|
ФPAГMEHT КНИГИ
АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ФРЕЗЕРОВАНИЯ НА СТАНКАХ С ЧПУ ПО ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ
Повышению производительности труда и улучшению качества выпускаемой продукции в металлообрабатывающей промышленности способствует все более широкое использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ), важное место среди которых занимают фрезерные станки. Обработка деталей на фрезерных станках с ЧПУ, где основным инструментом является маложесткая концевая фреза, снижающая суммарную жесткость системы СПИД, сопровождается значительными упругими деформациями системы под влиянием нестабильных сил резания. Для уменьшения упругих деформаций необходимо уменьшить толщину среза, что приводит к снижению производительности. Это обстоятельство, а также высокая стоимость станков с ЧПУ и трудоемкость подготовки производства для этих станков вызывают необходимость поиска путей эффективного использования этого оборудования.
Опыт работы станков с ЧПУ в машиностроительном производстве показывает, что в структуре штучного времени превалирует доля основного технологического времени. Для деталей сложной конфигурации доля основного технологического времени во многих случаях составляет 80—90 % штучного времени. Поэтому режим максимальной производительности для системы управления, где в качестве регулируемого параметра принята минутная подача, будет обеспечен максимальный скоростью перемещения инструмента, т. е. цель оптимизации в данном случае выражается условием sM max. Соответственно ограничения, определяющие область поиска экстремума целевой функции, будут связаны с максимально допустимым значением толщины среза — подачи на один зуб фрезы и скоростью резания, величины которых для случая чернового фрезерования концевой фрезы могут быть ограничены эффективной мощностью станка, прочностью слабого звена механизма подачи, прочностью и стойкостью режущего инструмента.
При контурной обработке деталей существенное изменение сечения среза в процессе обработки (рис. 253) приводит к переменности силовых параметров, эффективной мощности резания и деформаций системы СПИД. Поэтому сложность обработки криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ связана прежде всего с правильным назначением величины подачи на зуб по всему контуру, сохраняя при этом sM max.
В литературе, посвященной вопросам программирования обработки контура, одной из главных рекомендаций является уменьшение подачи на участках, близких к «переходному», где резко меняется направление движения фрезы. Эта рекомендация направлена на предотвращение возможности поломки и уменьшения упругих деформаций и отжатия фрезы. Уменьшение подачи, с одной стороны, приводит к уменьшению толщины среза и понижению вероятности хрупкого разрушения режущей части инструмента, а с другой — к уменьшению силы резания, упругих отжатий и, как следствие, к повышению точности обработки. Однако на основе таких общих рекомендаций программист может определить закономерность изменения подачи на переходных участках только по своему опыту, интуитивно, т. е. фактически методом проб и ошибок. В этом случае программируются заведомо заниженные подачи, так как у технолога-программиста нет возможности производить сложные вычисления, связанные с определением толщины среза на отдельных малых отрезках переходного участка.
Следует заметить, что вышесказанное относилось к идеальному случаю, когда заготовки не имеют отклонений по размеру, Однако наличие отклонений размеров припуска на реальных деталях вносит свои погрешности.
Для обеспечения условия sM — шах при контурной обработке наиболее целесообразно применить адаптивное управление процессом фрезерования, при котором путем установления обратной связи обеспечивается достижение принятого критерия оптимальности.
Минутная подача является функцией двух параметров s2 и V. Скорость резания определяет стойкость и не может быть параметром, регулируемым в широком диапазоне. Регулировать же sz нужно таким образом, чтобы обеспечить условие s2 s„,pe;( по хрупкой прочности.
Для чистового фрезерования условие sM — max усложняется дополнительным ограничением по величине допустимого упругого отжатия, появляется новый контролируемый параметр— вектор силы резания.
Ниже описывается разработанная в ГПИ совместно с Тбилисским научно-исследовательским институтом приборостроения и средств автоматизации и внедренная на ряде заводов программная адаптивная система предельного регулирования подачи по мощности резания для фрезерных станков с ЧПУ [8, 88].
Для черновой обработки в качестве управляющего параметра принято значение подачи на зуб фрезы, возмущающим действием является переменная глубина фрезерования, конструктивные параметры — диаметр фрезы и ширина фрезерования. На основе анализа существующих измерительных средств и задач, решаемых данной системой управления, в качестве регулируемого параметра принята эффективная мощность фрезерования, представляющая измеряемую величину.
Система управления, поддерживающая иа предельном уровне какой-либо параметр, например эффективную мощность и, как следствие, почти постоянное сечение среза, относится к так называемым системам предельного, или граничного, регулирования, или к системам стабилизации (АСС).
На рис. 254 показана блок-схема системы граничного регулирования, работающая по принципу поддерживания эффективной мощности фрезерования на предельном уровне путем изменения минутной подачи. В блоке задания мощности хранится значение поддерживаемой мощности (уставка), значение которой в процессе обработки сравнивается с аналоговым сигналом, пропорциональным эффективной мощности резания и поступающим в блок сравнения сдатчика мощности. Из блока сравнения сигнал рассогласования через интегростатический регулятор подач поступает в управляемый генератор импульсов, где формируется необходимая частота сигнала рассогласования. Частота импульсов пропорциональна значению подачи.
Методика назначения уставок и режимов обработки при использовании систем типа АСС заключается в следующем. На конкретной детали обозначаются участки контура, для каждого из которых устанавливается зависимость между элементами режима обработки и эффективной мощностью для данного обрабатываемого материала. Эта зависимость имеет известную структурную формулу:
Значения коэффициента cv и показателей степени зависят от физико-механических характеристик обрабатываемого материала, схемы фрезерования, наличия СОЖ и др.
На участках контура выбираются прямолинейные отрезки, где колебания случайных факторов имеют наименьшую вероятность. На этих отрезках контура детали определяется максимально вероятная глубина резания и устанавливается предельная, так называемая ломающая подача на зуб. Эта подача для фрезы данной конструкции определяется экспериментально или выбирается по таблице и корректируется с помощью поправочных коэффициентов по прочности, жесткости и стойкости режущего инструмента. Что же касается поправочного коэффициента по сложности конфигурации детали, то он существенно снижает значение выбранной подачи и соответственно производительность.
По нормативам находят соответствующие ломающей подаче скорость резания и число оборотов шпинделя. По зависимости (150) рассчитывается мощность резания на данном отрезке. Таким образом назначаются режимы производительной обработки отрезка контура детали. Этим режимам и соответствует уставочное значение мощности резания N адаптивной системы, которое кодируется и вводится в программу обработки. При перегрузках на этом участке вследствие изменения случайных и неслучайных факторов (глубины резания, твердости, увеличения угла контакта на сопряжениях участках и др.), адаптивная система будет регулировать скорость подачи таким образом, что мощность резания, а следовательно, в определенной степени силы резания и точность обработки будут примерно одинаковыми по всему контуру. При этом из-за отсутствия перегрузок инструмент будет гарантирован от поломок.
Анализ ожидаемых результатов по производительности обработки и стойкости режущего инструмента при назначении режимов
Рис. 255. Кривая зависимости стойкости от подачи на зуб фрезы резания по вышеизложенной методике с применением адаптивной системы можно провести по кривой зависимости стойкость — подача.
На рис. 255 представлена характерная немонотонная зависимость Т = f (s), где различают значения стойкости (соответственно и режимы) — максимальной производительности (Ти), максимальной площади обработанной поверхности (Т0) и экономической стойкости (7\,к). Если обрабатываемая деталь несложная и на контуре этой детали преобладают прямолинейные отрезки, то резание будет осуществляться с максимальной производительностью. Известно, что при обработке на станках с ЧПУ экономические режимы близки к режимам максимальной производительности в связи с высокой стоимостью как самих станков, так и их эксплуатации. В условиях адаптивного управления при преобладании на контуре детали прямолинейных отрезков он будет обрабатываться приблизительно экономическими режимами резания. В случае преобладания на детали сложных криволинейных участков режимы резания будут ниже экономических [88 1.
Экономическая эффективность применения адаптивного управления фрезерными станками с ЧПУ по мощности резания обусловлена: 1) повышением срока службы инструмента; 2) возможностью достижения более высокой точности обработки и исключения или сокращения трудоемкости последующих операций (получистовых и доводочных); 3) значительным упрощением и сокращением трудоемкости программирования.
Эти предположения были проверены специальными экспериментами. На рис. 256 представлена экспериментальная зависимость износ — время при фрезеровании цилиндрической частью концевой фрезы контура, имитирующего значительные колебания припуска. Как видно из рис. 256, стойкость инструмента после применения адаптивной системы повысилась в 1,4—2 раза при существенном улучшении точности обработки. Выяснилось, что в определенных условиях обработки существует зависимость
Следовательно, при одинаковой стойкости фрезы с помощью адаптивной системы можно регулировать подачу в диапазоне от 0,08 до 0,2 мм/зуб, что дает повышение производительности обработки в среднем на 60 %.
В производственных условиях при обработке конкретных деталей применение адаптивной системы управления позволило повысить производительность обработки примерно на 50—80 % и более, а стойкость инструмента до 100 %. Кроме того, повышается точность обработки, и в ряде случаев возможно исключить получистовую операцию. Трудоемкость программирования для типовых деталей сокращается почти на 1/3. Описанная система внедрена на многих предприятиях.
Использование несложной и надежной программной адаптивной системы граничного регулирования с применением разработанной методики оптимизации режимов резания на фрезерных станках с ЧПУ эффективно почти во всех случаях обработки деталей сложной конфигурации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При резании материалов режущая часть инструмента может претерпевать хрупкое и пластическое разрушение. Когда действующие на инструмент напряжения превосходят в опасных точках предел прочности на растяжение или сжатие, имеет место хрупкое разрушение: режущая часть скалывается либо выкрашивается. Когда напряжения, действующие в режущей части инструмента, превосходят предел текучести, происходит пластическое течение и разрушение инструмента. Этому виду разрушения в определенных условиях подвергаются инструментальные стали, быстрорежущие стали и твердые сплавы при обработке сталей, жаропрочных сплавов, титановых сплавов и ряда других материалов. Пределы прочности и выносливости инструментальных материалов определяют предельно допускаемые толщины среза и подачи для заданного обрабатываемого материала.
С помощью температурных зависимостей твердости инструментального материала, значений условного напряжения сдвига по поверхности сдвига в зоне стружкообразования и сдвигающих напряжений в контактных слоях можно определить температуру начала пластического разрушения режущего инструмента. По этой предельной температуре резания для заданной пары могут устанавливаться максимально допустимые режимы резания (скорость резания и толщина среза).
При низких скоростях резания, когда температура в контактных слоях инструмента сравнительно мала, износ определяется, главным образом, адгезионно-усталостными и абразивными явлениями. Интенсивность адгезионно-усталостного износа обусловлена отношением контактных прочностей инструментального и обрабатываемого материалов и интенсивностью самой адгезии. Решающее влияние на интенсивность износа оказывают переходные процессы, условия входа и выхода инструмента из контакта. В условиях прерывистого резания сталей и других тугоплавких материалов в момент выхода инструмента из контакта возрастают главные растягивающие напряжения в опасных точках и происходит периодическое выкрашивание частиц режущей кромки инструментального материала. В этих условиях интенсивность износа возрастает на 2—3 порядка по сравнению с непрерывным резанием (точение, растачивание).
Инструменты из быстрорежущих сталей, работающие при относительно низких скоростях резания (резцы, протяжки, сверла, зенкера, развертки, фрезы и др.), в основном подвергаются адгезионно-усталостному и абразивному износу. При обработке железоуглеродистых, титановых и никелевых сплавов на высоких скоростях резания, когда температура контакта превышает 1070— 1170 К, износ спеченных твердых сплавов определяется взаимным диффузионным растворением инструментального и обрабатываемого материалов. Повышенная интенсивность диффузионного износа при высоких скоростях резания обусловлена непрерывным обновлением обрабатываемого материала в зоне контакта с инструментом, высоким градиентом концентрации диффундирующего элемента, а также пластической деформацией и переносом вещества. Знание механизма износа в различных условиях обработки позволяет управлять процессом, переводить один вид износа в другой и снижать интенсивность износа.
Увеличение предела прочности и предела выносливости, повышение температуропроводности, уменьшение коэффициента линейного расширения, модуля Юнга и коэффициента Пуассона расширяют технологические возможности инструментального материала, повышают надежность работы режущего инструмента, особенно в условиях прерывистого резания.
Выбор материала инструмента при заданном обрабатываемом материале необходимо производить с учетом физико-механических свойств обрабатываемого материала и возможного взаимодействия между инструментом и обрабатываемым материалом в процессе резания. Необходимые хрупкий и пластический пределы прочности инструментального материала определяются в основном по температурной зависимости условного напряжения сдвига обрабатываемого материала.
Склонность инструментального материала к адгезии с обрабатываемым материалом и его температуропроводность определяют интенсивность разогрева инструмента в процессе резания. Уменьшение взаимной адгезии понижает интенсивность адгезионно-усталостного износа.
Наряду с карбидами в качестве твердых составляющих инструментального сплава могут быть использованы силициды, бориды, нитриды и окислы металлов. Для инструментальных материалов, предназначенных для обработки сталей, эффективно вводить в сплав карбид и нитрид титана, так как наряду с высокой твердостью эти материалы более инертны к диффузионному растворению по отношению к стали. В смысле диффузионной стойкости при обработке сталей наиболее целесообразно применение минералокерамических материалов на основе корунда и нитрида кремния, так как они не входят во взаимодействие со сталью до температуры ее плавления. С точки зрения достижения минимальной адгезии при обработке стали целесообразно применять инструментальный материал на основе борида титана, алюминия, а также нитрида силиция.
Для обработки титана и его сплавов целесообразно применять сплавы на основе твердых составляющих, инертных по отношению к титану; твердые сплавы на основе карбида вольфрама более эффективны по сравнению с карбидами и нитридами титана и окисью алюминия.
Для каждой группы обрабатываемых материалов необходимо создавать инструментальный материал, расширяя существующую номенклатуру этих материалов, что позволит подбирать сплавы по характеру выполняемой работы и применять более высокие режимы обработки.
Результаты настоящего исследования иллюстрируют возможность ближе и глубже подойти к решению вопросов обрабатываемости по стойкости инструмента, методике составления нормативов по режимам резания и другим практическим вопросам.
Настоящие исследования показывают, что имеется много резервов для создания безвольфрамовых и безкобальтовых инструментальных материалов для высокопроизводительной обработки сталей, чугунов и жаропрочных сплавов. Особо перспективным и экономичным следует считать разработку конструкций и освоение технологии массового производства инструментов из композиционных материалов, придавая при этом износостойкость тонким поверхностным слоям и используя в виде подложки более дешевый и недефицитный материал.
Выбор оптимальной марки инструментального материала, схемы и режимов обработки, применение адаптированного управления процессом резания на станках с ЧПУ, резание с подогревом срезаемого слоя — все это способствует повышению производительности и экономичности обработки материалов резанием.
Согласно прогнозу развития технологии машиностроительного производства процесс обработки деталей резанием сохранит ведущее технико-экономическое значение на ближайшие 20—30 лет. Найдут широкое применение комбинированные процессы в виде сочетания процесса резания с физико-химическими способами размерной обработки. Предвидится применение новых режущих инструментальных материалов, позволяющих повысить скорость резания примерно до 30 м/с при обработке сталей, а также создание точных методов определения основных параметров размерной обработки, повышение стойкости инструмента, точности обработки, качества обработанной поверхности и производительности.
ЛИТЕРАТУРА
1 Абуладзе Н. Г. Влияние среды на адгезию при резании металлов. — Труды Грузинского политехнического института, 1958, № 3, с. 3—17.
2. Абуладзе Н. Г. О напряжении сдвига и связи между углами сдвига и трения при образовании сливной стружки. — В кн.: Обрабатываемость жаропрочных и титановых сплавов. Куйбышев: Куйбышевское областное книжное издательство, 1962, с. 306—317.
3. Абуладзе Н. Г. Определение длины контакта сливной стружки с передней поверхностью инструмента.—Труды Грузинского политехнического института, 1969, № 3, с. 131—137.
4. Аваков А. А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов. М.: Машгиз, 1960. 308 с.
5. Адгезионное взаимодействие образцов алмаза с металлами. — Доклады АН СССР/А. П. Семенов, В. В. Поздняков, В. А. Лапшина, М. М. Иоффе, т. 181, № 5, 1968, с. 1107—1110.
6. Андреев Г. С. Повышение производительности обработки деталей в условиях периодического прерывистого резания. — Вестник машиностроения, 1978, № 12, с. 48—52.
7. Армарего И. Дж. А., Браун P. X. Обработка металлов резанием. Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1977. 329 с.
8. Асатиани М. Д., Таварткиладзе 3. С., Церетели Р. И. Возможности оптимизации режимов резания на фрезерных станках с числовым программным управлением. —Сообщения Академии наук Грузинской ССР, 1978, т. 91, № 3, с. 669—672.
9. Белоносов С. М. Основные плоские статические задачи теории упругости для односвязных и двусвязных областей. Новосибирск: СО АН СССР, 1962. 231 с.
10. Бетанели А. И. Прочность и надежность режущего инструмента. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1973. 302 с.
11. Бетанели А. И., Вадачкория М. П. Вероятностная оценка хрупкой прочности режущего инструмента. — В кн.: Автоматизация процессов точной отделочной обработки и транспортно-складских операций в машиностроении. М.: Наука, 1979, с. 135—141.
12. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
13. Бобров В. Ф., Еремина А. М. К вопросу о физической природе слоя, расположенного под контактной поверхностью стружки. — Вестник машиностроения, 1980, № 2, с. 25—27.
14. Бокучава Г. В., Читидзе 3. Д., Мгалоблишвили Б. JI. Исследование износостойкости эльбора-Р, карбонадо и природного алмаза при обработке древесностружечных плит. — Алмазы и сверхтвердые материалы, 1975, № 2, с. 14—16.
15. Борисов Б. Я-, Кульбака Ю. С. Фрезерование нагретых труднообрабатываемых сплавов. — В кн: Фрезы (Сборник докладов Всесоюзного совещания по фрезам). М.: ВНИИ, 1968, с. 366—370.
16. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел, М.: Машиностроение, 1968. 542 с.
17. Бриджмен П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М.: ИЛ, 1955. 394 с.
18. Бугаков В. 3. Диффузия в металлах и сплавах. М.: Гостехиздат, 1949. 212 с.
19. Бэррер Р. М. Диффузия в твердых телах. М: ИЛ, 1948, 504 с.
20. Вадачкория М. П. К расчету напряжений в плоском упругом клине. — Труды Грузинского политехнического института, 1973, № 7, с. 147—151.
21. Васильев Д. Т. Силы на режущих поверхностях инструмента. — Станки и инструмент, 1954, № 4, с. 1—5.
22. Васильев С. В. ЭДС и температура резания. — Станки и инструмент, 1980, № 10, с. 20—22.
23. Волков С. Д. Статистическая теория прочности. Сверловск: Машгиз, 1960. 176 с.
24. Гегузин Я, Е., Крагельский И. В., Парицкая Л. Н. О взаимном схватывании при высоких температурах под давлением. — В кн.: О природе схватывания, М.: Наука, 1968, с. 5—8.
25. Гордон М. Б. Влияние смазочно-охлаждающей жидкости на процесс трения и износ инструмента. — Станки и инструмент, 1966, № 8, с. 14—16.
26. Гордон М. Б. Трение, смазка и износ инструмента при резании металлов. Чебоксары: Чувашский университет, 1978. 126 с.
27. Грановский Г. И. О стойкости инструмента как исходном параметре для расчета режимов резания. — Вестник машиностроения, 1965, № 8, с. 59—64.
28. Грановский Г. И., Шмаков Н. А. О природе износа резцов из быстрорежущих сталей дисперсионного твердения. — Вестник машиностроения, 1971, № 11, с. 65—70.
29. Грузин П. Л. О диффузии кобальта, хрома и вольфрама в железе и стали. — В кн.: Проблемы металловедения и физики металлов. М.: Металлург-издат, 1955, с. 475—485.
30. Грузин П. Л., Костоногов, В. Г., Платонов П. А.О применении искусственно-радиоактивного изотопа С14 для изучения диффузии углерода в стали.— В кн.: Проблемы металловедения и физики металлов. М.: Металлургиздат, 1955, с. 517—523.
31. Гуревич Д. М. Механизм изнашивания титановольфрамового твердого сплава. — Вестник машиностроения, 1980, № 11, с. 41—43.
32. Дерягин Б. В., Кротова Н. А., Смилга В. П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 279 с.
33. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956. 367 с.
34. Зорев Н. Н. Влияние природы износа режущего инструмента на зависимость его стойкости от скорости резания. — Вестник машиностроения, 1965, № 2, с. 68—76.
35. Зорев Н. Н., Вирко Н. П. Стойкость и производительность торцевых фрез при смещении заготовки относительно фрезы.—Труды ЦНИИТМАШ. Кн. 82 М.: 1957, с. 57—81.
36. Зорев Н. Н., Фетисова 3. М. Обработка резанием тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1966. 227 с.
37. Исследование механизма диффузионного износа передней поверхности инструмента /В. М. Волчков, А. А. Козлов, А. И. Курченко, Н. В. Талантов. — В кн.: Технология и автоматизация машиностроения., Вып. VII. Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1977, с. 28—33.
38. Исследование смазочного действия внешней среды/И. А. Борисов, КХ М. Ватагин, М. Б. Гордон, М. И. Клушин и др. — В кн.: Вопросы теории действия смазочно-охлаждающих технологических средств в процессах обработки металлов резанием. Сб. 3. Горький: Горьковский политехнический институт, 1975, с. 13—35.
39. Исследование температурных зависимостей адгезионного взаимодействия алмаза, кубического нитрида бора и металлокерамических твердых сплавов с железом, титаном и нержавеющей сталью/Т. Н. Лоладзе Г. В. Бокучава, А. М. Сирадзе, Г. Е. Давыдова — Труды Грузинского политехнического института (Машиностроение), № 7, 1973, с. 109—114.
40. Касрадзе Д. X. Температура при сверхскоростном резании металлов. — Известия вузов. Машиностроение, 1977, № 1, с. 185—189.
41. Кацев П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1974 . 240 с.
42. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. М.: Металлургия, 1971. 390 с.
43. Клушин М. И. Резание металлов. М., Машгиз, 1958. 543 с.
44. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. 395 с.
45. Кочиашвили О. В., Миканадзе А. И., Джалабадзе Н. В. Эффективность влияния гидростатического прессования порошков твердых сплавов типа ВК, ТК и КНТ на их прочность. — Труды Грузинского политехнического института (Машиностроение), 1977, № 4, с. 124—125.
46. Креймер Г. С. Прочность твердых сплавов. М.: Металлургия, 1971. 248 с.
47. Кривоухов В. А., Чубаров А. Д. Обработка резанием титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1970. 180 с.
48. Лоладзе Т. Н. Износ режущего инструмента. М.: Машгиз, 1958. 354 с.
49. Лоладзе Т. Н., Бетанели А. И., Чандрашекаран X. Исследование распределения напряжений в режущей части инструмента. — Труды Грузинского политехнического института, 1967, № 1, с. 167—183.
50. Лоладзе Т. Н., Бокучава Г. В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967. 113 с.
51. Лоладзе Т. Н., Ткемаладзе Г. Н., Тотчиев Ф. Г. Исследование напряжений в режущей части инструмента при переходных процессах методом фотоупругости. — Сообщения АН ГССР, 1975, 77, № 3, с. 657—660.
52. Лоладзе Т. Н. Совершенствование процессов размерной обработки путем повышения качества режущего инструмента. — В кн.: Автоматизация процессов точной отделочной обработки и транспортно-складских операций в машиностроении. М.: Наука, 1979, с. 25—31.
53. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 599 с.
54. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М. Машиностроение, 1966. 264 с.
55. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1967. 278 с.
56. Мгалоблишвили О. Б., Хомасуридзе В. Ш. К вопросу повышения точности измерения сил и температур в условиях прерывистого термофрезерования.— Труды Грузинского политехнического института (Машиностроение), 1972, № 4, с. 123—127.
57. Обработка резанном труднообрабатываемых материалов с нагревом/ А. Н. Строшков, Ш. А. Теслер, С. Н. Шабашов, Д. С. Элинсон, М.: Машиностроение, 1977. 140 с.
58. О процессе износа твердосплавного инструмента/Н. Н. Зорев, Д. И. Клауч, В. А. Батырев и др. — Вестник машиностроения, 1971, № 11, с. 70—73.
59. Основы алмазного шлифования/М. Ф. Семко, А. И. Грабченко, А. Ф. Раб и др. Киев: Техшка, 1978. 192 с.
60. Остафьев В. А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. 168 с.
61. Писаренко Г. С., Лебедев А. А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова думка, 1976. 415 с.
62. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974. 587 с.
63. Полетика М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969. 150 с.
64. Полетика М. Ф. Теория резания металлов. Томск: Томский политехнический институт, 1980. 94 с. ц
65. Развитие науки о резании металлов/В. Ф. Бобров, Г. И. Грановсций, Н. Н. Зорин и др. М.: Машиностроение, 1967. 416 с.
66. Размадзе Г. И. Методика определения температуры резания при прерывистом резании, — Изв. вузов. Сер. Машиностроение, 1959, № 2, с. 128—135.
67. Резников А. Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969 . 288 с.
68. Родин П. Р. Основы формообразования поверхностей резанием. Киев: Вигца школа, 1977. 192 с.
69. Родин П. Р. Металлорежущие инструменты. Киев: Вища школа, 1979. 431 с.
70. Семенов А. П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. 280 с.
71. Семенов А. П. Трение и адгезионное взаимодействие тугоплавких материалов при высоких температурах. М.: Наука, 1972. 156 с.
72. Силин С. С. Метод подобия при резании металлов. М.: Машиностроение, 1979. 152 с.
73. Таварткиладзе 3. С. Влияние среды на характер износа и стойкость быстрорежущего инструмента. — Труды Грузинского политехнического института, 1967, № 1, с. 185—197.
74. Талантов Н. В., Дудкин М. Е. Исследование диффузионных процессов при обработке сталей твердосплавным инструментом. — В кн.: Технология машиностроения и автоматизация производственных процессов. Волгоград: Волгоградский политехнический институт, 1978, с. 79—91.
75. Талантов Н. В., Черемушников Н. П. Закономерности пластического деформирования при обработке упрочняемых материалов со скоростями резания выше зоны наростообразования. — В кн.: Технология машиностроения и автоматизация производственных процессов. Труды Волгоградского политехнического института. 1978, с. 3—29.
76. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием. Под ред. М. И. Клушпна. М.: Машиностроение, 1979. 192 с. ~
77. Тимошенко С. П. Сопротивление материалов. Т. 1. М.: Наука, 1965. 363 с.
78. Томленов А. Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. 408 с.
79. Третьяков В. И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. М.: Металлургия, 1976. 528 с.
80. Трение и износ в вакууме/И. В. Крагельский, И. М. Любарский, А. А. Гусляков и др. М.: Машиностроение, 1973. 215 с.
81. Хает Г. JI. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975. 168 с.
82. Церетели Р. И. Температура фрезерования предварительно нагретого легированного чугуна. — Труды Грузинского политехнического института, 1968, № 5, с. 196—197.
83. Цоцхадзе В. В. Производительная обработка предварительно нагретых жаропрочных сплавов. — В кн.: Высокопроизводительное резание в машиностроении. М.: Изд-во АН СССР, 1966, с. 71—75.
84. Цоцхадзе В. В. Оптимизация условий резания труднообрабатываемых материалов интенсификацией отвода тепла с контактных поверхностей режущего инструмента.—Известия вузов. Машиностроение, 1971, № 5, с. 61—69.
85. Эверхарт Д. Л. Титан и его сплавы. М.: Металлургиздат, 1956. 140 с.
86. Archibald F. R. Analysis of the Stresses in a Cutting Edge. «Trans, of the ASME», 1956, vol. 78, N 6, pp. 1149—1154.
87. Bhattacharyya A., Ham I. Analysis of Tool Wear. Part 1: Theoretical Models of Flank Wear. — «Trans, of the ASME», 1969, August, pp. 790—798.
88. Ein ACC-System fur Scharffrasen/Zereteli R. 1., Tavartkiladse S. S., Asa-tiani M. D., Jacobs N. J. — Technische Universitat Dresden, Infotmationen, N 14—4—78, 10 S.
89. Ikawa N., Tanaka T. Thermal Aspects f of Wear of Diamond Grain in Grinding.—Annals of the CIRP, 1971, vol. 19/1, pp. 153—157.
90. Kahles J. F., Field М., Harvey S. M. High Speed Machining Possibilities and Needs — Annals of the CIRP, 1978, vol. 27/21, pp. 551—560.
91. Loladze T. N. Requirements of Tool Material. — In: Proc. of the 8th International М. T. D. R. Conferency. Manchester, 1967, pp. 821—843.
92. Loladze Т. N. Nature of Brittle Failure of Cutting Tool. — Annals of the CIRP, 1975, vol. 24/1, pp. 13—16.
93. Loladze T. N. Tribology of Metal Cutting and Creation of New Tool Materials. — Annals of the CIRP, 1976, vol. 25/1 pp. 83—88.
94. Loladze T. N. The Scientific Background of Cutting Tool Materials Selection.— Annals of the CIRP, 1978, vol. 27/1, pp. 535—539.
95. Loladze T. N., Bocuchava G. V., Davidova G. E. Temperature Dependencies of the Microhardness of Common Abrasive Materials in the Range of 20 to 1300 C. — In The Science of Hardness Testing and its Research Applications, Amer. Society for Metals, Ohio, 1973, pp. 251—257.
96. Loladze T. N., Bocuchava G. V., Davidova G. E. Interaction Between Abrasives and the Work-Piece in Machining Materials «The Science of Hardness Testing and its Research Application». Amer. Society for Metals, Ohio, 1973, pp. 495—502.
97. Loladze T. N., Bokuchava G. V., Siradze A. М., The Problems of grinding Process Tribology and the Abrasive Tools Improvement. — In: Proc. of the Intern. Conf. on Prod. Eng.. Tokio, 1974, pp. 713—720.
98. Loladze T. N., Tkemaladze G. N., Totchiev E. G. Tool Requirements for Interrupted Cutting. — In: Proc. of the 17th International М. T. D. R. Conference. Birminham, 1976, pp. 149—154.
99. Loladze T. N., Totchiev F. G., Tkemaladze G. N. Some Features of Brittle Failure of Cutting Tools During Interrupted Cutting. — In: Proc. of the International М. T. D. R. Conference. Swancea, 1980, pp. 297—303.
100. Mathew P., Oxley P. L. B. Predicting the Cutting Conditions at which Built — Up Edge Disappears when Machining Plain Carbon Steels. — Annals of the CIRP. Manufacturing Technology, 1980, vol. 29/1, pp. 4—6.
101. Pekelharing A. J. The Exit Failure in Interrupted Cutting. — Annals of the C.IRP. Manufacturing Technology, 1978, vol. 27/1, pp. 5—10.
102. Principles of Tribology. Edited by J. Hailing, Professor of Engineering Tribology University of Salford. London and Basingstoke, The MacMillan Press LTD., 1975. 401 p.
103. Smart E. F., Trent E. M. Temperature Distribution in Tools Used for Cutting Iron, Titanium and Nickel. Int. J. Prod. Res., 1975, vol. 13, N 3, pp. 265—290.
104. Trent E. M. Metal Cutting. Butterworths & Ltd. London—Boston, 1977, p. 203.
105. Tsotskhadze V. V. Cutting Tool Interface Temperature while Machining pre—heated Jobs. Fourth All India Machine Tool Design and Research Conference, Indian Institute of Technology, Madras, 1970, pp. 99—103.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Глава I Контактные явления при резании 7
Некоторые особенности стружкообразования 7
Определение напряжений сдвига в срезаемом слое 14
Нагружающие напряжения, действующие на контактных
поверхностях режущего инструмента 21
Тепловые явления при резании материалов 32
Характер контакта режущего инструмента с обрабатываемым материалом 53
Структурные превращения в контактных слоях обрабатываемого и инструментального материалов 62
Глава II Прочность режущей части инструмента 69
Хрупкое разрушение режущей части инструмента 69
Предпосылки к расчету хрупкой прочности режущей части
инструмента 83
Пластическое разрушение режущей части инструмента 94
К расчету пластической прочности режущей части инструмента 109
Оценка прочности инструментального материала 120
Глава III Адгезионно-усталостный и абразивный износ режущего инструмента 123
Морфология и критерий износа режущего инструмента 123
Адгезия на контактных поверхностях 127
Адгезионный износ 138
Теория адгезионно-усталостного износа 150
Абразивный и абразивно-химический износ 156
Глава IV Диффузионный износ режущего инструмента 159
Некоторые положения теории диффузии 160
Эксперименты по обнаружению диффузионного износа режущего инструмента из твердых сплавов 168
Структура диффузионных слоев 181
Механизм износа твердосплавного инструмента на больших скоростях резания 189
Структурные превращения в поверхностных слоях твердосплавного инструмента 193
Схема диффузионного износа твердосплавного режущего инструмента 195
О диффузионном износе инструмента из алмаза и кубического нитрида бора 201
Глава V Вопросы теории диффузионного изНоса режущего инструмента 206
Основные положения диффузионного износа режущего инструмента 206
Зависимости диффузионной стойкости инструмента по передней поверхности 210
Зависимости диффузионной стойкости инструмента по задней поверхности 221
Расчет стойкости режущего инструмента при диффузионном износе 224
Диффузионный износ алмазного резца 231
Физико-механические характеристики качества инструментальных материалов 234
Глава VI Развитие инструментальных материалов и области их применения 238
Инструментальные и быстрорежущие стали 238
Спеченные твердые сплавы 240
Минералокерамический инструментальный материал 245
Алмаз и кубический нитрид бора 248
О совершенствовании инструментальных материалов 253
Низкотемпературный прецизионный способ шлифования
инструментальных материалов 259
О выборе марки инструментального материала 262
Глава VII Стойкость режущего инструмента 268
Стой костные зависимости 268
Зависимость стойкости от различных параметров 278
Ускоренный метод определения поля режимов резания 282
Глава VIII Резание материалов с подогревом срезаемого слоя 287
Рациональная температура резания и температура предварительного подогрева 288
Регулирование контактной температуры резания 290
Способы подогрева 294
Глава IX Новые высокопроизводительные способы обработки материалов резанием 296
Обработка плоских поверхностей широкими срезами и строгальные станки 297
Способ ротационного строгания и ротострогальные станки 297
Обработка пруткового материала контурным инструментом
на протяжных и прошивных станках 301
Выбор способов фрезерования 303
Адаптивное управление процессом фрезерования на станках с ЧПУ по эффективной мощности резания 305
Заключение 311
Список литературы 314
|
