Обеспечение вторичного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин металлорежущих инструментов комплексным формообразованием их режущей части тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, доктор технических наук Попов, Андрей Юрьевич

• Попов, Андрей Юрьевич
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Попов, Андрей Юрьевич

Введение

1. Состояние проблемы, цели и задачи исследования

2. Исследование износа и возможности и восстановления

ресурса пластин алмазным шлифованием

2.1. Исследование возможности восстановления изношенных

пластин и причин снижения их стойкости в процессе эксплуатации

2.2. Анализ износа многогранных твердосплавных пластин

2.3. Разработка оптимального контура переточенных

многогранных пластин

2.4. Разработка методики и определение допустимых пределов переточки пластин по высоте

3. Разработка геометрии режущей части многогранных

твердосплавных пластин

3.1. Разработка методики оптимизации режущей части и формы лезвия многогранных пластин

3.2.Разработка оптимальных форм режущей части и лезвия многогранных пластин, реализуемых алмазной заточкой

4. Разработка схем формообразования и профилирование

передней поверхности многогранных твердосплавных пластин

4.1. Профилирование канавок эллипсоидной формы на передней поверхности твердосплавных многогранных пластин

4.2. Профилирование передней поверхности концентричной

формы

5. Исследование процессов формообразования режущей

части многогранных твердосплавных пластин

Состояние вопроса

5.1. Определение и исследование доминирующих факторов, приводящих к износу алмазных кругов при заточке

лезвия твердосплавных пластин

5.2. Расчет тепловых полей в твердосплавной пластине при

заточке алмазным кругом с охлаждением

5.3. Исследование факторов, определяющих качество лезвия

5.4. Разработка методики расчета затрат на алмазную шлифовку

и заточку твердосплавных многогранных пластин

6. Разработка термомеханического метода обработки многогранных твердосплавных пластин

6.1. Анализ методов повышения износостойкости твердосплавных пластин

6.2. Исследование изменений в зоне термомеханического

упрочнения

Основные выводы

Список литературы

Приложение 1. Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение вторичного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин металлорежущих инструментов комплексным формообразованием их режущей части»

ВВЕДЕНИЕ

Инструмент с многогранными твердосплавными пластинами составляет значительную долю в номенклатуре режущих инструментов в традиционном и автоматизированном производстве. По укрупненным расчетам эти инструменты снимают до 50% стружки в машиностроении. В структуре затрат на эти инструменты от 70 до 90% составляют затраты на приобретение многогранных пластин.

Стоимость пластин возрастает каждый год на несколько процентов, что объясняется существенным удорожанием природных ресурсов и технологии лзводства. Многогранные твердосплавные пластины - это наукоемкие изделия, имеющие разнообразную и точную геометрическую форму, сложный состав, высокое качество лезвий и точность и, как правило, прошедшие упрочняющую обработку, в основном - нанесением покрытий.

В мире существует несколько крупных фирм производящих ногогранные пластины, среди которых Sandvik Coromant, Hertel, Mitsubishi Carbide, Kennametal и др. Анализ цен в последних прейскуранта ведущих оовых производителей показал, что цены на многогранные твердосплавные ^стины находятся в пределе 600 - 1000 долларов за кг. Среди отечественных производителей пластин известны МКТС (Москва), КЗТС (Кировград), завод «Победит» (Владикавказ) и ВНИИТС. Цены МКТС на внутреннем рынке составляют до 40%, а цены КЗТС и др. около 20% от мировых.

Существующая концепция эксплуатации инструментов с многогранными твердосплавными пластинами предполагает, после использования первичного ресурса, возврат отработанных пластин на комбинаты твердых сплавов, переработку их металлургическими средствами и выработку новых пластин практически по безотходной технологии. Тенденция развития технологии производства пластин ориентированна на отказ от шлифовальных и заточных операций и получение высококачественных изделий после прессования и спекания. Стоимость твердосплавного лома на рынке колеблется от 2 до 4

долларов за кг. Позиция фирм, основанная на коммерческих интересах, культивирует техническую политику, исключающую в той или иной форме хотя бы частичное восстановление ресурса пластин. Такая позиция стимулирует появление в публикуемых работах соответствующих технико-экономических обоснований.

Предлагаемая концепция эксплуатации предполагает восстановление изношенных пластин, повторное их использование и последующую сдачу в переработку. Создание вторичного полноценного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин предполагает решение вопросов формообразования режущей части и использования рациональных методов упрочнения. Попытки восстановления пластин предпринимаются постоянно на многих предприятиях и рядом исследователей. В основном, перетачивают пластины без покрытий и с простой формой режущей части. Попытки перетачивать пластины со сложной формой передней поверхности, обычно, заканчиваются неудачно из-за несовершенства геометрии режущей части, низкого качества заточки и нестабильности размеров стружкол омател ьны х элементов 9 невозможности обеспечения тех покрытий, что были на новых пластинах.

Цель работы. Создание вторичного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин металлорежущих инструментов за счет разработки и изучения рациональной, для этих условий, геометрической формы, технологии формообразования и изменения свойств материала.

Научная новизна заключается в научно- обоснованных технических и технологических решениях по созданию вторичного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин металлорежущих инструментов, а именно в:

- формообразовании режущей части многогранных твердосплавных пластин,

разработанных процессах и оборудовании для формообразования режущей части,

- разработанном процессе термомеханического упрочнения. Практическая значимость результатов, полученных в диссертации, заключается в:

- разработанных эффективных и технологичных формах передней и задней поверхности пластин;

- предложенной методике разработки оптимальной геометрии режущей части и лезвия многогранных пластин на основе изучения износа в начальной стадии, определения доминирующих факторов износа и анализа напряженно-деформированного состояния в зоне стружкообразования;

- обосновании норм износа алмазных кругов на бакелитовой связке при заточке режущей части многогранных твердосплавных пластин;

- разработке технологии и оборудования алмазной заточки многогранных твердосплавных пластин, обеспечивающих высокую производительность и низкий расход алмазных кругов;

- разработке процесса термомеханической обработки многогранных пластин и определении области применения метода;

- разработке методики расчета стоимости алмазной заточки многогранных твердосплавных пластин.

Реализация в промышленности. Технология алмазного шлифования многогранных пластин по передней поверхности внедрена на Кировградском заводе твердых сплавов с 1993 г., восстановленные пластины используются с 1986 г. на Омском моторостроительном предприятии им. П.И.Баранова в автопроизводстве на поточных линиях и на станках с ЧПУ в авиационном производстве, с 1989 г. на ОАО Омскагрегат на лицензионном компрессорном производстве. С 1996 г. налажено систематическое восстановление многогранных твердосплавных пластин для предприятий железной дороги.

Запущено в производство две установки для заточки пластин для предприятий Заподно-Сибирской железной дороги.

Результаты работы используются в учебном процессе в Омском государственном техническом университете и Омском государственном университете путей сообщения.

Апробация работы. Основные научные результаты работы докладывались в 1982-1998 г.г. на Международных и Всесоюзных научно- технических конференциях и конгрессах, научно-технических конференциях профессорского состава ОмГТУ и ОмГУПС.

В полном объеме диссертация докладывалась на расширенном заседании кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" ОмГТУ и кафедры "Инструментальная техника и технология формообразования" МГТУ СТАНКИН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 42 работы, в том числе 6 авторских свидетельств СССР и патентов России.

1. Состояние проблемы. Цели и задачи исследований.

Многогранные твердосплавные пластины - это сложные высокотехнологичные изделия, выпускающиеся массовыми партиями. Сложная форма передней поверхности, современные методы упрочнения, высокая точность размеров по контуру и качество лезвия, обеспечивают высокие эксплуатационные качества пластин в автоматизированном и традиционном производстве. Износ приводит к изменению формы передней поверхности и размеров пластин, уничтожает упрочняющую обработку лезвия. Повторить исходную форму передней поверхности пластины алмазной заточкой в большинстве случаев невозможно, поэтому можно поставить задачу создания новой формы, но с эффективностью не ниже исходной. Упрочняющая обработка пластин у ведущих фирм развита на высоком научном и техническом

уровне. Замена ее после заточки должна быть обоснованная и эффективная. Поэтому создание вторичного, полноценного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин - это сложная научно-техническая задача, решение которой возможно на основе комплексного исследования влияния вопросов рационального формообразования режущей части алмазным шлифованием и использования эффективных методов упрочнения твердых сплавов для конкретных условий обработки. Очевидно, что содержание концепции создания вторичного ресурса может быть разным, но оно должно быть теоретически обосновано, экспериментально подтверждено и практически убедительно апробировано.

Научные основы проектирования и технологии изготовления режущих инструментов разработаны отечественными учеными: И.И.Семенченко, Г.Н.Сахаровым, Г.И.Грановским, С.И.Лашневым, Ю.В.Цвисом,

B.А.Гречишниковым, Т.А.Султановым, Г.Н.Кирсановым, Г.Л.Хаетом и др. Решению различных задач повышению эффективности режущей части инструментов посвящены фундаментальные исследования отечественных и зарубежных ученых А.И. Бетанели, М.Н.Зорева, М.И.Клушина, Т.Н.Лоладзе,

C.С.Можаева, В.Н.Подураева, А.С.Верещаки, В.А. Остафьева, М.Ф. Полетики, Н.В.Талантова, В.К.Старкова и др.

Геометрическая форма режущей части восстановленных пластин должна обеспечивать высокую стойкость, хорошее стружколомание и другие специфические требования, характерные для каждой конкретной операции. Это требует особого подхода к разработке геометрической формы режущей части, связанному с исследованием изменений исходной геометрии пластины на операции и глубокого анализа геометрии с позиций современных достижений теории резания. Исследования напряженно-дсформированного состояния в зоне стружкообразования многочисленны и известны фундаментальные исследования в этой области [3,6,9,14,15,40,41,43,44,55,71,72,73,82,85]. Оптимизация геометрии режущей части - это тоже одна из основных задач

теории резания и инструмента и известны работы в этой области [59,60,61]. Анализ литературы показал, что целенаправленные исследования по геометрии твердосплавных пластин выполнялись в работах [13,34,43,56]. Геометрия режущей части, как следует из них, определяется, в основном, напряженно-деформированным состоянием заготовки в зоне деформации и особенностями операции. Исследования по оптимизации геометрии многогранных твердосплавных пластин в литературе носят, в основном, описательный характер. Это объясняется тем, что конструкции приходят практически только из-за рубежа, а исследования в этой области выполняются в лабораториях зарубежных фирм. Геометрические параметры многогранных твердосплавных пластин определяются, в принципе так же, как и у напайных резцов, но ряд параметров у них изменить нельзя (например задний угол ). Большое влияние на геометрию оказывают особенности операции, связанные с жесткостью и конфигурацией детали и т.д. Как показывает анализ литературы и производственный опыт наиболее надежный способ учета особенностей конкретной операции - это коррекция исходной геометрии с учетом конфигурации износа. Этот метод целесообразен еще и тем, что геометрия многогранных твердосплавных пластин обычно уже оптимальна и подобрана с учетом всех особенностей операции. Повторить ее полностью заточкой, обычно, не возможно, что требует разработки эффективных и высокотехнологичных форм, которые могут быть обеспечены заточкой. Технологичность форм передней поверхности имеет большое значение для стабильности работы восстановленных пластин. Практика показывает, что точность формы передней поверхности должна быть не ниже 0.1 мм, в противном случае стойкость и стружколомание не стабильны. Высокой точности поверхности можно достичь, практически, только если в процессе алмазного шлифования не требуется периодической правки круга и переналадки. Это условие накладывает дополнительные ограничения на выбор схемы шлифования.

Большое влияние на ресурс пластины имеет форма лезвия пластины. В проспектах зарубежных фирм и исследованиях отечественных ученых [62,63,64,13,34,44,] имеются рекомендации по выбору оптимальной формы лезвия в зависимости от ряда факторов, но картина не полная и требует дополнительных исследований и определения внутренних логических связей, хотя бы качественных. Отсюда вытекает задача исследований по формообразованию режущей части переточенных многогранных твердосплавных пластин:

исследовать влияние напряженного состояния в зоне резания на геометрию режущей части и состояние режущей кромки, стойкость и др. эксплуатационные свойства пластин, определить оптимальные параметры геометрии режущей части и лезвия;

- разработать эффективные и соответствующие целям создания вторичного ресурса формы режущей части пластин и методики профилирования.

обосновать и установить функционально целесообразную геометрическую форму режущей части пластин, сочетаемую с технологичностью, адекватной условиям создания вторичного ресурса в машиностроительном производстве.

В литературе есть данные о снижении стойкости и надежности твердосплавных инструментов при эксплуатации из-за образования дефектов в зоне износа и нецелесообразности восстановления их в принципе. Поэтому возникает необходимость исследования стойкости и надежности переточенных многогранных твердосплавных пластин различных форм и из различных материалов и определить для каких материалов, условий и стадий износа это характерно. Кроме того, в процессе алмазной обработки пластины с трещинами, как правило, разрушаются вследствие воздействия больших растягивающих напряжений в зоне контакта круга и заготовки. Алмазная обработка сама может быть источником трещин в твердосплавных пластинах,

поэтому необходимо всестороннее исследование процесса формообразования и обоснование технологии заточки и разработка приемов и рекомендаций по обеспечению их стабильного и высокого качества и точности формы при минимальных затратах и высокой производительности в условиях не специализированного производства. Необходимо так же учитывать, что переточка пластин всегда связана с уменьшением размеров и может привести к изменению условий закрепления их в корпусах инструментов.

Снижение надежности твердосплавных инструментов в процессе эксплуатации - это один из основных принципиальных вопросов при определении целесообразности восстановления многогранных пластин. Анализ литературы показал, что этот вопрос изучался и наиболее полные и обоснованные исследования приведены в [10,13,34,34]. По данным Г.Л.Хаета между коэффициентом вариации стойкости и числом периодов стойкости инструментов с твердосплавными пластинами существует тесная корреляционная зависимость (рис. 1.1). Описанные закономерности изменения во времени и рассеяния свойств инструмента в партии справедливы не только для твердосплавных резцов, но и для твердосплавных фрез и некоторых типов быстрорежущих инструментов [13]. М.Г.Коткина, И.А.Ординарцев и др. установили справедливость зависимости (рис. 1.1) для спиральных сверл и метчиков.

Среди основных причин снижения стойкости переточенных твердосплавных инструментов Г.Л.Хает называет:

снижение усталостной прочности пластин, вследствие воздействия пульсирующей нагрузки при резании;

неоднородность строения твердых сплавов (повышенное количество дефектов внутри пластин); - неблагоприятное изменение геометрии режущей части инструмента при заточке;

накопление различных дефектов на поверхности пластин в процессе эксплуатации.

Рис. 1.1. Влияние числа периодов стойкости (К) на коэффициент вариации стойкости (Ух) резцов из сплавов Т5К10, Т14К8 и Т15К6 [13].

ь мм/об.

—

С

10 20 30 h, мм.

Рис.1.2. Влияние толщины пластины (h) из сплава Т5К10 на разрушающую подачу (Sj,) [13].

Отсюда вытекает задача: исследовать и минимизировать основные причины снижения стойкости многогранных твердосплавных пластин при эксплуатации и при переточках.

Существенное влияние на надежность твердосплавных пластин оказывает толщина их и размеры по контуру после алмазного шлифования. Зависимость надежности от толщины пластины исследовалась в [13] (рис. 1.2). Совершенно очевидно, что с уменьшением толщины прочность пластины должна снижаться, но, как следует из приведенной зависимости, небольшое уменьшение толщины не вызывает существенного снижения прочности. Напряженное состояние многогранной твердосплавной пластины в процессе работы отличается сложностью и неопределенностью на опорной поверхности. Кроме того, разрушение происходит при чрезмерных (катастрофических) нагрузках, вызванных попаданием твердых включений и биением заготовки, износом лезвия и др. явлениями, которые вызывают неопределенное напряжение на лезвие и поверхности пластины. Необходимо исследовать напряженно-деформированное состояние пластины в процессе воздействия катастрофической нагрузки и определить допустимые пределы переточки пластин.

Исследованием напряженно-деформированного состояния режущей части твердосплавных инструментов занимались многие известные школы резальщиков и инструментальщиков. Наиболее известны в этой области работы [1,2,3,5,7,14,]. В работах В.А.Остафьева напряжения в режущем клине инструмента определялись методом конечных элементов. Методика представляет большой интерес, но в условиях действия неопределенных контактных нагрузок и реакции опоры использование ее связано с большими допущениями. Необходимо разработать методику определения напряжений в многогранной пластине в условиях катастрофической нагрузки и неопределенной реакции опоры (решение некорректно поставленной задачи

теории упругости). Это позволяет моделировать многовариантное воздействие катастрофической нагрузки, вызывающей поломку пластины.

Анализ проспектов ведущих фирм - производителей многогранных пластин (Sandvik Coromant, Hertel, Mitsubishi Carbide, Kennametal) позволил установить зависимость рекомендуемой толщины многогранных твердосплавных пластин от величины подачи (рис. 1.3). Зависимость совершенно логичная, очевидно, что в большинстве случаев в новую пластину закладывается большой запас прочности.

Рис. 1.3. Зависимость рекомендуемой толщины многогранных твердосплавных пластин от величины подачи (построен по данным [63 - 65].

Изменение размеров пластин по контуру могут привести к ухудшению базирования или изменению переходного радиуса при вершине. Исследование последствий изменения конфигурации и разработка оптимальных форм переточенных пластин - это одна из важнейших задач.

Это определяет задачу исследования: исследовать влияние изменения размеров пластин при переточке на возможность закрепления их в тех же корпусах, что и новых.

Алмазная заточка вызывает изменения в поверхностном слое твердосплавной пластины. Эти изменения у разных исследователей оцениваются по разному. У исследователей из киевской школы [10,32,45,46,47] приведены убедительные доказательства повышения механических и эксплуатационных характеристик после алмазного шлифования. Причем, чем более жесткие режимы шлифования, тем выше свойства поверхностного слоя пластин. У исследователей, связанных с производством твердых сплавов [58,59], имеются данные о более высоких свойствах твердосплавных пластин не подвергающихся алмазной шлифовке. И то и другое, с точки зрения автора, правильно. Но возникает вопрос о том, что и с чем сравнивать? Если рассматривать состояние поверхности твердосплавной пластины в состояние поставки, то может быть несколько вариантов:

- дефектный и обезуглероженный слой;

- поверхностный слой без дефектов, упрочненный дополнительной обработкой (например, - допрессовкой или дробеструйной обработкой);

- образование в процессе спекания и охлаждения внутренних напряжений разного знака;

- поверхностный слой, легированный в процессе спекания.

После алмазной шлифовки тоже может быть несколько вариантов состояния поверхностного слоя твердосплавной пластины:

- повышенные напряжения вследствие повышенных режимов и вызванных ими фазовых изменений в поверхностных слоях (напряжения бывают сжимающими и растягивающими, что приводит к различным результатам, особенно при наложении на внутренние напряжения в пластине); образование сетки микротрещин, вследствие резкого нагрева и охлаждения; сколы на лезвии.

Практика эксплуатации показывает, что алмазная шлифовка - это надежный путь повышения стойкости твердосплавного инструмента, если технологическая культура операции на достаточном уровне. Исследования

дефектов при алмазной шлифовке твердосплавных пластин приведены в [23]. В книге проведен глубокий анализ причин возникновения дефектов и даны рекомендации по назначению оптимальных режимов заточки, обеспечивающих высокое качество поверхностных слоев. Однако, в качестве одной из основных причин возникновения трещин в [23] считается резкое охлаждение поверхности при выходе из зоны обработки, вследствие попадания охлаждающей жидкости. В работе приводится расчет температуры при алмазной шлифовке твердых сплавов и данные расчетов, из которых следует, что в зоне контакта она достигает 1200°С. Если представить себе, что поверхность пластины нагревается до такой температуры, а потом на нее попадает вода, то вероятность трещинообразования при этом высока. Но такое охлаждение во-первых не эффективно, а во-вторых - заранее опасно для пластины. Обычно охлаждение подается на круг и попадает в зону контакта, снижая температуру на 30 - 40%. Кроме того, охлаждение повышает стойкость кругов и производительность шлифования. Поэтому необходимо разработать методику расчета тепловых потоков при алмазной шлифовке с охлаждением и технологические приемы, исключающие образование вышеперечисленных дефектов. Кроме того, алмазная шлифовка считается основной причиной потери твердого сплава в процессе эксплуатации, а использование охлаждения - это эффективный способ сохранить твердосплавный шлам. Что касается образования дефектного слоя при заточке, то здесь ситуация парадоксальная. С одной стороны - изменения в поверхностном слое твердого сплава при шлифовке происходят, что подтверждается множеством исследований, а с другой стороны - почему это дефект? Алмазная шлифовка - это воздействие высокой температуры и давления. В [23] приведены исследования микротвердости деформированной зоны твердосплавной пластины. Из приведенных данных следует, что одни участки зоны существенно упрочняются, а прилегающие к площадке износа - разупрочняются. В [10] приведены результаты исследований из которых следует, что в поверхностном

слое твердосплавной пластины после алмазной шлифовки изменения носят весьма положительный характер: необратимые пластические деформации, структурные изменения и фазовые превращения, сопровождаемые увеличением удельного объема, приводящим к образования остаточных напряжений сжатия, повышению твердости прочности и т. д., т.е. происходит упрочнение. Отсюда вытекает задача исследования - исследовать и обосновать особенности алмазного шлифования пластин и разработать и выработать соответствующие рекомендации по технологии заточки, обеспечивающие высокое качество заточки и минимальные затраты на операции и сохранение твердого сплава.

Многогранные твердосплавные пластины в состоянии поставки имеют, как правило, упрочняющую обработку - многослойные покрытия или др. Это обычно существенно повышает стойкость пластин в несколько раз. Заменить покрытые пластины на переточенные далеко не всегда возможно. Если упрочняющая обработка выполнена обоснованно, то неупрочненные пластины просто не выдерживают режимов на линии. Провести такую же обработку, что была на новых, не возможно, т.к. необходимо иметь соответствующее оборудование. Существует большое количество методов упрочнения твердосплавных пластин, доступных для использования. Наиболее полный анализ физических и химических методов проведен в книгах А.С.Верещаки [27] и С.Н.Полевого [37]. Кроме того известны механические и термомеханические методы воздействия на поверхностные слои твердосплавных пластин [13]. Большой интерес представляют изменения свойств твердого сплава при воздействии высокой температуры и давления [23]. Эти изменения происходят при резании в деформированной зоне и в поверхностных слоях при заточке. Изменения, как установлено выше, бывают положительными и отрицательными. Определение оптимальных условий деформации позволит использовать эти изменения для повышения ресурса многогранных твердосплавных пластин. Известно, что режущая часть пластин при работе на черновых операциях и при обработке труднообрабатываемых

материалов подвержена деформации, что приводит к растрескиванию покрытий, и снижению их эффективности. На этих операциях необходима использовать твердосплавные пластины более устойчивые к деформации. Исследования в этой области перспективны и могут дать хороший результат в сочетании с другими методами упрочнениями.

Отсюда вытекает задача исследования: исследовать и определить доступные и эффективные физико-технические способы повышения стойкости переточенных твердосплавных пластин.

Создание вторичного ресурса целесообразно только если стоимость восстановления существенно ниже, чем стоимость новой. Стоимость восстановления пластины тем ниже, чем ниже технологические затраты. Технологические затраты складываются из стоимости алмазных кругов, расходуемых на заточку режущей части и зарплаты рабочих и др. производственных расходов и налогов.

Учитывая перечисленные выше проблемы, для достижения поставленной цели - создания вторичного ресурса работоспособности многогранных твердосплавных пластин металлорежущих инструментов за счет разработки и изучения рациональной, для этих условий, геометрической формы, технологии формообразования и изменения свойств материала - были следующим образом определены задачи исследований:

1. Изучить величину и характер износа твердосплавных пластин на различных производствах, с целью определения оптимальных размеров и возможности восстановления режущих свойств.

2. Исследовать и минимизировать основные причины снижения стойкости многогранных твердосплавных пластин при эксплуатации и при переточках.

3. Обосновать и установить функционально целесообразную геометрическую форму режущей части пластин, сочетаемую с

технологичностью, адекватной условиям создания вторичного ресурса в машиностроительном производстве.

4. Исследовать влияние напряженного состояния в зоне резания на геометрию режущей части и состояние режущей кромки, стойкость и др. эксплуатационные свойства пластин, определить оптимальные параметры геометрии режущей части и лезвия.

5. Разработать эффективные и соответствующие целям создания вторичного ресурса формы режущей части пластин и методики профилирования.

6. Исследовать влияние изменения размеров пластин при переточке на возможность закрепления их в тех же корпусах, что и новых.

7. Исследовать и обосновать особенности алмазного шлифования пластин и разработать и выработать соответствующие рекомендации по технологии заточки, обеспечивающие высокое качество заточки и минимальные затраты на операции и сохранение твердого сплава.

8. Исследовать и определить доступные и эффективные физико-технические способы повышения стойкости переточенных твердосплавных пластин.

9. Обосновать экономическую целесообразность создания вторичного ресурса твердосплавных многогранных пластин.

Только комплексное решение этих проблем позволяет добиться с одной стороны создания полноценного ресурса многогранных твердосплавных пластин ведущих производителей, а с другой - систему возврата и использования пластин в качестве объекта металлургического передела.

2. Исследование износа и возможности восстановления ресурса пластин алмазным шлифованием.

2.1. Исследование возможности восстановления изношенных пластин и причин снижения их стойкости в процессе эксплуатации.

Исследования причин выхода из строя инструмента проводились многими известными авторами: Лоладзе Т.Н., Подураевым В.Н., Полетикой М.Ф., Грановским Г.И., Кремневым Л.С. Верещакой A.C., Хаетом Г.Л. и др.

Известно весьма много причин выхода инструмента из строя. Для твердосплавного инструмента - это, в основном, износ, выкрашивания лезвия и поломка. Увеличение ресурса стойкости инструмента возможно за счет повышения износостойкости, надежности и количества периодов стойкости за счет переточки. Под ресурсом режущего инструмента следует понимать меру, равную или пропорциональную суммарному количеству годной продукции, обработанной режущим инструментом за срок его эксплуатации. В [40] суммарный ресурс инструмента выражен уравнением:

Где - ресурс инструмента за период его стойкости Т, 1 - число повторных переточек инструмента, - коэффициент, учитывающий возможное снижение ресурса после повторных переточек. Для многогранных пластин следует добавить количество граней пластины (Ы):

Переточка многогранных пластин теоретически не производится, т.к. во-первых, они называются неперетачиваемыми в ряде источников, а во-вторых, многогранники обычно используются в массовом производстве. Замена на другую геометрию в таких условиях - задача весьма не простая. Требуется обеспечить высокое и стабильное качество заточки, стружколомание и стойкость и еще, обычно, возникают специфические требования, характерные

Ри=РиТ*(1+1*а

(2.1.1)

PH = PHT*N*(l+i4)-

(2.1.2)

для данной операции. Правильный и обоснованный выбор геометрии режущей части инструмента позволяет существенно увеличить его ресурс. Многогранные твердосплавные пластины работают, как правило, в массовом производстве. При переточке, обычно, ставится задача придания им формы аналогичной исходной, либо такой, которая обеспечивает такую же, как и у исходной, стойкость, стружколомание, шероховатость и др. условия. Причем, геометрия должна быть получена заточкой. Это дополнительное условие, которое накладывает существенные ограничения на геометрию режущей части многогранных пластин.

Если повторить исходную геометрию не возможно, то надо определить, хотя бы в первом приближении, другую, которую можно обеспечить заточкой при минимальных затратах и высокой стабильности геометрических параметров. Геометрия режущей части определяется комплексом взаимосвязанных параметров. При переточке пластин появляется уникальная возможность изменить параметры режущей части в соответствии с конкретными условиями обработки. При переточке многогранных пластин можно изменить следующие параметры режущей части:

- передний угол,

- задний угол (в редких случаях),

- форму передней поверхности,

- величину радиуса при вершине,

- состояние лезвия.

При выборе шифра многогранной пластины для любой операции возникает очень много вопросов. Некоторые решаются легко, некоторые с трудом. Проблема в ограниченности номенклатуры пластин. Если открыть проспект, то там, как в конструкторе, можно выбрать форму кромки, форму передней поверхности и т.д. Однако, если попробовать заказать несколько десятков пластин не относящихся к основному ряду, например шлифованных, с острыми кромками, то цена на эти пластины будет существенно выше. Дело в

том, что пластины выпускаются достаточно крупными партиями. Если заказ попадает в основную номенклатуру, то производитель отгрузит его немедленно, после оплаты. Если нет, то производитель должен либо запустить небольшую партию этих пластин, либо доработать эту партию из основной номенклатуры. В любом случае - это влечет большие дополнительные затраты. Причем, решить этот вопрос реально только при личном контакте с производителем пластин. То есть плюс затраты на командировки. Сейчас комбинаты твердых сплавов заинтересованы в любых клиентах и стараются идти на встречу, но дополнительные затраты при изготовлении пластин не основной номенклатуры они на себя все равно не возьмут. Причем пластины основной номенклатуры используются, как заготовки. А они стоят достаточно дорого. Изношенные пластины для машиностроительного завода не стоят ничего и использовать их в качестве заготовок без сомнения выгодно. Если, при этом, обеспечить оптимальную, для конкретной операции, геометрию режущей части, то повышение ресурса стойкости и эксплуатационных свойств многогранных пластин получается надежно. Обеспечить оптимальную геометрию можно на основание опыта эксплуатации инструмента и понимания механизмов действия факторов процесса резания. Многие из этих факторов можно определить из напряженного состояния в зоне резания.

Осуществлять переточку в мелкосерийном и единичном производстве всегда гораздо легче, т. к. там можно изменить режимы резания или просто смириться с плохим стружколоманием или пониженной стойкостью. В массовом производстве - это не возможно. Кроме того, замена инструмента на автоматической линии требует предложить техническое решение по геометрии инструмента и методам повышения стойкости такого же уровня, как и у проектировщиков линий и производителей инструмента. Значительная часть линий на наши машиностроительные заводы поставлена фирмами Италии, ФРГ, Японии и др. развитых стран. На этих линиях используется инструмент фирм Сандвик Коромант, Хертель, Кеннаметал, Тошиба тунгалой и др. Эти

фирмы располагают эффективными способами повышения стойкости, в основном - это износостойкие покрытия и повышение характеристик поверхностного слоя пластин. Поэтому переточка многогранных пластин - это сложная научно - техническая задача, решение которой возможно, в большинстве случаев, на основе комплексного исследования влияния геометрии режущей части инструмента на стойкость и др. эксплуатационные свойства, обоснованного и эффективного использования способов повышения стойкости и обеспечения минимальных затрат при переточке и дальнейшей подготовке пластин к эксплуатации.

В литературе есть данные о снижении стойкости и надежности твердосплавного инструмента после нескольких переточек. Возможно несколько причин этого явления. Может быть снижение усталостной прочности твердого сплава при пульсирующей нагрузке в процессе резания, образование трещин при эксплуатации или при заточке. Наконец, может быть просто снижение качества лезвия при заточке инструмента в примитивных условиях и низкой квалификации рабочих, занимающихся заточкой в ручную на примитивных точилах (наждаках).

Кроме того, переточка пластин всегда связана с уменьшением размеров и изменением геометрии пластин. Уменьшение размеров по высоте приводит к снижению надежности пластин, то есть повышению вероятности поломки, что не допустимо в массовом производстве. Уменьшение размеров многогранных пластин по диаметру вписанной окружности и высоте может привести к снижению надежности крепления и необходимости дорабатывать корпуса инструментов, в которых производится закрепление переточенных пластин.

Инструменты с многогранными пластинами применяются в различных производствах, на различных режимах при обработке самых разнообразных материалов. Разнообразие видов износа и разрушения при их эксплуатации очень велико и даже для их классификации необходимо определить подходы. Виды разрушения твердосплавных пластин рассмотрены в [13,34].

Классификация по видам разрушения дана достаточно полная и существенных дополнений не требует, а по видам и особенностям износа исследования многочисленны, но в аспекте возможностей переточки износ изучен недостаточно. Изменение размеров твердосплавных многогранных пластин при износе очень разнообразное. При классификации изношенных пластин целесообразно учитывать величину износа, его характер и геометрию режущей части. Износ, обычно, максимальный при вершине пластины, но при обработке материалов с коркой - может быть на грани, где режется корка.

Кроме того, изучение износа дает большую информацию о напряженно-деформированном состоянии и температуре в зоне стружкообразования, что, в свою очередь, позволяет оптимизировать геометрию режущей части.

Производства, где широко применяется инструмент с многогранными пластинами, по величине износа пластин, можно разделить на три основные группы:

- поточные и автоматические линии 60 - 70х годов выпуска (износ очень большой, 2-3 мм по задней грани при вершине, до 80% пластин с большими разрушениями, переточка возможна, в среднем, на 20% пластин);

- поточные и автоматические линии 80х годов выпуска (износ небольшой, до 1 мм по задней грани при вершине, разрушено не более 20% пластин, переточка возможна, в среднем, на 70% пластин);

- автоматические линии 90х годов выпуска (износ небольшой, 0.5 мм тах по задней грани при вершине, разрушено не более 10% пластин, переточка возможна, в среднем, до 90% пластин).

В результате анализа выхода годных пластин, отработавших на автоматических линиях разного года выпуска $ (в количестве нескольких тысяч штук) была построена графическая зависимость рис.2.1.1.

Износ и разрушение инструмента существенно зависят от состояния оборудования в заготовительном производстве. Чем ниже качество заготовок

(точность, припуски, обрабатываемость), тем выше износ и больше количество пластин с поломками и выкрашиваниями. Чем выше точность обрабатываемых изделий, тем меньший допускается износ инструмента. Однако таких производств достаточно много, причем, чем современнее производство, тем больше в нем используется инструментов с механическим креплением твердосплавных многогранных пластин, тем выше их точность и качество и, следовательно, стоимость пластин.

0Л4 ОЛ 006 0.2 *А

Рис.2.1.1.График зависимости количества пластин, подлежащих восстановлению (N), величины износа по задней грани (h) и средней стоимости пластин (А) от времени выпуска линии (Г) и точности деталей, обработанной на ней (А).

Пример анализа износа и разрушения пластин в процессе эксплуатации, на основании которого построен график рис.2.1.1., для пластин RPUX -31ЮМО (в количестве более 15ООО шт.) приведен в таблицах 2.1.1 и 2.1.2.

Таблица.2.1.1. Распределение величин износа при эксплуатации пластин КРЦХ-ЗПОМО.

№ интервала. Величина износа, мм. Частота появления, %

1 0.05 - 0.07 8

2 0.17-0.29 26

3 0.29-0.41 22

4 0.41 -0.53 0.29

5 0.53-0.65 9.4

6 0.65-0.77 3

7 0.77 - 0.89 1.3

8 0.89-1.01 0.5

9 1.01-1.13 0.3

10 1.13-1.25 0.5

Таблица 2.1.2. Повреждаемость пластин в эксплуатации.

Величина износа и разрушений лезвия пластины КРЦХ - 31ЮМО. Количество пластин,%

0.3 30

0.5 20

0.7 20

0.9 10

1.0 10

Более 1.0 10

Операции, где эксплуатация многогранных пластин ведется варварскими методами, обычно обеспечены пластинами низкого качества и невысокой стоимости. Если на таких операциях удается наладить эксплуатацию инструмента (не доводя его до разрушения), то переточка позволяет существенно повысить ресурс за счет повышения стойкости из-за более высокого качества заточки, чем у новых, и дополнительного периода стойкости. Это удается сделать не всегда, т.к. требует кратковременного повышения расхода инструмента (на период накопления запаса изношенных пластин под переточку), необходимость замены пластин в корпусе инструмента при определенном износе и другие отступления от установившегося порядка вещей. Однако, постоянное повышение стоимости твердосплавных пластин и исчерпание на машиностроительных предприятиях его запасов, созданных в период планово-распределительной экономики, неизбежно приведет к жестким мерам по снижению расхода пластин за счет повышения их ресурса всеми возможными методами, а переточка - это один из самых общедоступных методов.

Существенно различается износ пластин при обработке чугуна и стали, на черновых и чистовых операциях, при фрезеровании и точении и т.д. Разнообразие геометрических параметров пластин, форм режущих кромок, инструментальных материалов и покрытий тоже очень велико. В проспектах крупных инструментальных фирм (Сандвик Коромант, Хертель и т.д.) даются рекомендации по выбору геометрических параметров, покрытий и др. параметров пластин. Анализ этих рекомендаций представляет большой интерес. Они рекомендуют определенную форму передней поверхности, марку материала и покрытие в зависимости от режимов резания и вида обрабатываемого материала. Воспользоваться этими рекомендациями для определения оптимальной формы переточенных пластин и наиболее эффективного способа повышения стойкости не возможно, т.к. нет

возможности обеспечить заточкой такую же геометрию передней поверхности и такие же покрытия.

Исследование основных причин снижения стойкости многогранных твердосплавных пластин при эксплуатации и при переточках имеет принципиальное значение при переточке. Может быть множество причин снижения стойкости многогранных твердосплавных пластин при эксплуатации, в процессе изготовления и при заточке. В литературе приводятся убедительные данные о падении стойкости при переточках [13] (снижение усталостной прочности пластин, вследствие воздействия пульсирующей нагрузки при резании, повышенное количество дефектов внутри пластин, накопление различных дефектов на поверхности пластин в процессе эксплуатации).

Эти данные обычно приводятся в качестве аргумента против идеи переточки, как таковой. Подвергать эти данные сомнению не этично, но и согласиться с тем, что они носят обязательный характер для всех инструментов тоже нельзя. Многолетний опыт переточки показывает, что бывает и падение и повышение стойкости многогранных пластин после переточки. Причем, при падении стойкости обычно удается найти вполне объяснимую причину и устранить ее. Отрицать возможность усталости в поверхностных слоях твердосплавных пластин нельзя, но за период стойкости количество циклов нагружения и колебания сил резания явно не достаточно для усталостного разрушения. Трудно найти пластины, которые при обработке стальных заготовок более или менее существенных размеров (заготовок шестерен, валов и др.) выдерживают более двухсот - трехсот деталей до износа. А в условиях вибраций при резании разрушение кромки носит не усталостный характер - это комбинация микро ударов с износом. Стойкость при этом падает в два- три раза. Очевидно, можно найти твердосплавные пластины подверженные усталостному разрушению, но для основной массы - это не типично. Кроме того, поверхностный слой пластин при переточке сошлифовывается, что ликвидирует слой, где могут быть усталостные изменения.

Причинами снижения стойкости твердосплавных пластин при эксплуатации можно считать:

» трещины, образующиеся в лезвии в результате теплового воздействия при эксплуатации (термические трещины) и в результате разрушения лезвия при катастрофическом износе; - трещины, образующиеся в результате теплового воздействия при заточке;

неудачное изменение геометрии режущей части твердосплавного инструмента при переточке в кустарных условиях.

Опыт переточки пластин показывает, что есть операции, где пластины после эксплуатации имеют трещины в массовом количестве. В основном - это пластины из хрупких сплавов типа ВКЗ или Т30К4, причем при съеме очень широких стружек. Фотографии пластин БРОМ-190400 после обработки заготовки из стали 38ХНМ с режимами У=25 м/мин, 8=0.1 мм/об, X = 2 мм, представлена на рис.2.1.2. Пластина обрабатывает торец заготовки врезанием, всей шириной грани. Количество пластин с трещинами посередине грани после этой операции превышает 30%. На другой операции второй торец этой же заготовки обрабатывается такой же пластиной, но половиной грани и трещины на грани не наблюдаются.

В литературе это явление объясняется резким повышением температуры, происходящим при врезании холодного инструмента в деталь. В работе В.А. Остафьева [1] приводится расчет термонапряжений в режущей части резца при врезании в деталь через 0.002 - 0.01 с. Растягивающие

Л

напряжения достигают величины 50 - 70 кг/мм . Причем, в расчетной схеме лезвие - острое. Если произвести расчет для лезвия с площадкой износа по задней грани, то величины напряжений должны возрасти до более

Рис.2,1.2. Фотографии пластин 8РОЫ-190400 после обработки заготовки из стали 38ХНМ с режимами У=25 м/мин, 3=0.1 мм/об, I = 2 мм. Пластина обрабатывает торед заготовки врезанием, всей шириной грани.

существенных значений. Кроме того, изношенное лезвие врезается не сразу, а испытывает очень большое трение и контактное давление, т.е. происходит тепловой удар по задней поверхности. Исследование трещин на режущей части пластин показало, что они весьма глубоки и пластины переточке не подлежат. Вполне вероятно, что развитие этих трещин носит усталостный характер. Часть пластин на этой операции разваливаются при замене. Весьма важный факт, что пластины с трещинами работают нормально, т.е. других причин растрескивания их нет.

Другая существенная причина образования трещин - это тепловые напряжения при заточке. Наиболее подвержены трещинообразованию сплавы типа ВКЗ и Т30К4. Это связано с их механическими свойствами. Более подробно это явление будет рассмотрено при исследование вопросов заточки твердосплавных пластин.

Эксплуатация инструмента связана с переточкой. По существующим рекомендациям переточка должна осуществляться на специализированных участках. Однако, практика показывает, что централизованно затачиваются только те инструменты, которые невозможно заточить вручную (фрезы, развертки, протяжки и др.). Все остальное затачивается в ручную на примитивных станках. Обычно - это электродвигатель, на валу которого установлен алмазный круг. Качество заточки при этом очень разное, оно зависит от квалификации рабочего. Алмазные круги общественного пользования всегда засаленные, с заваленными кромками. Круги, которые квалифицированные рабочие устанавливают для себя, всегда имеют начальное биение. Но самое главное, заточник на заточном станке и со специальными приспособлениями затачивает инструмент значительно более качественно, чем наладчик. Прижеги и растрескивание инструмента при ручной заточке явление совершенно обычное. Этого, конечно, происходить не должно, но такая система эксплуатации инструмента существует на большинстве предприятий. Даже на современных линиях квалифицированные наладчики предпочитают

перетачивать инструмент сами, хотя этого не должно быть, а их сменщики вынуждены делать это, причем с более низким качеством. Многогранные пластины зачастую перетачиваются также, как и напайные резцы и другие инструменты. Это связано с их периодическим дефицитом и жесткими нормами выдачи. Периодически изменяется качество заготовок качество многогранных пластин, что обычно снижает стойкость инструмента, а нормы расхода остаются прежними. Таким образом, у наладчиков не остается другого выхода, кроме переточки многогранных пластин, чтобы не выйти за пределы норм расхода. При такой переточке практически всегда резко падает стойкость и ухудшается стружколомание. Патриархальная система эксплуатации инструмента - это одна из основных причин снижения ресурса твердосплавных пластин. Постоянное повышение стоимости твердосплавных пластин неизбежно приведет к изменению подходов к переточке инструмента.

2.2. Анализ износа многогранных твердосплавных пластин.

Исследования нескольких тысяч твердосплавных многогранных пластин отработавших на автоматических линиях авто-производств ОМП им. П.И.Баранова и Уфимского моторного заводов (производителей коробок перемены передач и двигателей для легковых автомобилей), станках с ЧПУ в авиационном производстве ОМП, автоматических линиях в лицензионном производстве мотор компрессоров завода "Компрессор", колесотокарных станках в железнодорожных депо, привели выводу, что износ можно классифицировать по видам износа передней и задней поверхности.

Износ существенно отличается на пластинах, отработавших на фрезах, резцах для тяжелых работ, резцах для чистовой обработки. Очень сильно отличается износ при обработке вязких и хрупких материалов. Фотографии износа передней и задней поверхностей типичных случаев износа твердосплавных пластин с массовых операций при обработке различных

материалов представлены на рис.2.2.1 - 2.2.8. Фотографии сделаны на металлографическом микроскопе при Ш& кратном увеличении. Большее увеличение позволяет увидеть только отдельные фрагменты поверхности, в силу ограниченной глубины резкости.

На рис.2.2.1 представлен износ передней и задней поверхностей пластины после обработки стали 18ХГТ с режимами У=20 м/мин, 1=2 мм, 8=0.2 мм/мин.

Износ по задней поверхности типичен для обработки стали, а на передней поверхности в результате износа появилась отрицательная фаска переменной ширины. Фаска сужается к вершине лезвия. На начальных стадиях износа, при форме кромки с радиусом и величине переднего угла около 0°, такой износ типичен. Это подтверждается картиной износа лезвия пластин для обработки колесных пар рис.2.2.2. Отличие заключается в том, что размеры фаски существенно больше и фаска нулевая. Это может быть объяснено существенной разницей в режимах обработки. Подачи и глубины резания при обработке колесных пар - 8 = 1-1.5 мм/об, 1 = 3-5 мм.

При уменьшении подачи и глубины резания, у исследованных пластин, уменьшался радиус округления лезвия и увеличивался передний угол. Износ тоже изменялся. Радиус округления лезвия достигал определенной величины и существенно не изменялся. При дальнейшем износе начинается увеличение площадки износа по задней грани и появляются сколы на лезвии, рис.2.2.3.

Сколы можно относить как к износу кромки, так и к разрушению лезвия. Если сколы существенно не меняют геометрию режущей части, то это можно считать разновидностью износа. Причиной этих микро сколов можно считать воздействие твердых включений на переднюю грань, заднюю грань или отрыв частиц твердого сплава с передней поверхности или кромки пластины, рис.2.2.4. Наиболее сложно обнаружить сколы на задней грани т.к. они почти мгновенно "зализываются" материалом заготовки. Схемы воздействия на

лезвие пластины, приводящие к износу и сколам на кромке, приведены на рис.2.2.5.

Абразивные свойства стружки хорошо видны при обработке жаропрочных сплавов типа ХН78Т, рис.2.2.6. О дроблении этой стружки с помощью стружколомательных канавок или уступов в этом случае просто не идет речи. Она оставляет следы даже на твердосплавных пластинах. Стальные державки она иногда просто перетирает. При токарной обработке, особенно при обработке жаропрочных сплавах и на тяжелых обдирочных операциях происходит пластическая деформация кромки, а то и всей пластины. Фотографии деформированных твердосплавных пластин приведены на рис.2.2.7. Деформации твердосплавных пластин в процессе резания исследовались в [23].

Рис.2.2.1. Фотография износа передней и задней поверхностей пластины после обработки стали 18ХГТ с режимами У=20 м/мин, 1=2 мм, 3=0.2 мм/мин.

Рис.2.2.2. Фотография износа по передней и задней поверхности пластины ЯРЫХ 19ЮМО после обработки колесных пар вагонов.

Рис.2.2.3. Износ по передней и задней поверхности при обработке стали 18ХГТ (нормальный износ).

Рис.2.2.4. Сколы и разрушения лезвия, образовавшиеся в процессе работы, из-за неоптимальной геометрии (самопроизвольное приближение формы лезвия к оптимальному состоянию).

N

Фактор.

Схема воздействия.

Напряжения на задней ). поверхности.

2. Напряжения на

передней поверхности.

Нормальные напряжения

Касательные напряжения

Пульсирующая 3. нагрузка на заднюю поверхность вследствие вибраций и воздействия твердых включений.

Пульсирующая нагрузка на переднюю 4. грань вследствие

образования и отрыва наростов.

Рис.2.2.5. Схемы воздействия на лезвие пластины, приводящие к износу и сколам на кромке.

Рис.2.2.6, Абразивные свойства стружки при обработке жаропрочных сплавов типа ХН78Т.

Рис.2.2,7. Фотографии комбинированного смятия и износа лезвия многогранной пластины ЬЬЮХ 401920 при обработке колесных пар.

российская

ГО-СУД/-. • '" У ;

етвлиотли

Обнаружить эти деформации не всегда возможно, т.к. они сочетаются с повышенным износом ко задней поверхности и деформированная часть лезвия истирается вследствие существенного разупрочнения твердого сплава при высоких температурах Учитывать это явление необходимо, потому что использование на этих операциях поверхностных методов упрочнения, как правило, бессмысленно. Следует использовать другие технические решения, например объемные методы упрочнения и оптимизацию геометрии режущей части.

Интерес представляет исследование зависимости характера износа и стойкости твердосплавных пластин при токарной обработке в зависимости от геометрии режущей части и кромки. Результаты промышленных испытаний приведены в табл.2.2.1. Геометрия лезвия твердосплавных пластин формы КРиХ 30 10 МО для производственных испытаний представлены на рис.2.2.8.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Попов, Андрей Юрьевич

Основные выводы.

1. Показано, что существующая в металлообработке научно-техническая проблема, возникшая в связи с интенсивным расходованием во всех промыпшенно развитых странах дорогостоящих многогранных твердосплавных пластин режущих инструментов, в значительной степени может быть преодолена на основе разработки технических и технологических решений по обеспечению вторичного ресурса работоспособности пластин комплексным воздействием на их формообразование и физико-механические свойства.

2.Выявлены связи между состоянием и уровнем изношенности пластин и выбором варианта восстановления адекватных режущих свойств в условиях неспециализированного машиностроительного производства.

3. Установлены и обоснованы две основные геометрические разновидности формы передней поверхности, технологичные применительно ко всему многообразию пластин:

3.1. Для условий стружколомания - типа эллипсоида, образованного криволинейным движением поверхности вращения, располагающейся под некоторым углом между вектором этого движения и осью поверхности вращения.

3.2. Для условий работы без стружкоразделения- в виде концентричной с осью многогранника поверхности вращения.

4. Разработаны основные закономерности напряженно деформированного состояния пластины в зоне стружкообразования на основе исследования сетки линий скольжения, что позволяет определить и обосновать оптихмальную для данных условий форму передней поверхности инструмента.

5. Обоснованы, исходя из предложенной концепции создания вторичного ресурса, два направления воздействия на ¿многогранные пластины -алмазное шлифование режущих граней, с целью создания оптимума формы, и термомеханической обработки, с целью изменения свойств твердого сплава. Каждое из направлений вызвало необходимость изучения особенностей процессов, применительно к специфике рассматриваемых задач.

6. Установлено, что при алмазной заточке твердосплавных пластин имеет место повышенный расход кругов - более 15 мг/г алмазов по кругам на бакелитовой связке. Установлено, так же, что основными причинами повышенного износа кругов являются влияние лезвия пластины, высокие контактные давления и вибрации. Показано, что капельная подача СОЖ обеспечивает высокую производительность, качество заточки и минимизацию износа кругов.

7. Установлено, что основной причиной возникновения вибраций является неоднородность зернового состава алмазных кругов. Важным выводом из этого факта может быть целесообразность регламентации в стандартах процентного содержания основной фракции, по аналогии с абразивными кругами.

8. Доказано, что термомеханическая обработка многогранных твердосплавных пластин, сочетающая нагрев и давление, обеспечивает существенное повышение стойкости инструмента - до 2х раз на черновых операциях.

9. Показано, что в результате термомеханической обработки в деформированном объеме пластины наблюдается:

- повышение микротвердости;

- перераспределение химических элементов;

- изменение характера излома.

10. Доказано, что термомеханическая обработка возможна на отдельных участках лезвия, например по вершинам пластин, что обеспечивает выравнивание износа и, в целом повышает ресурс и стойкость.

11. Термомеханическая обработка может сочетаться с другими поверхностными методами упрочнения, например нанесением износостойких покрытий.

12. Практическая ценность результатов исследований нашла свое выражение в следующем:

12.1. Разработана концепция создания вторичного ресурса многогранных твердосплавных пластин в противовес сложившейся мировой практике и ей дано экономическое обоснование.

12.2. Разработаны процессы, оснастка и оборудование для обработки твердосплавных многогранных пластин.

12.3. Запатентованы или положительно решено патентование процесса заточки и термомеханической обработки твердосплавных пластин.

12.4. Предложены и используются рекомендации по технологии обработки многогранных твердосплавных пластин.

12.5. Дано количественное экономическое обоснование целесообразности создания и использования вторичного ресурса работоспособности многогранных пластин; так, применительно к использованию восстановленных пластин на ряде предприятий железнодорожного транспорта эффективность составила около 1 млн. руб.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Попов, Андрей Юрьевич, 1999 год

Список литературы.

1.0стафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. М., Машиностроение., 1979г. ,с. 16 8.

2.Дель Г.Д. Технологическая механика. М., Машиностроение., 1978г. с. 174.

3.Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости.М.Машиностроение., 1971 г.,с.200

4.Томленов А.Д. Элементы теории пластичности и расчеты течения металлов в процессах холодной штамповки. М., Машиностроение., 1974г.,с.64.

5. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М. Машиностроение., 1969г. ,с. 15 0.

6.Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М., Высш. школа. 1974г.,с.587.

7. П о л яр изаци он I ю-опти ч ескн й метод исследования напряжений. Труды 5-й всесоюзной конференции. Л.,Издательство ЛГУ им. Жданова. 1966г. с.776.

8. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.,Наука.1979, с.560.

9. Резников А. Н. Теплообмен при резании и охлаждение инструментов.,М.МАШГИЗ.1963. с.200.

10.Лошак М.Г. Прочность и долговечность твердых сплавов. Киев. Наукова думка. 1984.С.328.

П.Катаев П.Ю.,Павлов А.Ф.,Белоног В.М. Пластичность и резание металлов. М.: Машиностроение. 1994.с. 144.

12.Киффер Р.,Бенезовский Ф. Твердые материалы. М.Металлургия. 1968.с.384.

13.Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение. 1975.с.168.

14. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента.М.: МАШГИЗ.Д958. с.356.

15. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режутцего инструмента.М.: Машиностроение. 1982, с.320.

16.Палей М.М.,Дибнер Л.Г.,Флид М.Д. Технология шлифования и заточки

режущего инструмента. М.: Машиностроение. 1988, с,288.

П.ФрохтМ. Фотоупругость т. 1,2. Пер. с английского. М.: Гостехиздат. 1950,

18. Поляризационный метод исследования напряжений./Труды 5-й Всесоюзной конференции. Л.: Издательство ЛГУ. 1966, 776 с.

19.Томленов А.Д. Механика процессов обработки металлов давлением. М.: МАШГИЗ. 1963, с.234.

20.Каратыгин А.М.,Коршунов Б.С. Заточка и доводка инструмента. М.: Машиностроение, 1977, с.182.

21.Гельфанд А.Е.Довгородов А.С.,Фотеев Н.К. Обработка твердых сплавов. М.: МАШГИЗ,1963, с.243.

22. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента. Куклин Л.Г.,Сагалов В.И.,Серебровский В.Б., Шабашов С.П. М.: Машиностроение, 1968, с. 140.

23.Методы определения качества металлокерамических твердых сплавов. Под ред.К.П.Имшенника. М.: ВНИИ, 1968, с.70.

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

25.Тюртюбек И.И.,Самойлов В.Д. Инструментальное хозяйство заводов. М.: Транспорт. 1991, с.223.

26.Прочность режущего инструмента. Материалы 2-го семинара по прочности. М.: ВНИИ. 1969, с. 117.

27.Верещака A.C., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1986, с, 192.

28. Томленов А.Д. Элементы теории пластичности и определение усилий ковки и штамповки. М.: НТО МАШПРОМ. 1961, с,83.

29. Кашутс В.А.,Мелехин Д.А.,Бармин Б.П. Справочник заточника. М.: Машиностроение, 1982, с.232.

30. Музыкант Я.А. Металлорежущий инструмент. Номенклатурный каталог. 4.1. М.: Машиностроение, 1995, с.416.

31.Тойберт П. Оценка точности результатов измерений. М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. 1988, с.88.

32.3ахарченко И.Н.,Мильштейн М.З. Алмазная обработка твердосплавного инструмента. Киев.: Техшка, 1966, с. 128.

33. Крагельский И.В.,Добычин М.Н.,Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение. 1977, с.526.

34.Сборный твердосплавный инструмент ./ Хает Г.Л.,Гах В.Н., Громаков К.Г. и др./. М.: Машиностроение, 1989, с.256.

35. Резников АН. Теплофизика резания. М.: Машиностроение. 1969, с.288.

36.Инструментальные системы автоматизированного производства. /Р.И.Гжиров, В.А.Гречишников, В.Г.Логашов,П.П.Логашов и др./. Санкт-Петербург.: Политехника. 1993, с.399.

37. Полевой CH.,Евдокимов В. Д. Упрочнение машиностроительных материалов. М.: Машиностроение. 1994, с.496.

38. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение. /В.П.Жедь, Г.В.Боровский, Я.А.Музыкант, Г.И.Ипполитов./. М.: Машиностроение, 1987, с.320.

39. К amy к В.А.,Мелехин Д.А., Бармин В.П. Справочник заточника. М.: Машиностроение. 1967, с.219.

40.Грановский Г.И. Грановский В.Г. Резание металлов. М.'.Высшая школа.1985, с.304.

41.3орев H.H. Вопросы механники процессов резания металлов. М.Машиностроение. 1956.367 с.

42.Семенченко И.И. Режущий инструмент. Т.1. Свердловск.: ОГИЗ. 1944.

43.Куфарев Г.Л., Океанов К.Б., Говорухин Г.А. Стружкообразование при не свободном резании. Фрунзе. Мектеп.: 1970.169 с.

44.Кушнер B.C. Основы теории стружкообразования.(Учебное пособие). Омск.:ОмГТУ. 1996, 130 с.

45.Бакуль В.Н., Захарченко И.П., Кункин Я.А., Мильштейн М.З. Справочник по алмазной обработке металлорежущего инструмента. Киев.Лехтка, 1971. 208 с. 46.Захарченко И. П. Сверхтвердые материалы в инструментальном производстве. Киев: Высшая школа. 1973. 170 с.

47. Захарченко И.П., Савченко Ю.Я., Лавриенко В.И. Глубинное шлифование кругами из сверхтвердых материалов. М.машиностроение. 1988, 55 с.

48. Лурье Г.Б. Абразивные инструменты и их эксплуатация. М.: Машиностроение, 1971. 63 с.

49. Маслов E.H. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение. 1974, 340 с.

50. IfaHOBKO Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1967,- 315 с.

51. Лузин H.H. интегральное исчисление. М."Советская наука". 1949,- 419 с.

52. Сегерлинд Д. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, - 392 с.

53. Бреббия К, Теллес Ж, Вроубел Л. Метод граничных элементов. М.: Мир. 1987,- 524 с.

54. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

55. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке,- М.:Машгиз, 1951. -296 с.

56. Куклин Л.И., Сагалов В.И., Серебровский В.Б. и др. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента. М.: Машиностроение. 1968, -139 с.90.

57.A.C. 1292995.

58. Креймер Г.С. Прочность твердых сплавов. М.: Металлургия, 1971, - 248 с.

59. Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М..Металлургия, 1976. 528 с.

60. Семенченко И.И. Режущий инструмент. Конструирование и производство. М.: МАШГИЗ. 1944, -3 тома.

61. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование режущих инструментов. М.: МАШГИЗ, 1962, - 952 с.

62. Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л., Гречишников В.А. Киселев A.C. Металлорежущие инструменты. М.Машиностроение, 1989, - 327 с.

63.Проспект фирмы Сандвик Коромант

64. Проспект фирмы Хертель.

65. Проспект фирмы Мицубиши Карбайд.

66. Свойства элементов: Справ, изд. \ Под ред. М.Е. Дрица. М. : Металлургия, 1985,627 с.

67. Полещенко К.Н., Орлов П.В., Машков Ю.К. и др. Трибостимулированные структурные превращения в приповерхностных слоях модифицированных твердых сплавов// Трение и износ, 1998, Т. 19, № 4.-С. 480-486

68. Постников М.М. .Аналитическая геометрия - М.: Наука, 1973 - 732 с.

69. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. - М.: Наука, 1986.-544 с.

70. Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. М.: Машиностроение, 1982. 104 с.

71. Гречишников В.А., Орлов В.Ф., Щербаков В.Н. Основные положения и рекомендации по проектированию и изготовлению металлорежущего инструмента в условиях единичного, мелкосерийного производства. М.: НИИАТ. 1984. 43 с.

72.Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1984. 270 с.

73.Кирсанов Г.Н. Развитие некоторых вопросов теории инструментов. // Вестник машиностроения. 1978. №9. С.53 - 58.

74.Краткий справочник металлиста /Под общей ред. П.Н.Орлова и С.И.Скороходова. М.: Машиностроение, 1986. 960 с.

75.Лашнев С.И., Юликов М.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. 392 с.

76. Режущие инструменты, оснащенные сверхтвердыми и керамическими материалами, и их применение: Справочник/В.П.Жедь, Г.Б.Боровский, Я.А.Музыкант и др. М.: Машиностроение, 1987, 320 с.

77.Режущий инструмент: Лабораторный справочник / Н.Н.Щегольков, Г.Н.Сахаров, О.Б.Арбузов и др.; М.: Машиностроение, 1985. 164 с.

78.Романов В.Ф., Авакян В.В. Технология алмазной правки шлифовальных кругов. М.Машиностроение, 1980. 118 с.

79.Родин П.Р. Металлорежущие инструменты: Киев: Вища школа, 1979. 431 с.

80.Справочник технолога - машиностроителя 4-е изд./Под ред. А.К.Косилова Р.К.Мещерякова.М.Машиностроение, 1985.Тю 1.656 с.

81.Юликов М.И., Горбунов Б.И., Колесников Н.В. Проектирование и производство режущего инструмента. М.Машиностроение, 1987. 296 с.

82. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС/ И.Л.Фадюшин, Я.А.Музыкант, и др. М.Машиностроение, 1990.

83. Резцы с креплением винтом пластин с тороидальным отверстием/ Я.А.Музыкант, Н.Е.Комова, А.В.Честных и др. М.:ВНИИТЭМР, 1989.

84. Система токарных резцов с механическим креплением пластин/А.А.Соловьев, Д.И.Семенченко, Я.А.Музыкант и др. Рекламный проспект. М.:ВНИИТЭМР, 1987.

85.Специализация предприятий по производству твердых и тяжелых сплавов. Производственное объединение "Союзтвердосплав".М.: Минмет СССР, 1990.

86. Бакуль В.Н., Лошак М.Г., Смагленко Ф.П. Алмазная обработка и прочность твердых сплавов. В кн.: Синтетические алмазы - ключ к техническому прогрессу. Киев : Наук. Думка, 1977, ч.1, с. 114 — 118.

87.Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.;Л.:Гостехиздат, 1951. 856 с.

88.Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа,1980. 369 с.

89.Вейбул В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М.[Машиностроение, 1964. 275 с.

90.Гордева Т.А., Жегина И.П. Анализ изломов при оценке надежности металлов. М. Машиностроение, 1978. 200 с.

91.Имшенник К.П., Бухман H.A. Технология пайки твердосплавного инструмента. М.Машгиз, 1959. 159 с.

92.Рыбицкий В.А. Алмазное шлифование твердых сплавов. Киев: Наукова думка, 1980. 224 с.

93.Фридман Я.Б., Гордеева A.M., Зайцев A.M. Старение и анализ изломов металлов. М.:Машгиз, 1960. 128 с.

94.Чапорова H.H., Чернявский К.С. Структура спеченных твердых сплавов. М.Металлургия, 1975. 248 с.

95.Башков В.М., Кацев П.Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М.. Машиностроение, 1985.

96. Нормативы режимы резания и времени на заточку и доводку крупносерийное и серийное производство. М..НИИМАШ, 1977. 160 с.

97.Ординарцев И.А., Филиппов Г.В. Автоматизация производства режущего инструмента. Л.: Машиностроение, 1972. 264.

98.Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко Л.М. Алмазно - абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.Машиностроение, 1977. 263 с.

99.Родин П.Р., Климов В.И., Якубсон С.Б. Технология изготовления зуборезного инструмента. Киев: Техника, 1982. 168 с.

100. Якимов A.B. Оптимизация процесса шлифования. Машиностроение, 1975. 176 с.

101. Флид М.Д. Повышение эффективности процесса шлифования твердых сплавов. М.НИИМАШ, 1971. 59 с.

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

103. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент: Изд. 3-е перераб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. М.Машиностроение, 1976. 440 с.

104. Дьяков А.Г., Ясинский Г.И. Прогрессивный режущий инструмент в машиностроении. Л.Машиностроение, 1972. 224 с.

105. Кирсанов Г.Н. Проектирование инструментов. Кинематические методы. М.:Мосстанкин, 1984. 70 с,

106. Аваков A.A. Физические основы теории стойкости режущих инструментов. М.Машгиз, 1960. 308 с.

107. Савченко Ю.Я., Лавриенко В.И. и др. Глубинная электрохимическая заточка инструмента кругами из КНБ /Электрофизические и электрохимические методы обработки, 1979. Вып.6. с.6-8.

108. Грабченко А.И. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования. Харьков; Вища школа, 1985, 184 с.

109. Краснощек КЗ.А.. Свердлова Б.М. Влияние условий шлифования на состояние поверхностного слоя и износостойкость резцов из сплавов ТН-20./ В кн.: Резание и инструмент. Харьков: вып.39. с.85-87.

110. Маслов E.H. Теория шлифования материалов. М.-.Машиностроение, 1974. 328 с.

111. Фукс М.Я., Беззубенко U.K., Свердлова Б.М. Состояние поверхностного слоя материалов после алмазной и эльборовой обработки. Киев: Вища школа, 1979. 160 с.

112. Испытание металлов: Справочник: Пер. С нем./Под ред. М.Л.Бернштейна. М.Металлургия, 1979.448 с.

113. Кашков В.М., Кацев П.Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М.Машиностроение, 1985. 136 с.

114. Упрочняющее скругление кромок твердосплавного инструмента методом объемной вибрационной обработки / В.М.Гах и др. //Вестник машиностроения. 1975. № 12. С.44-47.

115. Григорьев В.Г., Высоцкий Е.С, К проблеме оценки надежности режущего инструмента//Надежность и контроль качества. 1976. №12. С.22.

116. Надежность режущего инструмента: Сборник статей/ Ред. коллегия: Г.Л.Хает (отв. ред.) и др. Киев: Техника, 1972. 254 с.

117. Коткина М.Г., Черномаз ВН., Зуева Л.М. Выбор режимов резания на тяжелых токарных станках//Станки и инструмент. 1983. №7 С.26-27.

118. Маслов А.Р. Современные тенденции развития режущих инструментов. Обзор. М.: ВНИИТЭМР, 1984. 50 с.

119. Устройство для заточки многогранных твердосплавных пластин

л

(авторское свидетельство). A.C. 1664518, МКИ1 в 24 В 3/34 2с.: ил. (Соавторы: Бушев В.А., Сергеев В.А., Финаев П.Г.).

120. Режущая многогранная пластина (авторское свидетельство). A.C. 1488088, МКИ3 в 23 Н 3/04 4с.: ил. (Соавтор: Финаев П.Г.).

121. Метод определения контактных давлений в инструменте (статья). Деп. В ВИНИТИ 05.05.95. № 1254-В95.-6 е.: ил.

122. Повышение ресурса твердосплавных пластин резцов колесотокарных станков (тезисы доклада). Актуальные проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта. Научно-методическая конференция: Тез. докл.-М,-1998,- с, 49. (Соавторы: Васильев Н.Г., РыбикВ.А., Рауба A.A.).

123. Повышение ресурса инструмента для обточки колесных пар. (тезисы доклада). Динамика систем механизмов и машин. Научно-техническая конференция.: Тез. докл.-Омск.-1997.-с. 28. (Соавторы: Васильев Н.Г. Рауба A.A.).

124. Технология переточки твердосплавных пластин для обточки железнодорожных колес. ЦНТИ, Омск. Росинформресурс.: Информационный листок №25.-1997. (Соавторы: Рауба А.А.,Рыбик В.А.).

125. Повышение эффективности восстановления профиля поверхности обода колесных пар обточкой (тезисы доклада). Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири. Научно-техническая

конференция.: Тез. докл.-Омск.-1997.-е. 192. (Соавторы: Рауба A.A., Рыбик В.А.).

126. Технологические методы расходов твердых сплавов при обточке колесных пар. (тезисы доклада). Энергосбережение на предприятиях ЗападноСибирской железной дороги. Научно-техническая конференция. Омск,-

1997.-с. 61. ( Соавторы: Рауба A.A., Рыбик В.А.).

127. Инструмент для обточки колесных пар (статья). Железнодорожный транспорт jYy7.-M.-l997.-с.38-39. (Соавторы: Одиноков A.C. Васильев Н.Г. Рауба A.A., Рыбик В.А.).

128. Выбор кругов для оптико-шлифовальных станков с ЧПУ (статья). Деп.в ВИНИТИ 05.05.95. № 1255-В95.-7 е.: ил. (Соавтор: Сазонова Н.В.).

129. Исследование напряженного состояния в зоне резания при обточке поверхности катания колесных пар (статья). Исследование процессов взаимодействия объектов железнодорожного транспорта с окружающей средой.: Сборник статей.-Омск.-1997.-е. 62-66. (Соавторы: Васильев Н.Г.,Рыбик В.А., Рауба A.A.).

130. Исследование контактных напряжений. Третий сибирский конгресс по прикладной и промышленной математике: Тез. докл. Ч.Ш.-Новосибирск.-

1998.-е. 70. (Соавтор: Рауба A.A.).

131. Метод расшифровки оптических картин в триботехнической системе "инструмент - деталь". Трение и износ, №4, 1998 г. с. 505 - 509.(Соавторы: Рауба A.A., Королев Н.А)

132. Влияние геометрии и формы заточки лезвия круглых твердосплавных пластин на их износ и стойкость при обточке колесных пар. Исследование процессов взаимодействия объектов железнодорожного транспорта с окружающей средой.: Сборник статей.-Омск.-1997.-е. 66-74. (Соавторы: Васильев Н.Г., Рыбик В.А., Рауба A.A.).

133. Термомеханическое упрочнение твердосплавных пластин, используемых для обточки колесных пар. Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы

и перспективы. Научно-практическая конференция : Тез. докл.-Омск.-1998,-с. 83.(Соавторы: Васильев Н.Г., Рауба A.A., Рыбик В.А.).

134. Особенности заточки твердосплавных пластин для обработки колесных пар. Совершенствование технологических процессов ремонта подвижного состава. Межвузовский тематический сборник.-1998.-с. 22-25. (Соавторы: Рауба A.A., Рыбик В.А ).

135. Ресурсосберегающие технологии в обеспечении предприятий железной дороги металлорежущим инструментом. Материалы научно-практической конференции. Ресурсосберегающие технологии на предприятиях западносибирской железной дороги. Омск: ОмГУПС.- 1999. с.61-66. (Соавторы: Рауба A.A., Рыбик В.А.).

136. Профилирование канавок эллиптической формы на передней поверхности многогранных твердосплавных пластин. Деп. В ВИНИТИ 03.02.99 №354 -В99. - 11 с. (Соавторы: Артюхов В.Я., Рауба A.A., Бургонова О.Ю.)

137. Разработка и технология заточки и заточка 400 пластин. Отчет о НИР/ № ГР 01990001305; Инв.№03990000239. - Омск, 1998,- 1 с. (Соавтор: Рауба A.A.).

138. Совершенствование режущей части, изготовление опытной партии оснастки, переточка и испытание у заказчика 400 пластин формы Ф12. Отчет о НИР/ № ГР 01990001306; Инв. № 03990000240.-Омск, 1998,- 1 с. (Соавтор: Рауба A.A.).

139. Переточка твердосплавных фасонных резцов и оптимизация их геометрии с целью вторичного использования твердосплавных пластин. Отчет о НИР/ № ГР 01990001307; Инв. № 03990000241.-Омск,1998,- 1 с, (Соавтор: Рауба A.A.).

140. Восстановление 400 пластин для колесотокарных станков и проведение производственных испытаний. Отчет о НИР/ № ГР 01990001308; Инв.№ 03990000242.-Омск,1998,- 1 с. (Соавтор: Рауба A.A.).

141. Определение напряжений при резьбонакатывании (статья). Исследования в области технологии образования резь б./Сборник научных трудов. Тула. ТПИ.-1981.-с. 136-139.(Соавтор: Султанов Т.А.)

142. Методика определения стойкости роликов РНГ аксиального типа (статья). Режущий инструмент и производительная обработка резанием./ Сборник научных трудов. М.:МДНТП.-1982.-с. 107-110. ( Соавтор: Султанов Т.А.)

143. Общемашиностроительные нормативы режимов обработки резьб резьбонакатными и резьбонарезными головками, норм расхода и износа (монография). М.:НИИМАШ.-1982.-80 с. (Соавторы: Султанов Т.А. Шендерова E.H. Артюхин JI.JI.)

144. Резец для колесообразного станка. Свидетельство № 7360 на полезную модель. Заявка № 97112644 от 16.08.98. (Соавторы: Васильев Н.Г., Рауба A.A.).

145. Установка для упрочнения твердосплавного инструмента. Свидетельство № 7361 на полезную модель. Заявка № 97112645 от 16.08.98. ( Соавторы: Васильев Н.Г., Рауба A.A.).

146. Инструмент для многопроходного накатывания крупно профильных резьб (статья). Экспресс-информация. Обработка резанием. Вып. 11.-М.:НИЙМАШ.-1983.-с. 19-22.(Соавторы: Султанов Т.А., Жарченков Ю Н).

147. Общестроительные нормативы режимов обработки резьб и нормы расхода инструмента при применении тангенциальных резьбонакатных головок, накатных роликов к станкам и гребенчатых фрез (монография). М.: НИИМАШ,-1984.-56 с.(Соавторы: Султанов Т.А., Шендерова E.H., Артюхин Л.Л., Жарченков Ю.Н., Хостикоев М.З).

148. Специальные метчики для нарезания резьб в материалах повышенной твердости (тезисы доклада). Повышение качества инструмента путем оптимизации технологи изготовления на основе совершенствования способов обработки./' Научно-техническое совещание: Тез. докл.-Омск.-1984.-с. 10-11. (Соавторы: Васильев М.В., Антонов A.A.).

149. Технология изготовления металлорежущих инструментов с применением станков с ЧПУ (методическая разработка). Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: ОмПИ.-1988.-32 с. (Соавторы: Попов Ю.В., Чирков В.Н).

150. Разработка технологического процесса изготовления державки резца механическим креплением многогранной пластины с применением станков с ЧПУ (методич. разработка). Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: ОмПИ,-1989.-40 с. (Соавторы: Попов Ю.В., Чирков В.Н.).

151. Технология изготовления металлорежущих инструментов с применением станков с ЧПУ (методическая разработка). Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: ОмПИ.-1988.-32 с. (Соавторы Попов Ю.В., Чирков В.Н).

152. Разработка технологического процесса изготовления державки резца механическим креплением многогранной пластины с применением станков с ЧПУ (методич. разработка). Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: ОмПИ,-1989.-40 с. (Соавторы Попов Ю.В., Чирков ВН.).

153. Исследование вибрации при сверлении и расчет спиральных сверл на виброустойчивость (методич. разработка). Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Омск: ОмПИ.-1991.-40 с. (Соавторы Попов Ю.В., Чирков В.Н.).