ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПРОБЛЕМЕ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
1.1. Особенности обработки резанием в мехатронных станочных системах
1.1.1. Анализ технологических особенностей обработки деталей на станках с ЧПУ
1.1.2. Современные инструментальные материалы
1.2. Методы интенсификации повышения производительности лезвийной обработки резанием
1.2.1. Основные механизмы износа режущего инструмента при лезвийной обработке резанием
1.2.2. Применение смазочноохлаждающих технологических средств
1.2.3. Применение упрочняющих технологий для режущего инструмента
1.2.4. Применение износостойких покрытий на режущем инструменте
1.3. Роль структурноэнергетической адаптации поверхностей трения в обеспечении снижения интенсивности изнашивания режущего инструмента
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
2.1. Анализ моделей, используемых для идентификации процесса изнашивания при резании металлов
2.2. Особенности контактного взаимодействия при резании металлов
2.3. Термодинамика адаптации поверхностей трения
2.3.1. Анализ процессов трения и изнашивания с позиций термодинамики необратимых процессов и самоорганизации
2.3.2. Трибосистема как открытая термодинамическая система
2.3.3. Термодинамическое обоснование появления вторичных структур при трении
2.3.4. Термодинамика вторичных структур при трении
2.4. Влияние структурнофазовой адаптации поверхностей трения на изнашивание режущих инструментов
2.5. Методология исследования изнашивания режущих инструментов с прогнозируемыми свойствами адаптации самоорганизации при трении
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ,
ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА
3.1. Химический состав, термообработка, физикомеханические свойства обрабатываемых материалов
3.2. Режущий инструмент, обоснование выбора марок инструментальных материалов, геометрических параметров
3.3. Методика экспериментальных исследований
с применением СОТС и износостойких покрытий
3.3.1. Применение жидких СОТС
3.3.2. Применение СЭО
3.3.3. Применение многослойных износостойких покрытий
3.4. Методика проведения стойкостных и
температу рных экспериментов
3.4.1. Стационарные условия обработки
3.4.2. Нестационарные условия обработки
3.5. Методики исследования контактных параметров
3.5.1. Исследование силовых параметров и
коэффициент усадки стружки
3.5.2. Методика и оборудование для оценки триботехнических параметров фрикционного контакта
3.6. Методика высокотемпературного градуирования естественных термопар при переменных напряжениях в зоне контакта
3.7. Компьютерное моделирование теплофизических
явлений при резании
3.8. Методика металлографических исследований,
оборудование и аппарату ра
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНАШИВАНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ С ПРОГНОЗИРУЕМОЙ АДАПТАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
4.1. Исследование износостойкости спеченных порошковых инструментальных материалов
на основе быстрорежущей стали
4.2. Влияние легирующих элементов на износостойкость спеченных порошковых инструментальных материалов СПИМ
на основе быстрорежущей стали
4.3. Исследование влияния ионной модификации поверхности быстрорежущей стали на
износостойкость резцов с покрытиями
4.4. Исследование двойных дуплексных покрытий
для режущих инструментов с ПФПЭ перфторполиэфир ЪВОЬ на основе быстрорежущей стали
4.5. Исследование фильтрованных нанокристаллических покрытий Т1А1Х для высокоскоростной обработки
4.6. Сравнительный анализ износостойкости покрытий на режущем инструменте при обработке конструкционных и нержавеющих сталей
4.7. Исследование износостойкости инструмента
с геометрической адаптацией режущего клина
4.8. Выводы
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СОТС И ПЕРЕМЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА АДАПТАЦИЮ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
5.1. Влияние кинематической вязкости СОЖ на износостойкость режущего инструмента, температу ру и силы резания
5.2. Износостойкость режущего инструмента, температу ра и силы резания при применении СЭО
5.3. Исследование характеристик обрабатываемости металлов резанием при нестационарном точении
5.3.1. Влияние скорости и подачи на силы и температуру резания
5.3.2. Влияние скорости резания и подачи на коэффициент усадки стружки
5.3.3. Износостойкость режущего инструмента
5.4. Взаимосвязь явлений при нестационарном точении
5.5. Выводы
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
6.1. Техникоэкономические критерии оценки процесса металлообработки и методики их определения
6.1.1. Оценка эффективности применения СОТС и рекомендации по режимам резания
6.1.2. Оценка эффективности применения переменности элементов режима резания
6.2. Ускоренный способ определения оптимальных режимов нестационарного резания
6.3. Информационная база данных по трибологическим
и технологическим характеристикам СОТС и покрытий
6.3.1. Описание подсистему входящих в И БД ТХ
6.3.2. Описание информационных взаимосвязей между подсистемами
6.3.3. Описание справочников
6.3.4. Описание алгоритма
6.4. Выводы
Основные выводы и результаты работы Список литературы
Приложения
Приложение 1. Химический состав и физикомеханические
свойства обрабатываемых и инструментальных материалов
Приложение 2. Управляющие программы для станков с ЧПУ
Приложение 3. Результаты экспериментальных исследований износостойких покрытий Приложение 4. Результаты экспериментальных исследований СОТС и нестационарного точения Приложение 5. Промышленные рекомендации и
акты внедрения результатов работы
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
щ а задний угол резца
3, угол условной плоскости сдвига
у передний угол резца
у скорость пластической деформации
8 относительное удлинение
с степень пластической деформации
0 температура резания
бопт оптимальная температура резания
X угол наклона главной режущей кромки резца
р коэффициент Пуассона
V кинематическая вязкость
коэффициент продольной усадки стружки
р плотность дислокаций
ар предел прочности на растяжение
ат кратковременный предел текучести
ав предел прочности
т время
т0 прочность адгезионной связи на срез при отсутствии
нормальной нагрузки тп прочность адгезионной связи на срез
ф главный угол резца в плане
ф относительное сужение
а толщина срезаемого слоя
а толщина стружки
Аг площадь фактического контакта
Ь ширина срезаемого слоя
Ь общая длина режущих кромок резца, участвующих
в процессе резания й вектор Бюргерса
с ширина контакта стружки с передави поверхностью резца
Е термоэлектродвижущая сила
Ед модуль упругости обрабатываемого материала
Еи модуль упругости инструментального материала
коэффициент трения
а адгезионная составляющая коэффициента трения
д деформационная составляющая коэффициента трения
г частота колебаний
7 модуль сдвига
НУи микротвердость инструментального материала
НУд микротвердость обрабатываемого материала
А3 общая или текущая ширина фаски износа по задней
поверхности резца
ширина фаски износа по задней поверхности резца в конце приработочного износа
А3 к ширина фаски износа по задней поверхности резца
в конце установившегося износа
кр критическая фаска износа по задней поверхности резца
йол относительный линейный износ резца
интенсивность износа инструмента
путь резания
н путь резания, соответствующий участку приработочного
износа резца
путь резания, соответствующий Л3кр нормальное удельное давление тангенциальная составляющая силы резания радиальная составляющая силы резания осевая составляющая силы резания радиус при вершине резца подача
стоимость инструмента минутная подача глубина резания машинное время на обработку период стойкости инструмента оптимальный период стойкости инструмента оптимальная скорость резания, соответствующая наименьшей интенсивности износа инструмента текущее значение скорости резания количество обработанных деталей переменная доля себестоимости повышение производительности обработки.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность