Разработка методов и средств эффективного выбора режимов резания труднообрабатываемых материалов на основе термосиловых характеристик процессов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, доктор технических наук Горелов, Валерий Александрович

• Горелов, Валерий Александрович
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Горелов, Валерий Александрович

Введение.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСТПП МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ.

1.1. Автоматизация и повышения эффективности процессов обработки резанием.

1.1.1. Конструктивные и технологические особенности деталей из жаропрочных сплавов.

1.1.2. Технология обработки деталей на станках с ЧПУ, выбор режимов резания и СТО.

1.1.3. Основные способы повышения эффективности механообработки деталей из жаропрочных сплавов в автоматизированном производстве.

1.2. Современное состояние и проблемы информационного технологического обеспечения АСТПП.

1.3. Ускоренный выбор технологических условий процессов резания методами и средствами диагностики.

1.4. Повышение эффективности АСТПП на основе термосилового моделирования процессов резания.

1.4.1. Схематизация зоны деформации обрабатываемого материала при резании, соотношения скоростей и сил резания.

1.4.2. Математическое моделирование интенсивности напряжений в зоне резания.

1.4.3. Определение температуры деформации при резании.

1.4.4. Оценка изнашивания, деформации и разрушения режущего инструмента при резании.

1.5. Выводы по главе 1. Формулировка целей и задач исследования.

2. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУР В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ И НА КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ С УЧЕТОМ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА.

2.1. Разработка математической модели расчета температуры в зоне резания жаропрочных сплавов.

2.2. Разработка математической модели и алгоритма расчета температуры на передней поверхности инструмента при точении никелевых сплавов.

2.3. Разработка математической модели и алгоритма расчета температуры на задней поверхности застойной зоны и фаски износа при точении никелевых сплавов.

2.4. Особенности расчета температуры на передней и задней поверхностях инструмента при точении титановых сплавов.

2.5. Исследование влияния условий резания при точении жаропрочных сплавов на средние температуры контактных поверхностей и температуру в условной плоскости сдвига.

2.6. Выводы по главе 2.

3. РАСЧЕТ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ КОСОУГОЛЬНОГО НЕСВОБОДНОГО РЕЗАНИЯ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ И ИЗНОСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА.

3.1. Алгоритм расчета механических характеристик процесса свободного прямоугольного резания на основе модели зоны резания с одной плоскостью сдвига.

3.1.1. Расчет термомеханических параметров прямоугольного резания.

3.1.2. Расчет сил свободного прямоугольного резания.

3.2. Алгоритм расчета механических характеристик процесса свободного косоугольного резания.

3.2.1. Геометрические параметры процесса свободного косоугольного резания.

3.2.2. Расчет сил свободного косоугольного резания.

3.3. Построение модели для расчета интенсивности напряжений в условной плоскости сдвига.

3.4. Применение методов теории подобия и размерности для анализа термомеханических параметров при резании.

3.5. Методика построения термомеханической зависимости интенсивности напряжений обрабатываемого материала в зоне резания от условий деформации и создания базы данных прямоугольного резания.

3.6. Исследование влияния износа режущего инструмента по задней грани на силы свободного прямоугольного резания.

3.7. Алгоритм расчета сил свободного косоугольного резания при продольном точении.

3.7.1. Расчет критериев подобия свободного косоугольного резания.

3.7.2. Расчета составляющих силы свободного косоугольного резания.

3.7.3. Исследование влияния износа режущего инструмента по задней грани на силы свободного косоугольного резания.

3.7.4. Сравнение рассчитанных значений сил свободного косоугольного резания с экспериментально полученными значениями.

3.8. Алгоритм расчета сил несвободного косоугольного резания.

3.8.1. Расчет составляющих силы косоугольного несвободного резания при продольном точении.

3.8.2. Геометрические параметры процесса несвободного косоугольного резания.

3.9. Алгоритм расчета сил при торцевом и контурном точении.

3.10. Сравнение рассчитанных значений сил несвободного косоугольного резания с экспериментально полученными значениями.

3.11. Разработка программного обеспечения для расчета составляющих силы несвободного косоугольного резания.

3.12. Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА МНОГОПАРАМЕТРОВОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ.

4.1. Временные характеристики процесса резания.

4.2. Измерительная аппаратура.

4.2.1. Функциональная схема стенда.

4.2.2. Измеритель сигналов акустической эмиссии (АЭ).

4.2.3. Измеритель силовых параметров.

4.2.4. Трехканальный измеритель вибраций.

4.2.5. Универсальный модуль сбора данных.

4.3. Программное обеспечение.

4.3.1. Структура программного обеспечения.

4.3.2. База данных.

4.3.3. Программа приема данных.

4.3.4. Программа обработки данных.

4.3.5. Программа контроля состояния процесса резания.

4.4. Выводы по главе 4.

5. РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ИНФОМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСТПП НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И ТЕРМОСИЛОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ.

5.1. Построение термосиловой математической модели для расчета режущего инструмента на долговечность при циклическом нагружении под действием сил и температур резания.

5.2. Исследование интенсивности изнашивания режущего инструмента с применением метода акустической эмиссии.

5.2.1. Экспериментальное определение оптимальной скорости резания и интенсивности изнашивания инструмента при точении никелевых и титановых сплавов.

5.2.2. Выбор информативных параметров АЭ и интервалов их регистрации для оценки интенсивности изнашивания инструмента.

5.2.3. Разработка методики определения зависимости стойкости инструмента от режимов резания при заданном максимальном износе инструмента.

5.3. Расчет интенсивности изнашивания режущего инструмента с помощью термосиловой математической модели.

5.3.1. Экспериментальное определение коэффициентов термосиловой математической модели для расчета интенсивности изнашивания режущего инструмента.

5.3.2. Расчет времени работы инструмента и ширины фаски износа в конкретный момент времени с помощью термосиловой модели для расчета интенсивности изнашивания режущего инструмента.

5.3.3. Проверка адекватности термосиловой модели при расчете стойкости инструмента с новой геометрией.

5.4. Разработка специализированного информационно-технологического обеспечения АСТПП с использованием термосиловой модели для расчета интенсивности изнашивания режущего инструмента.

5.5. Выводы по главе 5.

6. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и средств эффективного выбора режимов резания труднообрабатываемых материалов на основе термосиловых характеристик процессов»

Актуальность работы.

Современное производство наукоемкой продукции, как, например, изготовление газотурбинных двигателей (ГТД) для авиационной промышленности, судостроения, энергетических и газоперекачивающих установок, характеризуется большой номенклатурой выпускаемых на предприятии изделий. При необходимости изготовления или приобретения на производстве средств технологического оснащения (СТО) отечественных или зарубежных фирм технолог сталкивается с многофакторной задачей при проектировании технологического процесса. Имея в распоряжении ограниченное число исходных данных, необходимо определить СТО и режимы резания, обеспечивающие выполнение требований к качеству обработанной детали, максимальной производительности и минимальной себестоимости изготовления детали. С внедрением АСТПП и САПР неполная или некорректная исходная информация приводит к снижению качества обрабатываемой детали и к большому количеству доработок и наладок технологического процесса непосредственно в производственных условиях.

Интенсификация производства и повышение качества ГТД и ГТУ осуществляется на базе автоматизации и информационной поддержки всего жизненного цикла изделия от разработки проектно-конструкторской документации и технологии производства изделий до их испытаний и сервисного обслуживания. По-прежнему значительной долей в себестоимости разработок изделий остается технологическая подготовка производства, т.к. автоматизация и информационное обеспечение этого этапа имеет высокую трудоемкость из-за отсутствия необходимой технологической информации и, прежде всего, по режимам обработки резанием деталей из новых жаропрочных сплавов и по СТО.

Для производства современных и перспективных двигателей пятого поколения требуются новые сплавы с повышенными жаропрочными свойствами на никелевой и титановой основе. Технологические свойства этих сплавов, а также конструктивные и технологические особенности заготовок из них определяют повышенную трудоемкость процессов механической обработки, которая составляет более половины трудоемкости изготовления современного двигателя.

Актуальность этой проблемы также обусловлена тем, что в последние годы в технологии производства ГТД применяются высокопроизводительные многооперационные станки с ЧПУ, оснащенные инструментами с твердосплавными и керамическими сменными многогранными пластинами (СМП) как правило, импортного производства. Отсутствие технологической информации по режимам резания и стойкости инструмента при использовании новых инструментальных материалов, упрочняющих покрытий, форм СМП и СОТС для обработки резанием деталей из жаропрочных никелевых и титановых сплавов снижает эффективность технологической подготовки производства. Для выбора эффективных условий обработки деталей необходимо проведение трудоемких и материалоемких экспериментальных исследований по определению режимов резания и стойкости инструмента при проектировании конкретных операций (переходов) в технологических процессах.

Решению проблемы оптимизации режимов резания и стойкости инструмента посвящено большое количество научно-исследовательских работ. Отечественными и зарубежными учеными созданы научные школы и инженерные методики по определению режимов резания, в основе которых приняты различные методы исследований: эмпирические, теоретические, диагностические и метод подобия. Вместе с тем, применяемые в настоящее время методические материалы и нормативы на режимы резания и стойкости инструмента, выпущенные для предприятий отрасли более двадцати лет назад, не отражают современного уровня развития технологии и не могут являться информационной базой для автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Научная новизна работы:

1. установленной количественной зависимости расчетной температуры контактных поверхностей режущего инструмента с фактическими значениями предела прочности жаропрочных титановых и никелевых сплавов от температуры их испытаний на растяжение;

2. установленных трех физических критериях подобия термомеханических процессов пластического деформирования при резании для расчета сил свободного и несвободного резания: линейной или угловой интенсивности деформации в условной плоскости сдвига, скорости деформирования, отнесенной к скорости деформирования базового процесса, и температуры деформации, отнесенной к температуре плавления обрабатываемого материала;

3. выявленной экспериментальной зависимости стойкости режущего инструмента от действующих сил и температур на контактных поверхностях режущего инструмента при заданном критерии износа инструмента для пары «инструментальный - обрабатываемый материал»;

4. разработанных алгоритмах применения термосиловых моделей и многопараметровой системы измерения и обработки экспериментальных данных, реализованных в виде интегрированного программного обеспечения, являющегося основой специализированной информационно-технологической базы АСТПП.

Практическая ценность работы заключается:

1. разработанных методиках и программах расчёта температур в зоне резания и контактных поверхностях инструмента с учётом его износа при токарной обработке деталей из никелевых и титановых сплавов.

2. разработанных методиках и программах для определения составляющих силы несвободного косоугольного резания острозаточенным и изношенным инструментом при продольном, торцевом и контурном точении и растачивании деталей из жаропрочных никелевых сплавов.

3. разработанных алгоритмах формирования баз данных, содержащих параметры модели расчёта напряжений, модели стойкости и интенсивности изнашивания режущего инструмента для пары «инструментальный - обрабатываемый материал», значения критериев подобия для различных режимов прямоугольного резания.

4. созданных и внедренных многопараметровых измерительных стендах, позволяющих получить оперативную и достоверную информацию о термосиловых и виброакустических параметрах процесса резания.

5. разработанных технологических рекомендациях по выбору режимов резания, режущих инструментов, оснащённых твёрдосплавн ыми и керамическими С МП и из инструментальных сталей, а также марок СОТС для различных условий обработки жаропрочных никелевых и титановых сплавов.

Реализация результатов работы.

Работы выполнялись в МГТУ «СТАНКИН» по межотраслевой научно-технической программе МАП СССР и Минвуза РСФСР «Авиационная технология», целевым программам отраслевого научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (НИИД), программе ИАЭ им. И.В. Курчатова, МГТУ им. Н.Э. Баумана и ММЗ «Салют» и планам НИР «ФГУП «ММПП «Салют».

Работа представлена в виде методического, программно- информационного обеспечения, технологических рекомендаций и аппаратных многофункциональных диагностических комплексов для оптимизации условий резания и инструмента на «ФГУП ММПП «Салют», ФГУП ВНИИТС, ОАО НИАТ, МГТУ «Станкин», ОАО АВТОВАЗ.

12

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и научно-технических симпозиумах: «Актуальные проблемы технологии современного машиностроения» (Москва, МГТУ им. Баумана, 2000), «Актуальные проблемы машиностроения» (I Международная конференция, Владимир, 2001), «Динамика систем механизмов и машин» (IV Международная конференция, Омск, 2002), «Высокие технологии: тенденции развития» (XIII Международная конференция, Алушта, 2003), «Резание и инструмент в технологических системах (Международная конференция, Харьков, 2003), «Качество поверхностного слоя деталей машин» (Международная конференция, Санкт-Петербург, 2003), «Двигатели и экология» (симпозиум, Москва, 2000 и 2002), «Актуальные проблемы Российской космонавтики» (XXXI чтения по космонавтике, Москва, 2007) и др.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 144 печатные работы, получено 12 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, 142 рисунков, 16 таблиц, общих выводов и списка использованной литературы.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Горелов, Валерий Александрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований получено значительное сокращение трудоемкости и материалоемкости экспериментальных работ при выборе режимов резания жаропрочных титановых и никелевых сплавов за счет применения разработанных методов термосилового моделирования и автоматизированных средств измерений.

2. Выявленное влияние фактических значений предела прочности от температуры, полученных при испытании жаропрочных сплавов при растяжении, на распределение температур по контактным поверхностям инструмента при резании позволило разработать методики й программы расчета касательных напряжений и температур на контактных поверхностях инструмента и учесть специфику изменения распределения этих температур при обработке резанием.

3. Установленные физические критерии подобия (линейной или угловой интенсивности деформации в условной плоскости сдвига, скорости деформирования, отнесенной к скорости деформирования базового процесса, и температуры деформации, отнесенной к температуре плавления обрабатываемого материала) при заданной геометрии режущего инструмента и механических свойствах обрабатываемого материала определяют термомеханические условия пластического деформирования при свободном прямоугольном, косоугольном и несвободном косоугольном резании.

4. Разработанная методика и программа расчета составляющих силы резания при несвободном косоугольном резании инструментами с различной геометрией основывается на соблюдении условий подобия процессов пластического деформирования при свободном прямоугольном и несвободном косоугольном резании. Применение разработанного метода позволяет проводить расчет силы резания в зависимости от температуры в зоне резания при продольном, торцевом и контурном точении жаропрочных никелевых и титановых сплавов с учетом износа режущего инструмента.

5. Установленная и экспериментально обоснованная зависимость стойкости режущего инструмента от действующих на контактных поверхностях режущего инструмента сил и температур при заданном критерии износа инструмента для пары «инструментальный - обрабатываемый материал» дала возможность рассчитать геометрию режущего инструмента и режимы резания для условий токарной обработки титановых и никелевых сплавов с учетом критериев себестоимости, производительности и качества обработанной поверхности без дополнительных экспериментальных исследований.

6. На основании разработанных алгоритмов расчета температур на контактных поверхностях инструмента, составляющих силы резания, зависимости стойкости режущего инструмента от действующих сил и температур и многопа-раметровой системы измерений и обработки экспериментальных данных создана интегрированная программно-информационная система выбора режимов резания, геометрии инструмента, инструментальных материалов, упрочняющих покрытий, СОТС при резании жаропрочных никелевых и титановых сплавов.

7. Результаты выполненных исследований в виде технологических рекомендаций, методических материалов, технических отчетов и программного обеспечения рекомендованы к внедрению в производство на ведущих предприятиях авиационной промышленности и используются в учебном процессе в МГТУ «СТАНКИН» и МГТУ им. Н.Э. Баумана.

8. На основании полученных результатов исследований и многолетних научных разработок методов и средств ускоренного выбора технологических условий обработки резанием жаропрочных титановых и никелевых сплавов на ФГУП «ММПП «Салют», ФГУП ВНИИТС, ОАО НИАТ, МГТУ «СТАНКИН», АВТОВАЗ были внедрены многопараметровые автоматизированные стенды для измерения составляющих силы резания, вибраций и акустической эмиссии, удовлетворяющие по динамическим и временным характеристикам процессам, происходящим при резании.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Горелов, Валерий Александрович, 2007 год

1. Армарего И.Дж.А., Браун Р.Х., Обработка металлов резанием. М. Машиностроение, 1977. - 325 с.

2. Барзов A.A., Белов В.М., Вдовин A.A. Применение электроэмиссионной диагностики для повышения технологической надежности процессов механической обработки: Технология, организация производства и управления. -М.: НИИЭинформэнергомаш, 1987. 38 с.

3. Барзов A.A. Эмиссионная технологическая диагностика. М.: Машиностроение, 2005. - 384 с.

4. Барзов A.A., Логинов В.П., Горелов В.А., Галиновский A.JL, Шашурин В.Д. Повышение надежности технологических процессов методами эмиссионной диагностики // Учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. -30 с.

5. Безъязычный, В.Ф., Кожина, Т.Д., Киселев Э.В. Автоматизированная система назначения технологических условий точения // Сб. науч. трудов «Инструментообеспечение и современные технологии в технике и медицине. Ростов-на-Дону», 1997. с 24-26.

6. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.-343 с.

7. Братухин А. Г., Давыдов Ю. В., Елисеев Ю. С., Павлов Ю. Б., Суворов В. H. CALS (Continuous Acquisition and Life-Cycle Support непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделий) в авиастроении. -М.: Изд-во МАИ, 2000. - 303 с.

8. Васильев С. В. Детерминирование рабочего процесса как средство повышения надежности ГПС // Вестник машиностроения, 1985. № 4. - С. 31-32.

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

10. Вульф А. М. Резание металлов. Д.: «Машиностроение», 1973. - 496 с.

11. Горелов В.А. Автоматизированный многопараметровый стенд для экспресс-оптимизации режимов резания // Двигатель, 2006. № 5(47). - с. 12-13.

12. Горелов В.А. Анализ многокоординатного резания методом акустической эмиссии.//Актуальные проблемы машиностроения / Материалы I Международной научно технической конференции. - Владимир, 2001. - с. 56-58.

13. Горелов В.А. Совершенствование технологии обработки жаропрочных сплавов на основе теоретических методов диагностики процесса резания // Высокие технологии: тенденции развития. Мат. XIII МНТС в Алуште. Харьков, 2003.-С. 64-71.

14. Горелов В.А. Термомеханический анализ обработки резанием жаропрочных сплавов // Омский научный вестник, 2006. №10. - С. 24-28.

15. Горелов В.А., Безнин A.C., Кушнер B.C. О влиянии условий термомеханического нагружения на напряжения и деформации режущего лезвия.//Динамика систем механизмов и машин. Материал IV Международной научно-технической конференции. Омск, 2002. - С. 106-109.

16. Горелов В.А., Кушнер B.C. Влияние условий термо-механического нагружения на напряжения и деформации режущего лезвия // Справочник. Инженерный журнал, 2005. №8. - С. 51-53.

17. Горелов В.А., Кушнер B.C. Исследование влияния округления режущей кромки на температуры и силы резания при точении титановых сплавов // Резание и инструмент в технологических системах: Меж.науч.-тех.сборник -Харьков, 2003. С. 43-46.

18. Горелов В.А., Кушнер B.C. Термомеханический подход к исследованию процесса резания жаропрочных сплавов // Технология машиностроения, 2005. -№9. С. 30-33.

19. Горелов В.А., Подураев В.Н., Барзов A.A. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии. М.: Машиностроение, 1988. - 56 с.

20. Горелов В.А., Семенов В.А. Технологические возможности диагностических стендов на базе микро-ЭВМ // Технология авиационного двигателе-строения, 1988. № 1 - с. 23-25.

21. Горелов В.А., Семенов В.А., Чугрин Г.В. Принципы построения автоматизированных диагностических комплексов. // Технология авиационного двигателестроения, 1988. № 1.-е. 15-18.

22. Горелов В.А., Семенов В .А., Шеметов М.Г., Геранюшкин A.B. Многофункциональная система диагностики процессов резания и инструмента // Вестник машиностроения, 2005. №9. - С. 22-24.

23. Грановский Г. И. О методике измерения и критерии износа режущих инструментов // Вестник машиностроения, 1963. № 9. - С. 45-51.

24. Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для маши-ностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1985. — 304 с.

25. Громов Н. II. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1967. - 340 с.

26. Гуревич Д. М. Адгезионно-усталостное изнашивание твердосплавного режущего инструмента // Вестник машиностроения, 1986, №5. С. 43-45.

27. Данелян А. М., Бобрик П. И., Гуревич Я. Л., Егоров И. С. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов. М.: Машиностроение, 1965. - 308 с.

28. Дзугутов М. Я. «Пластичность и деформируемость высоколегированных сталей и сплавов». 3-е изд., доп. и перераб. - М.: Металлургия, 1990. -301 с.

29. Елисеев Ю. С. «Салют» интенсивно внедряет CALS-технологии // Двигатель, 2003. №4 (28). - С. 6-7.

30. Елисеев Ю. С., Крымов В. В. Современные технологии как необходимое условие создания наукоемкой продукции. Двигатель // Научно-технический журнал, 2003. №6 (30). - С. 7-10.

31. Зорев H.H. Механика резания металлов. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1956. - 368 с.

32. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975. 456 с.

33. Камалов В. С., Барзов А. А., Горелов В. А. Методология эмиссионной технологической диагностики современного производства // Научно-технический сборник «Технология авиационного двигателестроения», 1988. -Выпуск 1.-С. 5-13.

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

35. Козочкин М. П. Виброакустическая диагностика технологических процессов. М.: ИКФ «Каталог», 2005. - 196 с.

36. Козочкин М.П., Панов С.Н., Кузнецова В.Д., Дуров М.Н. Методы снижения шума металлорежущих станков и их узлов. Методические рекомендации. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - С. 68.

37. Кондратов A.C. Параметры системы СПИД и технологические условия максимальной технико-экономической производительности обработки деталей на станках токарной группы // Методические материалы НИАТ, 1981.-48 с.

38. Корнеев С. С. Экспресс-определение рациональных режимов точения деталей сложной формы из труднообрабатываемых материалов методом акустической эмиссии. Диссертация на соискание степени к.т.н. Москва, 1999.

39. Кочеровский Е.В., Лихциер Г.М. Диагностики состояния режущего инструмента по силовым характеристикам процесса резания. М., 1988. - 40 с.

40. Крагельский И. В. Трение и износ // Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

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

42. Куклин J1. Г., Сигалов В. И., Серебровский В. В., Шабашев С. Г. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента. М., Машиностроение, 1968. - с. 140.

43. Кушнер B.C., Горелов В.А., Безнин A.C. Сравнительный анализ особенностей токарной обработки жаропрочных сплавов и конструкционной стали на основе моделирования системы резания // Технология машиностроения, 2005. -№1. С. 15-19.

44. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982. - 320 с.

45. Лошак М.Г. прочность и долговечность твердых сплавов. Киев: Наукова думка, 1984. - 328 с.

46. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966. - 264 с.

47. Макаров А. Д. Методика ускоренных стойкостных испытаний инструмента при резании // Труды Рыбинского авиационно-технического института,1975. № 3. - С. 178-183.

48. Макаров А. Д. Оптимизация процесса резания. М.: Машиностроение,1976.-278 с.

49. Марков А. И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980.-237 с.

50. Мозгалевский А. В., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика: Непрерывные объекты. М.: Высшая школа, 1975. - 208 с.

51. Машиностроение. Энциклопедия: В 40 т / под ред. и с предисл. Фролова К.Ф. М.: Машиностроение, 2005. - Т. III-1: Технологическая подготовка производства. Проектирование и обеспечение деятельности предприятия. -576 с.

52. Мухин В. С., Макаров А. Д. Оптимизация процесса механической обработки по физическим параметрам, качеству поверхностного слоя и долговечности деталей из жаропрочных сплавов, Уфа: УАИ, 1976. - 116 с.

53. Надеинская Е. П. Исследование износа режущего инструмента с помощью радиоактивных протонов. М.: Машгиз, 1955. - 135 с.

54. Одинг И.А. и др. Теория ползучести и длительной прочности металлов. -М.: Металлургиздат, 1959.-488 с.

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

56. Палей С.М., Решетов Д.Н., Антонов A.B. Контроль состояния режущего инструмента по силе резания. // Станки и инструмент, 1992. № 2. с 31-33.

57. Писаренко Г.С., Лебедев A.A. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев, «Наукова Думка», 1976. -415 с.

58. Подураев В. Н. Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. М.: Высшая школа, 1965. - 520 с.

59. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1968.-311 с.

60. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974. - 587 с.

61. Подураев В.Н., Барзов A.A., Горелов В.А. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии. М.: Машиностроение, 1988. - 54 с.

62. Подураев В.Н., Ярославцев В.М. Стойкость инструмента при прерывистом резании // Станки и инструмент, 1969. №10. - С. 25-28.

63. Поклад В.А., Горелов В.А., Полоскин Ю.В. и др. Экологически безопасная технология резания /7 Сборник трудов научно-технического симпозиума «Двигатели и экология». Москва, 2000. - С. 23-31.

64. Постнов В. В., Шаринов Б. У., Шустер Л. Ш. Процессы на контактных поверхностях, износ режущего инструмента и свойства обработанной поверхности. Свердловск: Изд-во Уральского ун-та, 1988. - 224 с.

65. Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. М.: Наука, 1987. - 97 с.

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

67. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1998. - 279 с.

68. Рейхель В. Методика определения стойкости резца и обрабатываемости материала // Мировая техника, 1936. №4. - С. 6-14.

69. Рыкалин H. Н. Теория нагрева металла местными источниками теплоты // «Тепловые явления при обработке металлов резанием». Под ред. Е. А. Панкиной. М., НТО Машпром, 1959.

70. Свирский М. С. Электронная теория вещества. М.: Просвещение, 1980. -288 с.

71. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: «Наука», 1967.-428 с.

72. Силин С. С. Метод подобия при резании металлов. М.: Машиностроение, 1979.- 152 с.

73. Синопальников В.А., Григорьев С.Н. Надежность и диагностика технологических систем // Учебник. М.: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», Янус-К, 2003.-331 с.

74. Старков В.А. Управление стабильностью и качеством и автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

75. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием // Справочник под общей ред. С. Г. Энтелиса, Э. М. Берли-нера. М.: Машиностроение, 1995. - 494 с.

76. Соломенцев Ю. М. Митрофанов В. Г., Протопопов С. П. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1980. -536 с.

77. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х кн. // Под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле: Пер. с нем. В. Ф. Колотенкова и др. / под ред. Ю. М. Соломенцева. Кн. 1. -М.: Машиностроение, 1985. 616 с.

78. Строшков А. Н., Теслер Ш. Л., Шабашов С. П., Элинсон Д. С. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом. М.: Машиностроение, 1977. - 140 с.

79. Темчин Г. И. Многоинструментальные наладки. Теория и расчет. М.: Машиностроение, 1963. - 543 с.

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

81. Туманов В.И. Свойства сплавов системы карбид вольфрама кобальт. - М.: Металлургия. 1971. - 95 с.

82. Тверской М.М. Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках. М.: Машиностроение, 1982. - 208 с.

83. Харитонов В., Горелов В., Бурлаков И., Данилов В. Ротационные методы получения заготовок деталей ГТД // Двигатель, 2002. №5(23). - С. 8-12.

84. Худобин JI. В., Бердичевский Е. Г. Техника применения смазочно-охлаж-дающих средств в металлообработке. М.: Машиностроение, 1977. - 189 с.

85. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. -Уфа: Гилем, 1999. 199 с.

86. Abdel-Hamid A., Wifi A.S., Gallab М. El. A three dimensional finite element thermomechamcal analysis of intermittent cutting process // Journal of Material Processing Technology, 1996. 56 (1:4). - p. 643-654.

87. Altintas Y. Manufacturing automation. Metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design. Cambridge: Cambridge UniversityPress, 2000.

88. Astakhov P. A. On the inadequacy of the single-shear plane model of chip formation // International Journal of Mechanical Science, 2005. № 47. p. 16491672.

89. Astakhov V. The assessment of cutting tool wear // International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2004. № 44. - p. 637-647.

90. Astakhov У .P., Outeiro, J.C. Modeling of the contact stress distribution at the tool-chip interface // Machining Science and Technology, 2005. № 9. - p. 8599.

91. Astakhov V.P., Shvets, S. The assessment of plastic deformation in metal cutting // Journal of Materials Processing Technology, 2004. № 146. - p. 193-202.

92. Astakhov V.P. Metal cutting mechanics. Boca Raton, USA: CRC Press; 1998.

93. Black J.T., Huang, J.M. Shear strain model in metal cutting // Manufacturing Science and Engineering, 1995. MED Vol. 2-1. - p. 283-302.

94. Boothroyd G., Knight, W.A. Fundamentals of machining and machine tools.: 2nd ed. New York: Marcel Dekker, 1989.

95. Boothroyd G. Fundamentals of Metal Machining. Pitman Press, Bath (UK), 1965.

96. Chao B. T., Trigger K. J., Zylstra L.B. Thermophysical Aspects of Metal Cutting // ASME, 1952, August. p. 1039-1054.

97. Colding B. N. A short time method for the assessment of the machinability of flow carbon for machining steels // Trans. ASME J. Eng. Int, 1995. V. 1, №12. - P. 239.

98. Dewhurst W. On the non-uniqueness of the machining process Proceedings of the Royal Society of London, 1978. - № 360. P. 587 - 609.

99. Endres W.J, DeVor, R.E, Kapoor, S.G. A dual-mechanism approach to the prediction of machining forces. Part 2: calibration and validation // ASME Journal of Engineering for Industry, 1995. № 117. P. 534-541.

100. Ernst H. and Merchant, M.E. Chip formation, chip friction and high quality machined surface. ASM (Surface Treatment of metals, Preprint No. 53), 1941.

101. Fahrenwaldt, H. J., Fheilen U. Priifung der Zerspanbarkeit bei metallischert Werkstoffen Maschinenmarkt, 1976. - Bd. 82, № 95. - P. 1838 - 1841.

102. Finnie I., Shaw M.C. The friction process in metal cutting // Transactions of ASME, 1956. -№ 77. P. 1649-1657.

103. Finnie I. Review of the metal cutting analyses of the past hundred years, Mechanical Engineering, 1956. № 78. - P. 715-721.

104. Gorczyca F.Y. Application of metal cutting theory. New York: Industrial Press, 1987.

105. Hill R. The mechanics of machining: a new approach // Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 1954. № 3. - p. 47-53.

106. Ho C., Chen N. Production of wear of carbide cutting tools international Journal of Production Results, 1970. - V.15, № 10. - p. 227-290.

107. Itava K. and Ueda K. The significance of the dynamic crack behavior in chip formation // Annals of the CIRP, 1992. № 25, p. 65-70.

108. Kakade N.N.,, Chow J.G. Finite element analysis of engine bore distortions during boring operation // Journal of Engineering for Industry / ASME, 1993. -№ 115 (4).-P. 379-384.

109. Komvopoulos K., Erpenbeck S.A. Finite element modeling of orthogonal metal cutting // Journal of Engineering for Industry / ASME, 1991. № 113. - P. 253 -267.

110. Kronenberg M. Machining science and application. Theory and practice for operation and development of machining processes. Oxford: Pergamon Press, 1966.

111. Lee E.H., Shaffer B.W. The theory of plasticity applied to a problem of machining // Journal of Applied Mechanics, 1951. № 18. - P. 405 - 413.

112. Lin Z.C., Pan W.C., Lo S.P. A study of orthogonal cutting with tool and wear and sticking behaviour on the chip-tool interface // Journal of Materials Processing Technology, 1995. № 52. - P. 524 - 538.

113. Maekawa K., Shirakashi T., and Usui E., 1983, Flow Stress of Low Carbon Steel at High Temperature and Strain Rate (Part 2) // Bull. Japan Soc. Of Precision Engineering. Vol. 17, № 3. - p. 167-172.

114. Merchant M. E. Mechanics of the metal cutting process. I. Orthogonal cutting and a type 2 chip // Journal of Applied Physics, 1945. Vol. 16. - P. 267-275.

115. Merchant M. E. Mechanics of the cutting process // Journal of Applied Physics, 1945.-Vol. 16.-P. 318-324.

116. Oxley P.L.B. Mechanics of machining: an analytical approach to assessing machinability. New York, USA: Wiley, 1989.

117. Ozel T., Zeren E. Determination of work material flow stress and friction for FEA of machining using orthogonal cutting tests // Journal of Materials Processing Technology, July 2003.

118. Reuleaux F. Uber den Taylor Whiteschen Werkzeugstahl Verein zur Berforderung des Gewerbefleissen in Preussen // Sitzungsberichete, 1900. Col. 79, № 1. - p. 179-220.

119. Rubenstein C. A note concerning the inadmissibility of applying of minimum work principle to metal cutting // ASME Journal of Engineering for Industry,1983. -№ 105.-P. 294-296.

120. Sartkulvanich P., Altant T. Effect of flow stress and friction models in finite element simulation of orthogonal cutting a sensitivity analysis // Machine Science and Technology, 2005. - № 9. - P. 1-26.

121. Shaw M.C. Metal cutting principles // Oxford Science Publications. Oxford,1984.

122. Spaans C. A treatise of the streamlines and the stress, strain, and strain rate distributions, and on stability in the primary shear zone in metal cutting // ASME Journal of Engineering for Industry, 1972. № 94, 690-696.

123. Stenphenson D. A., Agapiou J. S. Metal cutting theory and practice. New York: Marcel Dekker, 1996.

124. Strenkowski J. S, Moon K-J. Finite element prediction of chip geometry and tool/workpiece temperature distributions in orthogonal metal cutting // ASME Journal of Engineering for Industry, 1990. № 112. - P. 313-318.383

125. Treska H. Memories Sur la Rabotage des Métaux // Bulletin de la Sciete d'Ecouragement pour l'Industrie Nationale, 1873. Vol. 15. - P. 585-685.

126. A.C. 615388 (СССР). Способ оценки обрабатываемости материалов/ Макаров А. Д., Шустер А. С., Дмитриев А. С. // Б. И. 1978. - № 26.

127. A.C. 679320 (СССР). Способ определения оптимальной скорости резания / И. С. Праведников, Р. 3. Самигуллин // Б. И. 1979. - № 30.

128. A.C. 673376 (СССР). Способ определения оптимальной скорости резания / А. Д. Макаров, И. С. Праведников, Р. 3. Самигулин // Б. И. 1979. - № 26.

129. A.C. 766746 (СССР). Способ определения оптимальной скорости резания / А. Д. Макаров, И. С. Праведников // Б. И. 1980. - № 5.

130. A.C. 770661 (СССР). Способ определения оптимальной скорости резания / А. Д. Макаров, А. М. Акбердин, Г. А. Шаров // Б. И. 1980. - № 38.

131. СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

132. Л коэффициент теплопроводности; /л - коэффициент трения;

133. Ль коэффициент, учитывающий работу пластического деформирования зоны плоскости сдвига; ВЧ,ВХ - коэффициенты;1. Ре критерий Пекле;

134. Рх,Ру,Рг ~ проекции силы резания Р на оси х, у, г;проекция силы резания Р на нормаль к условной плоскости сдвига;

135. Рт проекция силы резания Р на плоскость сдвига (касательная составляющаясилы резания);р радиус скругления режущей кромки; плотность обрабатываемого материала;скорость деформации материала;1 скорость интенсивности пластической деформации;

136. К,, К1 удельные силы резания в окружном направлении и направлении подачи соответственно;

137. Т7 сила трения на передней грани инструмента;

138. И толщина срезаемого слоя;

139. И0 высота застойной зоны на задней поверхности;г/- высота застойной зоны на передней поверхности;к2 длина упрочняющей фаски;к3— длина фаски износа;1. Ис толщина стружки;угол наклона режущей кромки;т — показатель деформационного упрочнения;

140. N нормальная сила на передней грани инструмента;1. Р сила резания;д плотность теплового потока; предел текучести материала на передней поверхности;

141. Т- текущее значение температуры, К;

142. Т'0 гомологическая температура, соответствующая 800 °С;

143. Т'с гомологическая температура, соответствующая 20 °С;

144. Тт температура плавления обрабатываемого материала, К;1. V- скорость резания;- скорость сдвига скорость перемещения стружки вдоль условной плоскости сдвига;

145. Ус скорость схода стружки;3 относительное удлинение при растяжении, % (табл. данные);деформация материала;г относительное удлинение, ед.;аь условный предел прочности (табл. данные);

146. X угол наклона зоны контактных деформаций;со коэффициент температуропроводности;

147. Ао, Аоз, А. безразмерные комплексы переменных;

148. К сток тепла - величина изменения теплового потока из какой-либо зоны в результате изменения состояния материала в этой зоне; СУ - удельная объемная теплоемкость;

149. Т' гомологический температура, соответствующая текущему значению температуры;

150. Т0 температура, соответствующая 20°С, или 293 К;- средняя температура в условной плоскости сдвига; Ф0 тепловой поток из зоны стружкообразования;

151. Ф. тепловой поток на поверхности контакта инструмента со стружкой, действующий на участке линии среза /?/;

152. Ф2 тепловой поток на поверхности контакта инструмента со стружкой, действующий на участке к2 задней поверхности застойной зоны; Фд - поток, поступающий в деталь;

153. ВЕРЖДАЮ» ктор филиала НИИД профессор1. Гейкин В.А.д0 » декабря 2006г.1. Актпо проведенным научно-исследовательским работам к.т.н., с.н.с Горелова Валерия Александровича за период его работы в НИИДс 1982 по 1999гг.

154. За выполнение этой работы Горелов В.А. удостоен премии АСААД им. академика A.M. Люлька в 1995г.

155. По результатам выполненных работ Гореловым В.А. получены 14 авторских свидетельств на изобретение.

156. Сеттртяпт, ГГТС. icth г ti г11. Васина С ¿В