнении операций механической обработки в УЗ поле. Тем самым обеспечена возможность количественного анализа тепловых ограничений, характеризующих процесс обработки, с последующей выработкой технологических решений по повышению ее эффективности рациональным использованием энергии УЗ полей. Адекватность разработок подтверждена удовлетворительным согласованием расчетных и экспериментальных результатов.

3.На основе теоретических и экспериментальных исследований возможной интенсификации в УЗ поле проникающей способности СОЖ в капиллярно-пористом пространстве контактных зон механической обработки впервые получены значения коэффициентов гидравлического сопротивления, позволяющие рассчитать расход СОЖ через зону обработки с учетом воздействия на СОЖ УЗК, в том числе модулированными. Установлено, что именно модулированные колебания наиболее эффективно снижают гидравлическое сопротивление СОЖ в капиллярно-пористом пространстве, способствуя многократному увеличению полезного расхода жидкости непосредственно через зону обработки без увеличения ее общего расхода и усилению тем самым охлаждающего действия СОЖ. Таким образом, созданы предпосылки заметного увеличения производительности обработки.

4. На основе предложенной методологии и разработанных математических моделей, методик и алгоритмов численно проанализированы тепловые ограничения при механической обработке в УЗ поле с применением СОЖ. Установлена возможность увеличения производительности обработки по машинному времени до 2 раз и более без изменения качества деталей и периода стойкости инструмента, либо резкого увеличения периода стойкости инструмента при сохранении заданного режима обработки. По результатам исследований разработаны новые способы и реализующая их техника для эффективной подачи СОЖ в зоны шлифования, глубокого сверления и внутреннего резьбонарезания с наложением модулированных УЗК на СОЖ и режущий инструмент (патенты РФ 2146601, 2151044, 2152297, 2157311, 2279963 и 2284878).

5. В результате экспериментального исследования процесса УЗ релаксации растягивающих технологических остаточных напряжений, формирующихся в теплонагруженных при механической обработке ПС заготовок, подтверждена гипотеза о предпочтительности применения для релаксации частотно-модулированных УЗ полей. Получены количественные данные по эффективности УЗ релаксации остаточных напряжений в зависимости от ее продолжительности, усилия прижима волновода, параметров УЗ воздействия.

6. На основе разработанного комплекса математических моделей и алгоритмов расчета параметров состояния теплонагруженного ПС, с использованием полученных экспериментальных данных выполнены исследования процесса формирования теплонагруженных ПС заготовок при механической обработке в УЗ поле с учетом технологического наследования и решен ряд частных задач: разработаны технологические рекомендации по минимизации термических деформаций, выполнению УЗ релаксации и совмещенной обработки; предложены новые способы шлифования (патент РФ 2276004) и выглаживания (патент РФ 2329141) в УЗ поле.

7. Основные теоретические положения работы подтверждены результатами промышленных испытаний. Фактический совокупный годовой экономический эффект от внедрения разработанных в рамках выполнения диссертации новой УЗ техники и программно-информационного комплекса для те-плофизического анализа составил около 450 тысяч рублей.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Ковальногов, Владислав Николаевич, 2009 год

1. Алексеев, Н.М. Новое о структурных особенностях изнашивания твердых тел // Трение и износ. 1989. - Т. 10. - № 2. - С. 197 - 205.

2. Алифанов, А .Я. Основные принципы классификации электрофизических, электромеханических и комбинированных методов обработки // Вестник машиностроения. 1993. — № 5-6. — С. 41 — 44.

3. Аскинази, А.Е. СОЖ и методы обеспечения экологической безопасности при механической обработке / А.Е. Аскинази, М.Б. Гатовский, Б.И. Черпаков // СТИН, 1998. № 10. - С. 34 - 39.

4. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. — М.: Машиностроение, 1989. — 197 с.

5. Бабей, Ю.И. Физические основы импульсного упрочнения стали и чугуна. Киев: Наукова думка, 1988. - 238 с.

6. Басов, К.А. ANSYS: Справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. - 640 с.

7. Безъязычный, В.Ф. Влияние качества поверхностного слоя после механической обработки на эксплуатационные свойства деталей машин // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2001. - № 4. - С. 9 - 17.

8. Безъязычный, В.Ф. Влияние температурных деформаций детали и резца на точность обработки машин / В.Ф. Безъязычный, Т.А. Скитева // Вестник машиностроения, 1993. — № 5-6. С. 17 — 19.

9. Безъязычный, В.Ф. Оптимизация технологических условий механической обработки деталей авиационных двигателей / В.Ф. Безъязычный, Т.Д. Кожина, Ю.П. Чистяков и др. М.: Изд-во МАИ, 1992. - 183 с.

10. Безъязычный, В.Ф. Управление процессом обработки для обеспечения качества поверхностного слоя // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002.-№9.-С. 14-16.

11. Белов, C.B. Пористые материалы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1981.-248 с.

12. Бергман, Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. — М.: Иностранная литература, 1957. 728 с.

13. Берштейн, М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. — М.: Металлургия, 1986. 596 с.

14. Бирюков, Б.Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. -М.: Машиностроение, 1981. — 128 с.

15. Бурлаченко, О.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств сопряжений оборудования на основе системы комплексных воздействий. Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Саратовский гос. техн. унив. Саратов, 2004. - 354 с.

16. Васин, С.А. Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании / С.А. Васин, А.С. Верещака, B.C. Кушнер. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-448 с.

17. Вагапов, И.К. Нелинейные эффекты в ультразвуковой обработке. — Минск: Наука и техника, 1987. 159 с.

18. Вероман, В.Ю. Метод измерения амплитуды и исследования формы колебаний ультразвуковых инструментов // Ультразвуковая техника, 1964. — № 4. С. 20-24.

19. Волков, С.А. Технико-экономическое обеспечение заданных эксплуатационных свойств деталей машин // Инженерия поверхности. Приложение № 7 к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2003. - № 7. - С. 17 - 20.

20. Воронцов, А.Л. Новая теория резания / А.Л. Воронцов, Н.М. Султан-заде, А.Ю. Альбагичиев // Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2007. - № 9. - 24 с.

21. Гершгал, Д.А. Ультразвуковая технологическая аппаратура / Д.А. Герш-гал, В.М. Фридман. М.: Энергия, 1976. - 320 с.

22. Глебов, С.Ф. Теория наивыгоднейшего резания металлов. М.-Л.: ОН-ТИ, 1936.

23. Годлевский, В.А. Повышение эффективности и качества обработки материалов резанием путем управления смазочным действием СОТС. Дис. докт. техн. наук: 05.02.08 / Ивановский госуд. унив. — Иваново, 1995. — 556 с.

24. Горленко, А.О. Инженерия криволинейных поверхностей трения // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2001. -№ 10. - С. 6 - 8.

25. Гудков, В.В. Перспективы использования электрофизических, электрохимических и комбинированных методов формообразования поверхностей деталей в машиностроении / В.В. Гудков, H.A. Петров. М.: НИИ-маш, 1981.- 64 с.

26. Дальский, A.M. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин. — М.: Машиностроение, 1975. 222 с.

27. Дель, Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1979. - 144 с.

28. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1981. — 244 с.

29. Дитман, К. Высокоскоростное шлифование — современный метод обработки металлов резанием / К. Дитман, К. Гюринг (ФРГ) // СТИН. — 1988. -№ 12.-С. 21-24.

30. Дроздов, Ю.Н. Использование комбинированных технологических методов обработки для повышения износостойкости деталей машин /Ю.Н. Дроздов, С.Б. Усов // Вестник машиностроения, 1985. № 10. — С. 9-10.

31. Евсеев, Д.Г. Физические основы процесса шлифования / Д.Г. Евсеев, А.Н. Сальников. Саратов: СГУ, 1978. - 128 с.

32. Евсеев, Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Саратов: СГУ, 1975. - 128 с.

33. Ефимов, В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. — Саратов: СГУ, 1992. 132 с.

34. Ефимов, В.В. Научные основы повышения технологической эффективности СОЖ на операциях шлифования. Дис. . д-ра техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Ульяновский политехи, институт. Ульяновск, 1988. - 472 с.

35. Ефимов, В.В. Научные основы техники подачи СОЖ при шлифовании. — Саратов: СГУ, 1985. 140 с.

36. Жабокрицкий, P.A. Контроль температуры шлифования эффективный способ повышения качества изделий. - Киев: Знание, 1983. - 16 с.

37. Зарембо, JI.H. Введение в нелинейную акустику / JI.H. Зарембо, В.А. Красильников. М.: Наука, 1966. - 519 с.

38. Зорев, H.H. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Маш-гиз, 1956.-368 с.

39. Иванов, С.Ю. Скан-идентификация технологических остаточных напряжений (СИТОН). Приборы и ИВК / С.Ю. Иванов, В.И. Прима // Приборы и комплексы контроля качества машин. СПб.: НПЦ Контакт, 1995.-С. 14-17.

40. Иванов, С.Ю. Измерительно-вычислительный комплекс скан-идентифи-кации технологических остаточных напряжений / С.Ю. Иванов, В.И. Прима // Тяжелое машиностроение, 1995. — № 12. С. 14-17.

41. Ионов, В.Н. Динамика разрушения деформируемого тела / В.Н. Ионов, В.В. Селиванов. -М.: Машиностроение, 1987. — 272 с.

42. Каплун, А.Б. ANSYS в руках инженера: Практическое руководство / А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Олферьева. М.: Едиториал УРСС, 2003.-272 с.

43. Карпенко, Г.В. Влияние механической обработки на прочность и выносливость стали. М.-Киев: Машгиз, 1959. — 185 с.

44. Качанов, JIM. Основы теории пластичности. — М.: Наука, 1969. 420 с.

45. Качество машин: Справочник в 2 т. Т. 1 / А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, H.A. Виткевич и др. — М.: Машиностроение, 1995. 256 с.

46. Качество машин: Справочник в 2 т. Т. 2 / А.Г. Суслов, Ю.В. Гуляев, A.M. Дальский и др. М.: Машиностроение, 1995. - 430 с.

47. Киселев, Е.С. Интенсификация процессов механической обработки рациональным использованием энергии ультразвукового поля. — Ульяновск: УлГТУ, 2003. 186 с.

48. Киселев, Е.С. Использование ультразвука для усиления проникающей способности СОЖ при глубоком сверлении маломерных отверстий / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, М.В. Табеев // Вестник УлГТУ, 2004. -№2.-С. 33-36.

49. Киселев, Е.С. Использование ультразвука при обработке заготовок шлифованием и алмазным выглаживанием / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, З.В. Степчева // Упрочняющие технологии и покрытия, 2007. — № 8. — С. 43-53.

50. Киселев, Е.С. Механическая обработка заготовок в условиях критического тепломассопереноса / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов. М.: РАН, 2008.-250 с.

51. Киселев, Е.С. Научные основы и технология применения смазочно-ох-лаждающих технологических средств при механической обработке: сборник учебно-исследовательских лабораторных работ / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов. Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 58 с.

52. Киселев, Е.С. Научные основы и технология шлифования заготовок: сборник учебно-исследовательских лабораторных работ / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов. Ульяновск: УлГТУ, 2006. — 52 с.

53. Киселев, Е.С. Повышение эффективности шлифования заготовок с помощью ультразвука / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, А.Н. Тулисов // Автомобильная промышленность. № 4. - 2001. — С. 37 - 38.

54. Киселев, Е.С. Применение ультразвуковой техники подачи СОЖ для повышения эффективности плоского шлифования с непрерывной правкой круга / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, A.A. Яшин // СТИН, 2006. — № 10.-С. 33-36.

55. Киселев, Е.С. Реализация потенциала функциональных действий СОЖ при механической обработке на основе рационального примененияультразвука / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов // Вестник двигателе-строения. Запорожье: Мотор Сич, 2007. - № 2. - С. 112-117.

56. Киселев, Е.С. Тепловая напряженность и эффективность плоского торцового шлифования с применением в качестве СОТС ионизированного воздуха / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, В.А. Коршунов // Вестник машиностроения, 2007. № 8. - С. 59 - 61.

57. Киселев, Е.С. Теплофизика правки шлифовальных кругов с применением СОЖ. Ульяновск: УлГТУ, 2001.-170 с.

58. Киселев, Е.С. Теплофизический анализ концентрированных операций шлифования / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов. — Ульяновск: УлГТУ, 2002.- 140 с.

59. Киселев, Е.С. Технологическое обеспечение качества деталей с биметаллическими поверхностными слоями в процессе механической обработки / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, В.А. Коршунов // Упрочняющие технологии и покрытия, 2008. № 3. - С. 29 - 33.

60. Киселев, Е.С. Ультразвуковая обработка СОЖ при шлифовании заготовок деталей / Е.С.-Киселев, В.Н. Ковальногов, А.Н. Унянин // Автомобильная промышленность, 2001. № 4. - С. 37 - 38.

61. Киселев, Е.С. Ультразвуковая релаксация технологических остаточных напряжений в шлифованных деталях / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, A.A. Яшин // СТИН, 2006. № 1. - С. 18 - 21.

62. Киселев, Е.С. Ультразвуковое снятие технологических остаточных напряжений / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов // Техномир, 2008. № 2 (38).-С. 44-45.

63. Киселев, Е.С. Численное моделирование тепловых процессов при совмещенном шлифовании с применением ультразвуковой техники подачи СОЖ / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов // Изв. вузов. Машиностроение, 2000. -№ 3. С. 65-71.

64. Киселев, Е.С. Эффективность использования энергии ультразвукового поля при глубоком сверлении отверстий малых размеров / Е.С. Киселев, М.В. Табеев// Справочник. Инженерный журнал, 2007. -№ 9.-С. 24-33.

65. Киселев, Е.С. Эффективность применения новой ультразвуковой техники подачи СОЖ при совмещенном и фасонном шлифовании заготовок / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, А.Н. Унянин // Вестник машиностроения, 2001. -№ 1.-С. 48-50.

66. Ковальногов, В.Н. Исследование термических деформаций при сверлении группы высокоточных отверстий / В.Н. Ковальногов, Ю.А. Полуэк-тов // Вестник УлГТУ, 2007. № 4. - С. 45 - 48.

67. Ковальногов, В.Н. Минимизация расхода СОЖ при шлифовании с ультразвуком // Справочник. Инженерный журнал, 2007. — № 7. — С. 17 — 21.

68. Ковальногов, В.Н. Теплофизический анализ как основа проектирования композиционных шлифовальных кругов / В.Н. Ковальногов, С.М. Ми-хайлин // Изв. вузов. Машиностроение, 2006. № 3. - С. 53 - 65.

69. Ковальногов, В.Н. Эффективность комбинированной обработки прецизионных валов точением и алмазным выглаживанием // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: международный сборник научных трудов. Донецк: ДНТУ, 2007. - Вып. 34. - С. 109 - 114.

70. Ковальногов, H.H. Пограничный слой в потоках с интенсивными воздействиями. Ульяновск: УлГТУ, 1996. - 246 с.

71. Ковальногов, H.H. Управление турбулентным переносом в пограничном слое посредством наложенных периодических воздействий / H.H. Ковальногов, В.Н. Ковальногов, Е.Д. Надысева, О.Ю. Шахов // Изв. вузов. Авиационная техника, 1998. № 1. — С. 49 - 53.

72. Колубаев, A.B. Изменение структуры поверхности металлических материалов при трении с высокими нагрузками. Дис. . докт. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. — Томск, 1996.-292 с.

73. Королев, A.B. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. — Саратов: СГТУ, 1975. — 192 с.

74. Корчак, С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. - 280 с.

75. Кравченко, Б.А. Термопластическое упрочнение — резерв повышения прочности и надежности деталей машин / Б.А. Кравченко, В.Г. Круцило, Г.Н. Гутман. Самара: СамГТУ, 2000. - 216 с.

76. Кравченко, Б.А. Теория формирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке. Куйбышев: КПтИ, 1981. - 90 с.

77. Кравченко, Б.А. Физические аспекты теории процесса резания металлов / Б.А. Кравченко, А.Б. Кравченко. Самара: СамГТУ, 2002. - 167 с.

78. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагель-ский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. -М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

79. Кремень, З.И. Технология шлифования в машиностроении / З.И. Кремень, В.Г. Юрьев, А.Ф. Бабошкин. СПб.: Политехника, 2007. - 424 с.

80. Кузнецов, В.Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов. Избранные труды. М.: Наука, 1977. - 310 с.

81. Кулаков, Ю.М. Предотвращение дефектов при шлифовании / Ю.М. Кулаков, В.А. Хрульков, И.В. Дунин-Барковский. — М.: Машиностроение, 1975.- 144 с.

82. Кумабэ, Д. Вибрационное резание / Перевод с яп. C.JI. Масленникова; Под ред. И.И. Портнова и В.В. Белова. М.: Машиностроение, 1985. — 424 с.

83. Латышев, В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985.-64 с.

84. Лоладзе, Т.Н. Износ алмазов и алмазных кругов / Т.Н. Лоладзе, Г.В. Бо-кучава. М.: Машиностроение, 1967. - 113 с.

85. Макаров, А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1974.-250 с.

86. Макаров, В.Н. Термомеханика высокоскоростной лезвийной обработки / В.Н. Макаров, С.Л. Проскуряков // Вестник машиностроения. 1993. — №5-6.-С. 28-29.

87. Малыгин, Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов / Успехи физических наук. Т. 69. - № 9, 1999. - С. 979 — 1010.

88. Марков, А.И. Влияние вынужденных ультразвуковых колебаний малой амплитуды на процесс резания металлов // В кн. «Развитие теории и практики внедрения ультразвуковой технологии в машиностроении». — М.: Машиностроение, 1965. С. 126 - 136.

89. Марков, А.И. Кинематика процесса резания при возбуждении ультразвуковых колебаний инструмента // Ультразвуковая техника, 1964. № З.-С. 22-23.

90. Марков, А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1968. - 266 с.

91. Марков, С.Г. Механическая обработка титановых сплавов. Рига: МИПКСНХ Латв. ССР, 1983.-40 с.

92. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. — с.

93. Маслов, E.H. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974.-320 с.

94. Маталин, A.A. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин. М.-Л.: Машгиз, 1956. — 252 с.

95. Маталин, A.A. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. — Л.: Машиностроение, 1970. — 320 с.

96. Нерубай, М.С. Резание жаропрочных и титановых сплавов с помощью ультразвука. Куйбышев: Куйбышевское книжное изд-во, 1964. — 46 с.

97. Нерубай, М.С. Ультразвуковая механическая обработка и сборка / М.С. Нерубай, Б.Л. Штриков, В.В. Калашников. — Самара: Кн. изд-во, 1995.-191 с.

98. Нерубай, М.С. Формирование остаточных напряжений при комбинированном электромеханическом и ультразвуковом упрочнении / М.С. Нерубай, А.П. Овчинников // Поверхностное упрочнение деталей машин и инструментов. Куйбышев: КуАИ, 1976. — С. 71 -74.

99. Овсеенко, А.Н. Технологические проблемы обеспечения качества поверхностного слоя деталей машин // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002. - № 9. - С. 10 - 12.

100. Островский, Л.А. Введение в теорию модулированных волн /Л.А. Островский, А.И. Потапов. М.: Физматлит, 2003. - 400 с.

101. Панин, В.Е. Поверхностные слои нагруженных твердых тел как мезо-скопический структурный уровень деформации // Физическая мезомеха-ника 2001. - Т. 4.-№3.-С. 5-22.

102. Панин, В.Е. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е. Панин, Ю.В. Гриняев, В.И. Данилов и др. — Новосибирск: Наука, 1990.-225 с.

103. Патент РФ 2146601. Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, Д.Г. Нечаев, В.Н. Ковальногов // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2000. — №8.-4.1.-C. 134.

104. Патент РФ 2151044. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, В.И. Деревянко, В.Н. Ковальногов, A.B. Семенов // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». — 2000. № 17. - Ч. II. - С. 338.

105. Патент РФ 2152297. Способ подачи смазочно-охлаждающей жидкости / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, A.B. Семенов, В.Н. Ковальногов, В.И. Дере-вянко // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». — 2000. № 19. - Ч. III. - С. 422.

106. Патент РФ 2157311. Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, В.Н. Ковальногов, Д.Е. Нечаев // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2001. — №28.-4. И.-С. 221.

107. Патент РФ 2164855. Устройство для непрерывной правки шлифовального круга / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин, А.Н. Тулисов, С.Е. Королев, В.Н. Ковальногов // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели».-2001.-№ 10.-Ч. I.-C. 203.

108. Патент РФ 2276004. Способ шлифования / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, М.А. Чудинов // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2006. - № 13. - Ч. III. - С. 863.

109. Патент РФ 2279963. Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости при обработке отверстий малого диаметра / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, М.В. Табеев // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2006. - № 20. - Ч. I. - С. 250.

110. Патент РФ 2284878. Устройство для подачи смазочно-охлаждающих жидкостей при обработке отверстий малого диаметра / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, М.В. Табеев // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2006. -№ 28. - Ч. I. - С. 132.

111. Патент РФ 2329131. Способ создания регулярного микрорельефа на цилиндрических заготовках / Е.С. Киселев, В.Н. Ковальногов, З.В. Степче-ва // Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». — 2008. № 20. - Ч.Ш - С. 841 - 842.

112. Пилинский, В.И. Исследование температур при абразивном шлифовании быстрорежущих сталей / В.И. Пилинский, C.B. Николаев // Теплофизика технологических процессов: сборник научных трудов. Саратов: СГУ, 1973. - Вып. 1.-С. 69-74.

113. Подзей, A.B. Технологически остаточные напряжения. — М.: Машиностроение, 1973. 305 с.

114. Подосенова, H.A. Тепловые явления при шлифовании закаленной стали // Качество поверхностей деталей машин. — М.: Изд-во АН СССР, 1959.-С. 41-45.

115. Подураев, В.Н. Обработка резанием с вибрациями. -М.: Машиностроение, 1970.-352 с.

116. Подураев, В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1974. - 252 с.

117. Подураев, В.Н. Улучшение охлаждающих свойств СОЖ при возбуждении ультразвуковых колебаний / В.Н. Подураев, A.A. Суворов, Г.С. Ов-сепян // Станки и инструмент, 1975. № 6. - С. 31 - 32.

118. Полухин, П.И. Физические основы пластической деформации / П.И. По-лухин, С.С. Горелик, K.M. Воронцов. -М.: Металлургия, 1982. 584 с.

119. Прокофьев, А.Н. Инженерия резьбовых поверхностей // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. -М.: Машиностроение, 2001. № 10. - С. 11 - 13.

120. Пуховский, Е.С. Обработка высокопрочных материалов / Е.С. Пуховс-кий, А.П. Гавриш, Е.Ю. Грищенко. — Киев: Техника, 1983. 134 с.

121. Рапопорт, Л.С. Уровни пластической деформации поверхностных слоев и их связь с процессом изнашивания // Трение и износ. — 1983. — Т. 4. — № 1.-С. 121-131.

122. Режимы резания на работы, выполняемые на шлифовальных и доводочных станках с ручным управлением и полуавтоматах. Справочник / Д.В. Ардашев, Д.Е. Анельчик, Г.И. Буторин, A.A. Дьяконов и др. Челябинск: АТОСКО, 2007. - 384 с.

123. Резников, А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. -234 с.

124. Резников, А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. -288 с.

125. Рубцов, В.Е. Моделирование деформационных и тепловых процессов в поверхностном слое упруго-пластичного материала при трении. Дис. . канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. // Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. Томск, 2004. - 145 с.

126. Рыжов, Э.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров. М.: Машиностроение, 1979. - 175 с.

127. Рыжов, Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Киев: Наукова думка, 1984. - 270 с.

128. Самарин, Ю.П. Технологическое обеспечение точности фасонных поверхностей при шлифовании и финишной абразивной обработке /Ю.П.Самарин, А.Н. Филин, В.Г. Рахчеев. М.: Машиностроение, 1999.-300 с.

129. Силин, С.С. Метод подобия при резании материалов. — М.: Машиностроение, 1979. 152 с.

130. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: справочник / Под общ. ред. JI.B. Худобина. М.: Машиностроение, 2006. - 544 с.

131. Смелянский, В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. — 300 с.

132. Смелянский, В.М. Механика формирования поверхностного слоя деталей при резании / В.М. Смелянский, В.Ю. Блюменштейн // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002. - № 9. - С. 16 - 20.

133. Старков, В.К. Дислокационные представления о резании металлов. — М.: Машиностроение, 1979. 160 с.

134. Старков, В.К. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 2007. — 688 с.

135. Сулима, A.M. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / A.M. Сулима, М.И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1974. - 256 с.

136. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988.-240 с.

137. Суслов, А.Г. Инженерия поверхностей деталей резерв в повышении конкурентоспособности машин // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. - М.: Машиностроение, 2001. -№ 4. - С. 3 - 9.

138. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. — М.: Машиностроение, 2000. 320 с.

139. Суслов, А.Г. Научно-технические направления развития инженерии поверхности // Инженерия поверхности. Приложение № 8 к журналу: Справочник. Инженерный журнал. — М.: Машиностроение, 2002. — № 8. С. 2 -5.

140. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987. — 208 с.

141. Теплофизика механической обработки / A.B. Якимов, П.Т. Слободяник,

142. A.B. Усов. Одесса: Лыбидь, 1991. - 240 с.

143. Термодинамика и теплопередача / A.B. Болгарский, Г.А. Мухачев,

144. B.К. Щукин. -М.: Высшая школа, 1975.-495 с.

145. Технологические свойства СОЖ для обработки резанием / Под ред. М.И. Клушина. -М.: Машиностроение, 1992.-270 с.

146. Тимошенко, С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. М.: Наука, 1975.-576 с.

147. Торбило, В.М. Алмазное выглаживание. М.: Машиностроение, 1972. — 104 с.

148. Тотай, A.B. Физические аспекты обеспечения усталостной прочности деталей машин // Инженерия поверхности. Приложение № 8 к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002. — № 8. - С. 20-21.

149. B.Ю. Богуненко // Физика твердого тела. Т. 45. — Вып. 5, 20031. C. 836-841.

150. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. И.П. Голяминой. М.: Советская энциклопедия, 1979. -400 с.

151. Унянин, А.Н. Научное и технологическое обеспечение шлифования заготовок из пластичных сталей и сплавов с предотвращением засаливания абразивных кругов. Дис. . докт. техн. наук: 05.03.01 / Ульяновский гос. техн. унив. Ульяновск, 2006. — 537 с.

152. Унянин, А.Н. Повышение эффективности совмещенного шлифования путем рационального применения технологических жидкостей. Дис. . канд. техн. наук: 05.02.08 / Ульяновский политехи, институт. Ульяновск, 1986.-194 с.

153. Федонин, О.Н. Инженерия поверхности детали с позиции ее коррозионной стойкости // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2001.- №10.— С. 17-19.

154. Федонин, О.Н. Инженерия поверхностного слоя деталей с позиции накопленной внутренней энергии // Инженерия поверхности. Приложение № 8 к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2002. - № 8. - С. 23 - 24.

155. Федонин, О.Н. Технологическое обеспечение коррозионной стойкости деталей из конструкционных сталей в условиях электрохимической коррозии. Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Брянский гос. техн. унив. Брянск, 2004. - 322 с.

156. Физико-математическая теория процессов обработки материалов и технологии машиностроения / Под общ. ред. Ф.В. Новикова и A.B. Якимова. В 10 т. Т. 2 «Теплофизика резания материалов». — Одесса: ОНПУ, 2003. - 625 с.

157. Физико-математическая теория процессов обработки материалов и технологии машиностроения / Под общ. ред. Ф.В. Новикова и A.B. Якимова. В 10 т. Т. 6 «Качество обработки деталей машин». — Одесса: ОНПУ, 2003.-716 с.

158. Физико-химические и теплофизические свойства смазочных материалов / Г.И. Чередниченко, Г.Б. Фройштетер, П.М. Ступак и др. Л.: Химия, 1986.-224 с.

159. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: Справочник / Под ред. Б.Е. Неймарка. -М.: Энергия, 1967. 240 с.

160. Филимонов, JI.H. Особенности стружкообразования в условиях локального термопластического сдвига / JI.H. Филимонов, Л.Н. Петрашина // Вестник машиностроения. 1993. — № 5-6. - С. 23 — 25.

161. Фригер, И.В. Термическая обработка сплавов. — Л.: Машиностроение, 1982.-304 с.

162. Хандожко, A.B. Напряженно-деформированное состояние в поверхностном слое деталей при обработке резанием // Инженерия поверхности. Приложение к журналу: Справочник. Инженерный журнал. М.: Машиностроение, 2001. - № 10. - С. 13-16.

163. Хасуй, А. Наплавка и напыление / Хасуй А., Морикаги О. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

164. Хворостухин, Л.А. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением / Л.А. Хворостухин, СВ. Шишкин, А.П. Ковалев, P.A. Ишмаков. М.: Машиностроение, 1980. - 63 с.

165. Хилл, Р. Математическая теория пластичности. М.: Физматгиз, 1965. -408 с.

166. Химико-термическая обработка металлов и сплавов / Г.В. Воронин и др. М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

167. Худобин, JI.B. Минимизация засаливания шлифовальных кругов / JI.B. Худобин, А.Н. У нянин. Ульяновск: УлГТУ, 2007.-298 с.

168. Худобин, JI.B. Повышение эффективности шлифовальных операций путем совершенствования техники применения СОЖ / Л.В. Худобин, В.В. Ефимов, И.Л. Худобин. М.: НИИМАШ, 1984. - 76 с.

169. Худобин, Л.В. Шлифование заготовок клиновидных изделий / Л.В. Худобин, А.Ш. Хусаинов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 249 с.

170. Худобин, Л.В. Шлифование композиционными кругами / Л.В. Худобин, Н.И. Веткасов. Ульяновск: УлГТУ, 2004. - 256 с.

171. Цвиккер, У. Титан и его сплавы. — М.: Металлургия, 1979. — 512 с.

172. Черепанов, Г.П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.

173. Чигарев, A.B. ANS YS для инженеров: Справочное пособие / A.B. Чига-рев, A.C. Кравчук, А.Ф. Смалюк. М.: Машиностроение-1, 2004. — 512 с.

174. Чистосердов, П.С. Комбинированные инструменты для отделочно-уп-рочняющей обработки. Мн.: Беларусь, 1977. — 128 с.

175. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1974. — 711 с.

176. Шнейдер, Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. -Л.: Машиностроение, 1982. 248 с.

177. Якимов, A.B. Оптимизация процесса шлифования. М.: Машиностроение, 1975. -176 с,

178. Якимов, A.B. Управление процессом шлифования / A.B. Якимов, А.Н. Пар-шаков, В.И. Свирщев, В.П. Ларшин. Киев: Техника, 1983. - 184 с.

179. Ящерицын, П.И. Прогрессивная технология финишной обработки деталей / П.И. Ящерицын, С.А. Попов, М.С. Наерман. Минск: Беларусь, 1978. — 175 с.

180. Ящерицын, П.И. Теория резания / П.И. Ящерицын, Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. Минск: Новое знание, 2005. - 512 с.

181. Ящерицын, П.И. Технологическая наследственность в машиностроении / П.И. Ящерицын, Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков // Минск: Наука и техника, 1977.-221 с.

182. Ящерицын, П.И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга / П.И. Ящерицын, И.П. Караим. Минск: Наука и техника, 1974. - 256 с.

183. Chaboche, J.L. Equations for Cyclic Plasticity and Cyclic Viscoplasticity // International Journal of Plasticity, 1989. Vol. 7. - P. 247 - 302.

184. Chaboche, J.L. On Some Modifications of Kinematic Hardening to Improve the Description of Ratcheting Effects // International Journal of Plasticity, 1991.-Vol. 7.- P. 661-678.

185. Chandra, S. Effects of grinding variables on the residual stresses / Chandra, S, Pandey P.C., Aggarwal S.K. // J. Inst. Eng. (India) Mech. Eng. Div., 1971. -51. No. 7. -Pt. 4.- P. 160- 164.

186. Flom, D.G. High-speed machining / D.G. Flom, R. Komanduri // Metal Handbook. Vol. 16. - Machining ASM International, 1989. - P. 597 - 606.

187. Jaeger, J.C. Moving sources of heat and the temperature of sliding contacts // Proc. Royal Soc. of New South Wales, 1942. Vol. 76. - P. 203 - 224.

188. Jen, T.-C. A variable heat flux model of heat transfer in grinding: model development / Jen, T.-C., Lavine A.S. // Journal of Heat Transfer, 1995. Vol. 117.-P. 473-478216. Jen, T.-C. A variable heat flux model of heat transfer in grinding with boiling

189. Jen T.-C., Lavine A.S. // Journal of Heat Transfer, 1996. Vol. 118. -P. 463-470.

190. Guhring, K. Schneller Schliff Schleifmaschinen auslegen fur eine hohe Bear-beitungsgeshwindikeit / Guhring K.,Yegenoglu K. //Maschinenmarkt, 1993. — 99, No. 36.-P. 38-44.

191. Guo, G. Heat transfer in grinding / Guo G., Malkin S. // Journal of Material Processing and Manufacturing Science, 1990. Vol. 1. - P. 16-27.

192. Guo, G. Analysis of energy partition in grinding / Guo G., Malkin S. // ASME Journal of Engineering for industry, 1995. — Vol. 117. — P. 55 61.

193. Lavine, A.S. Coupled heat transfer to workpiece, wheel and fluid in grinding, and the occurrence of workpiece burn / Lavine A.S., Jen T.-C. // Int. J. Heat and Mass Transfer, 1991. Vol. 34. - No. 4/5. - P. 983-992.

194. Lavine, A.S. Thermal aspects of grinding: Heat transfer to workpiece, wheel, and fluid / Lavine A.S., Jen T.-C. // Transactions of ASME, 1991. Vol. 113.-P. 296-303.

195. Lee, D.G. An experimental study of thermal aspects of cylindrical plunge grinding / Lee D.G., Zerkle R.D., Desruisseaux N.R. // Pap. ASME, 1971. 8 p.

196. Lindenbeck, D.A. Residual stresses in workpieces ground with varicus abrasives / Lindenbeck D.A., Witt E. // Ind. Diamond Rev. 1972, Aug. -P. 344-350.

197. Malkin, S. Grinding technology: theory and applications of machining with abrasives // Ellis Horwood Ltd., Chichester and John Wiley, New York, 1989.

198. Malkin, S. Thermal aspects of grinding. Part 1 energy partition / Malkin S., Anderson R.B. // ASME Journal of Engineering for industry, 1974. - Vol. 96.-P. 1177- 1183.

199. Malkin, S. Energy partition and cooling during grinding / Malkin S., Guo C. // Proc. 3rd Int. Machining & Grinding Conf., Cincinnati, Ohio, Oct. 4-7, 1999.

200. Pearce, T.R.A. The application of continuous dressing in creep feed grinding / T.R.A. Pearce, T.D. Howes, T.V. Stuart // Proc. 20-th Int. MIDR Conf., Birmingham, 1980. P. 383 393.

201. Peirce, D. A tangent modulus method for rate dependent solids / D. Peirce, C.F. Shih, and A. Needleman // Computers & Structures, 1984. Vol. 18. -P. 975-988.

202. Perzyna, P. Fundamental problems in viscoplasticity // Advances in Applied Mechanics, 1968. Vol. 9. - Academic Press, New York. - P. 313 - 377.

203. Sato, K. Grinding temperatures // Bull, of Japan Society of Grinding Engineers, 1961.-Vol. 1.-P. 31-33.

204. Shaw, M.C. Metal cutting principles // Oxford University Press, London, 1984.-251 p.

205. Schulz, H. Aspects in cutting mechanism in high-speed cutting / H. Schulz, G. Spur // Annals of CIRP, 1989. Vol. 38. - No. 1. - P. 51 - 54.

206. Schulz, H. High-speed machining / H. Schulz, T. Moriwaki // Annals of CIRP, 1992. Vol. 41. - No. 2. - P. 637 - 643.

207. Takazawa, K. Thermal aspects of the grinding operation // IDR. Ind. Diamond Rev., 1972, Ap. P. 143 - 149.

208. Toncelli, L. High Speed Milling. Treviso: Breton S.p.A., 2001. - 72 p.

209. Werner, G. Spanbildungsprozess und Temperaturbe-einflussung des Werkstucs beim Schleifen. / Werner G., Dederichs M. // Ind.-Anz., 1972. — Vol. 94. No. 98. - P. 2348 - 2352.

210. Wokabayashi, M. Experimental research on elements composing residual stresses in surface grinding / Wokabayashi M., Nakayama M. // Bulletin of the Japan Society of Precision Engineering, 1979. Vol. 13. - No. 2. — P. 75-81.

211. Zhu, B. Energy partition to the workpiece for grinding of ceramics / Zhu B., Guo C., Sunderland J.E., Malkin S. // Annals of the CIRP, 1995. Vol. 44. -No. l.-P. 267-271.