Обеспечение точности размеров, формы и шероховатости поверхностей корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками на операциях фрезерования на станках с ЧПУ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гайст Сергей Валерьевич

• Гайст Сергей Валерьевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Гайст Сергей Валерьевич

Введение

Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Анализ технологии изготовления корпусных деталей из стеклопластика

1.1.1 Особенности механической обработки деталей из стеклопластика

1.1.2 Особенности формирования погрешности размера, формы, дефектного слоя и шероховатости при механической обработки корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика

1.2. Анализ методов обеспечения показателей точности поверхностей корпусных деталей с нежесткими стенками на операциях фрезерования

1.2.1 Использование специальной технологической оснастки

1.2.2 Управление режимами резания

1.2.3 Стабилизация силы резания

1.2.4. Системы адаптивного управления процессом резания

1.3. Методы поискового конструирования технологический решений обеспечения показателей точности и шероховатости

1.4 Моделирование операций фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками на операциях фрезерования

1.4.1. Математические модели формирования показателей точности

и шероховатости

1.4.2. Системы расчета напряженно-деформированного состояния деталей

1.5 Выводы. Цель и задачи исследования

Глава 2 Экспериментальные исследования формирования показателей качества обработанной поверхности корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика на операциях фрезерования

2.1 Методика экспериментальных исследований влияния режимов резания и износа режущего инструмента на показатели качества деталей при фрезеровании стеклопластика

2.1.1 Экспериментальные образцы и режущий инструмент

2.1.2 Приборы и оборудование

2.1.3 Планирование эксперимента

2.1.4 Анализ и обработка экспериментальных данных

2.2 Исследование зависимости силы резания от режимов резания

2.3 Исследование зависимости шероховатости обработанной поверхности от режимов резания

2.4 Исследование влияния износа режущего инструмента на процесс стружкообразования

2.5 Выводы

Глава 3 Моделирование процесса формирования показателей качества обработанной поверхности при фрезеровании деталей из стеклопластика с нежесткими стенками

3.1 Построение модели напряжено-деформированного состояния корпусной детали из стеклопластика с нежесткими стенками при фрезеровании

3.2 Расчетно-экспериментальная модель определение величины деформации корпусной детали из стеклопластика с нежесткими стенками при фрезеровании

3.3 Прогнозирование показателей точности размера и отклонений формы при фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками

3.4 Выводы

Глава 4 Управление показателями точности и шероховатости поверхности на операциях фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика

4.1 Разработка методики управления показателями точности и шероховатости поверхности на операции фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика

4.2 Реализация методики адаптивного управления механической обработкой корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика

4.2.1 Исходные данные. Определение предельных режимов резания

4.2.2 Прогнозирование режимов резания для обеспечения показателей точности размера и формы обработанной поверхности (первый контур управления)

4.2.3 Экспериментальная проверка результатов расчетно-экспериментальной модели

4.2.4 Разработка технологических решений стабилизации упругих деформаций для условий нестабильных входных параметров операции фрезерования (второй контур управления)

4.2.5 Расчёт параметров системы адаптивного управления

4.2.6 Оценка эффективности внедрения системы управления технологической системой в производственный процесс

4.3 Основные направления использования результатов работы

4.4 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение точности размеров, формы и шероховатости поверхностей корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками на операциях фрезерования на станках с ЧПУ»

Введение

Уровень развития конструкций машин связан с широким использованием материалов, состоящих из различных, порой неоднородных компонентов, так, называемых, композитов. Наиболее распространённым композитным материалом является стеклопластики. Значительной долей во всём объеме изделий из стеклопластика являются корпусные детали (около 30%) и в том числе корпусные детали с нежесткими стенками. По аналогии с нежесткими деталями, основные требования к которым определяет ГОСТ 30987-2003, под нежесткими стенками в данной работе понимаются такие стенки корпусной детали, которые при наложении на них продольной или поперечной нагрузки деформируется так, что их контур в свободном состоянии выходит за предельные размеры, определяемые полями допусков размеров или допусками формы и расположения, характеризующих детали в состоянии закрепления.

Современные технологии формообразования стеклопластиков, применяемые для получения конструктивных элементов деталей механизмов и машин, обеспечивают в большинстве случаев достижение идентичности реальной конфигурации поверхностей требуемым по чертежу. Однако несмотря на это полностью исключить операции механической обработки в производстве изделий из стеклопластиков не удается. Это связано со сложностью обеспечения формования требуемой точности фасонных отверстий, пазов, необходимостью получения точных базовых и присоединительных поверхностей (9 - 11 квалитеты точности, шероховатость от 2,5 мкм до 10 мкм). В связи с этим в технологический процесс вводят операции механической обработки, в частности, концевое фрезерование.

При этом процесс фрезерования стеклопластика достаточно сложен из-за его особых физико-механических свойств: неоднородность в разных направлениях, плохая теплопередача, повышенная истирающая способность, упругие свойства матрицы. Кроме того, физико-механические свойства неоднородны по объему материала.

При фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками дополнительно накладываются проблемы, связанные с упругими деформации от воздействия составляющих силы резания, что обуславливает значительное снижение точности обработки.

Результаты исследований операций механической обработки композиционных материалов нашли отражение в трудах Дударева А. С., Егорова С.В., Лобанова Д.В., Макарова В. Ф., Маркова А.М., Реченко Д.С., Руднева А.В., Рычкова Д.А., Степанова А.А., Штучного Б.П., Янюшкина А.С., Ярославцева В.М., Ящерицына П.И., A.A., Becker, Chang Rao, G.V.G., S. Ratchev, S. Liu, W. Huang и многих других. Не смотря на обилие различных видов композиционных материалов и накопленный опыт по их механической обработке имеющиеся в литературе данные носят частный характер, часто противоречивы, кроме того, создаются новые виды материалов и новые способы их получения, рекомендации для обработки, которых вообще отсутствуют.

Для определения оптимальных режимов обработки технологи вынуждены проводить поисковые эксперименты, связанные с установлением взаимосвязи между физико-механическими параметрами обрабатываемого композита, конструктивно-геометрических параметрами инструмента и формируемыми показателями точности детали. Эти мероприятия значительно увеличивает трудоемкость процесса технологической подготовки производства.

Отсутствие в современных системах автоматизированного проектирования операций технологических процессов (Спрут-ТМ, Вертикаль, ТехноПро, Timeline и др.) справочников с актуальными данными для назначения режимов резания для широкого круга композиционных материалов и невозможность учета особенностей формирования показателей точности при фрезеровании корпусных деталей с нежесткими стенками приводит к тому, что для гарантированного обеспечения отсутствия брака при

обработке назначаются «заниженные» режимы, при необходимости корректируемые в процессе резания.

Развитие информационных технологий в области материаловедения и механической обработки материалов позволяет значительно сократить время и повысить качество проектирования операций. Это возможно за счет имитационного моделирования напряженно-деформированного состояния заготовки в процессе фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками и последующей оценки влияния входных параметров операции на формируемые значения выходных показателей качества получаемой детали. Входные параметры операции - это в первую очередь физико-механические свойства материала заготовки, режимы резания, схема обработки, конструкторско-геометрические параметры режущего инструмента. Эти параметры определяют значения составляющих силы резания, износ режущего инструмента. К формируемым параметрам выходных показателей качества детали относятся значения показателей точности размера, формы, шероховатости обработанной поверхности, глубина дефектного слоя.

Основными программными комплексами для моделирования напряженно-деформированного состояния системы «инструмент - заготовка» в настоящее время являются Ansys, Advantage, Abaqus, Deform и др. Однако, как указывалось выше, пользователь часто сталкивается с проблемой отсутствия достоверных справочных данных не только по новым, но и по ряду известных материалов, например, полученных новым способом. Все это обуславливает необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований.

Моделированием процессов механообработки занимались Бабичев А.П.,

Безъязычный В.Ф., Биргер И.А., Болдырев И.С., Гузеев В.И., Кожина Т.Д.,

Кравченко Б.А., Подзей А.В., Промптов А.И., Силин С.С., Суслов А.Г. и др.

Полученные авторами результаты справедливы для конкретных материалов,

обрабатываемых в определенных условиях протекания операции. В связи с

этим, приведенные в работах рекомендации и результаты в большинстве

7

случаев невозможно применить для других видов материалов. Кроме того, при построении моделей недостаточно проработан вопрос влияния дефектов в структуре обрабатываемого материала и его анизотропии, нестабильность физико-механических свойств, которые, как правило, носят случайный характер, но оказывают существенное влияние на выходные параметры фрезерования.

Для компенсации влияния нестабильных физико-механических свойств стеклопластика, учета износа инструмента и других изменяющихся факторов в процессе обработки хорошо подходят системы адаптивного управления, которые успешно можно реализовать на станках с ЧПУ. Наиболее рациональный вариант такой системы можно разработать с помощью методов поискового конструирования. Известные работы ряда авторов Половинкина А.И., Бержа К., Дворянкина А.М., Татаркина Е.Ю. и др. в этом направлении показывают, что хорошие результаты дает комбинаторный поиск, в частности, И-ИЛИ-граф.

Таким образом, актуальным направлением исследования является разработка методики обеспечения показателей точности размеров, формы и шероховатости при фрезеровании корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика на станках с ЧПУ, совмещающей два подхода: прогнозирование с помощью моделирования для назначения производительных режимов резания, не допускающих появления дефектов на обработанной поверхности и адаптивное управление разработанное, с использованием комбинаторного поиска и компенсирующее изменяющиеся условия обработки.

Объект исследования. Операция фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика на станках с ЧПУ.

Предмет исследования. Закономерности формирования показателей точности размеров, формы и шероховатости обработанной поверхности деталей из стеклопластика при концевом фрезеровании на станках с ЧПУ.

Цель и задачи исследования. Обеспечение требуемых показателей точности размеров, формы и шероховатости поверхностей корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками путем управления процессом резания на операциях фрезерования на станках с ЧПУ

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать механизм образования погрешности и формирования точности размеров, формы и шероховатости поверхностей при обработке корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками на операциях фрезерования на станках с ЧПУ.

2. Установить эмпирические зависимости между составляющими силы резания, режимами резания и шероховатостью обработанной поверхности при фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками.

3. Построить модель прогнозирования показателей точности размера и отклонения формы при фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками, учитывающую взаимосвязь между напряженно-деформированным состоянием обрабатываемой заготовки, ее конструктивно-геометрическими параметрами и силой резания.

4. Разработать методику управления показателями точности размеров, формы и шероховатости обработанной поверхности на операциях фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика на основе поискового проектирования систем адаптивного управления.

5. Внедрить результаты исследований, выполнить оценку их эффективности.

Методы и средства исследования. Теоретические исследования базировались на научных основах технологии машиностроения, теории резания, теории упругости анизотропного тела, моделирования, теории автоматического управления. Экспериментальные результаты получены с использованием аттестованного лабораторного оборудования, поверенных

приборов, компьютерных программных комплексов. Полученные результаты расчетов и экспериментов проверялись в условиях реального производства.

Научная новизна. В результате проведённых исследований решена актуальная научно-производственная задача обеспечения требуемых параметров точности формы, размеров и шероховатости поверхностей корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика на операциях фрезерования на станках с ЧПУ. В рамках исследования получены следующие результаты, составляющие научную новизну.

1. Разработана модель деформации нежесткой стенки корпусной детали из стеклопластика, представленная в виде безразмерных зависимостей и позволяющая рассчитывать упругие деформации и изменение глубины резания при фрезеровании (п. 3)

2. Обосновано, что для компенсации погрешностей формы при фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика с нежесткими стенками необходима система двухконтурного управления величиной упругих деформаций. Первый контур управления учитывая изменение жесткости стенки детали в процессе обработки, обеспечивает заданную производительность. Второй контур за счет использования системы адаптивного управления устраняет влияние случайных факторов на точность и шероховатость обработанной поверхности (п. 7, 8)

Практическая значимость и реализация результатов работы

1. Разработана и реализована методика, а на её основе алгоритм управления показателями точности и шероховатости поверхности на операции фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика, состоящая из контура прогнозирования погрешностей, возникающих вследствие упругих деформаций заготовки под действием силы резания и контура адаптивного управления, обеспечивающего компенсацию влияния изменения жесткости заготовки при обработке, а также нестабильности физико-механических свойств обрабатываемого материала, путем изменения

режимов резания, в частности, подачи.

2. Предложены способы адаптивного управления величиной упругих деформаций при фрезеровании корпусных деталей из стеклопластика за счет постоянной оценки силы резания, позволяющие обеспечить следующие технические требования: точность размера, точность формы; шероховатость; отсутствие прижогов.

Реализация разработанной методики управления показателями точности и шероховатости на ООО "Станкоцентр Перун" (г. Барнаул) позволила обеспечить точность и снизить количество брака при изготовлении корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика в среднем на 70% Полученный экономический эффект составляет более 159 тыс. руб.

Результаты работы нашли применение при реализации:

- методического, информационного и программного обеспечения в учебном процессе кафедры «Технология машиностроения» при реализации курсов «Компьютерное моделирование в машиностроении», «Металлорежущий инструмент» для бакалавров и магистров по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Методы и техника эксперимента» ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»;

- многокомпонентного динамометра, обеспечивающего измерение составляющих сил резания в трех ортогональных плоскостях (патент №. №169315);

- методического и программного обеспечения для оптимизационного проектирования инструментов и параметров операций фрезерования деталей из углепластика на станках с ЧПУ (ООО "Станкоцентр Перун" г. Барнаул);

Степень достоверности и апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались и

получили положительную оценку на совместных научных семинарах кафедр

«Технология автоматизированных производств» и «Общая технология

машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова (2014 по 2024 г.г.), на

XV- XXVI городской научно-практической конференции молодых ученых

11

«Молодежь - Барнаулу» (Барнаул, 2014г., 2024г.), на Ьой Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы в машиностроении» (Новосибирск, 2014 г.), на VII Международной научно-практической конференции «Инновации в машиностроении - 2015» (Кемерово, 2019 г., 2023 г.), на XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экономика региона. Промышленная политика: теория и практика разработки и реализации» (Барнаул, 2015 г.), на VIII Международной научно-технической конференции «Наукоёмкие технологии на современном этапе развития машиностроения» (Москва, 2016 г.), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы в машиностроении» (Новосибирск, 2016... 2024г.г.).

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований операции фрезерования корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика, позволяющие прогнозировать геометрические показатели качества обработанных поверхностей в зависимости от режимов резания, параметров детали и изменения состояния инструмента за период его стойкости.

2. Методика управления показателями точности размеров, формы и шероховатости обработанной поверхности нежесткой стенки корпусной детали с нежесткими стенками из стеклопластика за счет использования комбинации прогнозирования упругих деформаций и адаптивного управления подачей при фрезеровании на станках с ЧПУ.

3. Алгоритм выбора режимов резания и разработки способа адаптивного управления на основе комбинаторного поиска технологических решений при фрезеровании корпусных деталей с нежесткими стенками из стеклопластика, обеспечивающий получение требуемых показателей точности размеров, формы и шероховатости обработанной поверхности.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены

в 25-ти печатных работах, из которых 4 - в рецензируемых научных изданиях,

12

входящих в перечень ВАК РФ; получены патенты РФ на полезную модель, изобретение на способ и свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 172 наименований и 2 приложений. Объем диссертации 175 страниц, в том числе 77 рисунков и 31 таблица.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ технологии изготовления корпусных деталей из стеклопластика

Реализуемые на современных машиностроительных предприятиях технологии изготовления конструктивных элементов деталей механизмов и машин из стеклопластиков, обеспечивают в большинстве случаев идентичное совпадение реальной конфигурации поверхностей требуемым по чертежу. Тем не менее, полностью исключить операции механической обработки в производстве изделий из стеклопластиков не удается [49, 55, 86, 88, 89, 90, 102, 108, 112, 125, 144, 156]. Это связано со сложностью обеспечения формованием требуемой точности фасонных отверстий, пазов, необходимостью получения точных базовых и присоединительных поверхностей (9 - 11 квалитеты точности, шероховатость от 2,5 мкм до 10 мкм). В связи с этим в технологический процесс вводят операции механической обработки, в частности, концевое фрезерование.

Из всего разнообразия деталей, изготавливаемых из стеклопластика (рисунок 1.1), наибольшая доля приходится на тела вращения, примерно 2/3 от общего объема деталей. Вторыми по распространенности являются коробчатые детали - корпуса, на них приходится около 30 процентов.

Рисунок 1.1 - Классификация заготовок из стеклопластика для механической

обработки

14

Несмотря на то, что значительная доля деталей из стеклопластика относится к телам вращения (валы, втулки, диски) [17, 20, 26, 37, 67, 94], наибольшую сложность в достижении заданных технических требований представляют корпусные детали (таблица 1.1) [10, 31, 88, 102, 119, 125, 126, 128, 143].

Таблица 1.1 - Технические требования к поверхностям корпусных деталей после фрезерования

Поверхность Значения показателей

1Т, квалитет Лформы, мкм Яа, мкм

Базовые плоскости, полученные черновым фрезерованием 9 - 11 20 - 40 6,3 - 10

Базовые плоскости, полученные чистовым фрезерованием 7 - 9 1,2 - 2 2,5 - 1,25

Выборка, паз 8 - 10 1,6 - 2,5 2,5 - 6,3

Фасонное отверстие 7 - 9 0,4 - 0,8 1,25 - 1,6

Учитывая особенности физико-механических свойств стеклопластика (анизотропность, возможная пористость и неоднородность структуры, гигроскопичность) к корпусам из стеклопластика, кроме требований по точности и шероховатости, задаются дополнительные обязательные параметры. На рисунке 1.2 приведен фрагмент чертежа детали «Корпус геодезического прибора». В соответствии с его служебным назначением (обеспечение герметичности, прочности конструкции, контактной прочности поверхностей, эстетичности) наружные и внутренние поверхности стенок и дна не должны иметь прижогов, разлохмачивания стекловолокна и/или его расслоения, выкрашивания наполнителя.

Рисунок 1.2- Корпус геодезического прибора

1.1.1 Особенности механической обработки деталей из стеклопластика

Различные виды механической обработки деталей из композиционных материалов достаточно подробно исследовались отечественными (как советскими, так и российскими) и зарубежными учеными. Результаты и полученные рекомендации приводятся в публикациях А.И. Исаева [57, 58, 59], С.В. Егорова [44, 45], А.С. Янюшкина [109], Д.В. Лобанова [79], Д.С. Реченко [60], В.И. Дрожжина [38, 39, 113], А.М. Маркова [30, 84], А.А. Королева [108], Б.П. Штучного [143, 144], А. Кобаяши [65] и целого ряда авторов [5, 21, 40, 46, 47, 49, 55, 62,80, 82, 89, 125, 130].

Обобщая приведенные в литературе результаты можно сказать, что в отличие от других конструкционных материалов, например, металлов, обработка резанием стеклопластиков требует особых подходов при проектировании технологических операций.

Во-первых, физико-механические свойства стеклопластика (упругость, механическая прочность, теплопроводность) могут значительно различаться в продольном и поперечном направлениях. Этот факт обуславливает существенные различия в результатах протекания процессов резания вдоль и поперек волокон. Это относится к съему припуска, формированию качества поверхностного слоя и параметров шероховатости обработанной поверхности. Следовательно, назначая режимы резания необходимо учитывать направление движения режущих лезвий инструмента относительно волокон обрабатываемого материала. Кроме того, следует применять только острозаточенный инструмент, лимитируя максимальную величину его износа по задней поверхности значением 0,3 мм. При большем износе возрастают силы резания, что вероятно приведет к трещинообразованию в системе матрица (стекловолокно) - полимерный наполнитель (эпоксидная или иная смола). Нарушение адгезионных связей в этой системе способствует разлохмачиванию поверхностных слоев (рисунок 1.3).

Второй характерной особенностью стеклопластика, влияющей на качество его механической обработки, является его неудовлетворительно

малая теплопроводность. Коэффициент теплопроводности

однонаправленного стеклопластика на основе волокон из стекла ВМ-1 составляет 0,5 Вт/(мК). Для сравнения: значения коэффициентов теплопроводности стали в зависимости от марки составляют 50-90 Вт/(мК) -углеродистая сталь, 12-22 Вт/(м К) - нержавеющая сталь. Крайне низкая теплопроводность стеклопластика отрицательно влияет на тепловой баланс зоны резания (рисунок 1.4): практически всё тепло (более 90%) принимает режущий инструмент, до 8% принимает заготовка и только 2% уходит в стружку [143, 150, 152]. Это обуславливает интенсивный износ инструмента и возникновение дефектов поверхностного слоя детали.

Рисунок 1.4 - Распределение тепловой энергии в зоне резания

стеклопластика

Повышенная абразивная способность стекловолокон (третья особенность) приводит к интенсивному износу режущих кромок инструмента, нарушению исходного профиля лезвия. Режущие кромки округляются, соответственно инструмент затупляется. Неизбежно растет сила резание и повышается температура в зоне контакта лезвий инструмента и заготовки, что приводит к образованию брака.

Четвертая особенность связана, как указано выше, со значительной тепловой напряжённостью в зоне резания. Вкупе с низкой теплостойкостью полимерного связующего это приводит к разрушению последнего. В полимере происходит интенсивное разрушение химических связей и образование поверхностно-активного вещества, вызывающего адсорбционный механохимический износ режущего лезвия [39, 54, 159].

Пятая особенность обработки резанием стеклопластиков связана с его упругими свойствами, его способностью деформироваться в зоне резания под действием нагрузки (силы резания) и частично восстанавливаться в размерах после обработки (рисунок 1.5). В отличие от процесса резания металлов значения силы резания по задней поверхности при обработке стеклопластика является лимитирующим при расчете режимов резания.

Рисунок 1.5 - Взаимодействие инструмента и заготовки при обработке

стеклопластика

Значения составляющих сил резания при обработке стеклопластиков значительно меньше, чем при резании металлов, но он обладает свойством упругого восстановления. Поэтому при проектировании технологической операции необходимо учитывать, точность обработки будет определяться не

столько жесткостью системы станок - приспособление - инструмент, а свойствами материала самого стеклопластика.

Шестая особенность. Как указано выше стеклопластики имеют слоистую структуру. Возникающая в процессе механической обработки тепловая энергия и низкая теплопроводность материала приводят к теплонапряжённости в зонах, граничащих с зоной резания. Происходит разрушение связующего. Это проявляется в том, что на обработанной поверхности появляются прижоги, образуются сколы. Массив материала разделяется по слоям, образуется разлохмаченная поверхность. В связи с этим значение нормативного допустимого износа режущей кромки инструмента при обработке стеклопластика всегда назначается ниже, чем при механической обработке металлов.

К характерному признаку стеклопластика, который необходимо также учитывать при проектировании операций его механической обработки, является его низкая теплостойкость (седьмая особенность). Для различных марок стеклопластика теплостойкость может находиться в пределах 160...300°С. Превышение предельных значений приводит к выгоранию связующего полимера и последующему разрушению обрабатываемых поверхностей детали. При этом из-за гигроскопичности структуры стеклопластика в большинстве случаев применение смазочно-охлаждающих технологических средств недопустимо, в отличие от обработки металлов.

Восьмая особенность. Процесс стружкообразования при резании стеклопластиков, в отличие от процесса стружкообразования металлов, также имеет свои особенности. В первую очередь они проявляются в том, что из-за значительных упругих свойств связующего и высокой прочности стекловолокна, в основном, присутствует хрупкий характер формообразования поверхностей с одновременным появлением элементной, пылевидной и сливной стружки (рисунок 1.6).

а б в

Рисунок 1.6 - Элементная (а), пылевидная (б) и сливная (в) стружка

при обработке стеклопластика

Описанные выше характерные особенности стеклопластика, связанные с его физико-механическими свойствами, накладывают значительные ограничения на принятие решений о назначении режимов резания и выбор схемы обработки деталей. При этом использование справочных данных и рекомендаций, предназначенных для обработки металлов в большинстве случаев не представляется возможным. В этой связи исследования, направленные на установление закономерностей процесса формирования показателей точности и шероховатости, а также оценки влияния входных параметров операции на формируемые значения показателей качества получаемой детали являются актуальными. Входные параметры операции -это в первую очередь физико-механические свойства материала заготовки, режимы резания, схема обработки, конструкторско-геометрические параметры режущего инструмента. Именно они определяют значения составляющих силы резания, износ режущего инструмента. К формируемым параметрам выходных показателей качества детали относятся значения показателей точности размера, формы, шероховатости обработанной поверхности, глубина дефектного слоя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гайст Сергей Валерьевич, 2025 год

Список литературы

1. Автоматизация поискового конструирования: теория и методы технического творчества (АПК-90) Тезисы всесоюзной конференции / Министерство высшего и среднего образования РСФСР; Удмуртское областное правление; Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов; Всесоюзная организация «Эвристика»; Ижевский дом науки и техники; Ижевский механический институт; Институт математики и механики УрО АН РСФСР, 1990.

2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Программированное введение в планирование эксперимента / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1971. - 282 с.

3. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 278 с.

4. Алабужев, И.Д. Теория подобия и размерностей. Моделирование / И.Д. Алабужев. - М.: Высшая школа, 1968. - 166 с.

5. Алексеева, Э.М. Обработка тонких деталей из стекловолокнита / Э.М. Алексеева, В.А. Дмитриев, А.А. Токарев // Станки и инструменты. - 1971. - №7. - С.39-40.

6. Андреев В.Н., Гадукян А.Г. Влияние колебаний концевых фрез из быстрорежущей стали на стойкость / В.Н. Андреев, А.Г. Гадукян // Станки и инструмент. - № 3. - 1974.

7. Аскалонова, Т.А. Технологические схемы обработки сложных поверхностей / Т.А. Аскалонова, А.М. Марков // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Шлиф-абразив-98». - Волжский, 1998. - С.102-104.

8. Балашов А.В., Жидецкая А.С., Потапов И.С., Светлова Т.Г. Технологическое обеспечение точности фрезерования нежестких деталей.

133

Математическое и экспериментальное моделирование физических процессов: сборник материалов Всероссийской заочной научно-практической конференции, Биробиджан, 25 декабря 2014 г. / под общ. ред. В. Л. Земляка; Приамур. гос. ун-т. им. Шолом- Алейхема. — Биробиджан: ИЦ ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2015. — С. 130-135.

9. Балашов А.В., Потапов И.С., Жидецкая А. С., Выбор способа фрезерования нежестких корпусных деталей в условиях группового производства. Металлообрабатывающие комплексы и робототехнические системы - перспективные направления научно- исследовательской деятельности молодых ученых и специалистов: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (19-20 июня 2015 года) / редкол.:Гречухин А.Н (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск, 2015. С. 32-36.

10. Баранчиков, В.И. Обработка специальных материалов в машиностроении: справочник / В.И. Баранчиков, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. - М.: Машиностроение, 2002. - 264 с.

11. Безъязычный, В.Ф. Метод подобия в технологии машиностроения / В.Ф. Безъязычный. - М.: Машиностроение, 2012. - 320 с.

12. Берж, К. Теория графов и ее применения / К. Берж. - М.: Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1962. - 320 с.

13. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский. - СПб.: Профессия, 2003. - 752 с.

14. Бешелев, А.И. Экспертные оценки / А.И. Бешелев. - М.: Высш. шк, 1974. - 431 с.

15. Болотеин, А.Н. Расчетное определение технологических остаточных напряжений на основе конечно-элементной модели процесса резания: дис. канд. техн. наук: 05.02.07/05.02.08 / Болотеин Алексей Николаевич; РГАТУ им. П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2014. - 183 с.

16. Болсуновский С.А. Методика и техническое оснащение оценки

вибрационных характеристик системы «станок-приспособление-инструмент-

134

деталь» в процессе скоростного фрезерования / С.А. Болсуновский, В.Д. Вермель // Научно-технический отчет ЦАГИ 2008 год : сборник статей. -Жуковский, 2009.

17. Брага,В.В. Автоматизированные системы управления предприятиями / В.В. Брага и др.; под ред. Г.А. Титаренко. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 263 с.

18. Братан,С.М. Автоматическое управление процессами механической обработки: учебник / С.М. Братан, Е.А. Левченко, Н.И. Покинтелица, А.О. Харченко. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 228 с.

19. Бреев, С.В. Высокоскоростное фрезерование труднообрабатываемых материалов: 2. Оособенности обрабатываемости при фрезеровании / С.В. Бреев, А.Г. Серебренникова // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. -

2013. - Т.1, №4(16). - С.59-66. URL: https://elibrary. ru/item. asp?id=21711114 (дата обращения: 30.01.2022).

20. Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: учебник для вузов / И.М. Буланов, В.В. Воробей. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 516 с.

21. Вадачкория, В.И. Исследование обрабатываемости пластмасс резанием / В.И. Вадачкория. - Тбилиси: Изд-во Груз. политех. ин-та им. В.И. Ленина, 1969. - 87 с.

22. Васин, С.А. Автоматизированная экспресс-оценка трудоемкости обработки деталей / С.А. Васин, В.Ю. Анцев, А.Н. Иноземцев, Н.И. Пасько // СТИН. - 2000. - №10. - С.9-13.

23. Верховская А.А., Светлова Т.Г., Потапов И.С., Балашов А.В. Управление показателями точности изготовления нежестких корпусных деталей. Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Том 1. Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева.

2014. С. 122-123.

24. Веселов, А.И. Повышение эффективности проектирования сборных фрез для обработки поверхностей сложного профиля на основе математического моделирования: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / А.И. Веселов; МГТУ. - М., 2000. - 25 с.

25. Виноградов, Ю.В. Моделирование процесса резания металла методом конечных элементов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.13.18 / Ю.В. Виноградов; Тул. гос. ун-т. - Тула, 2004. - 19 с.

26. Воробей, В.В. Основы технологии и проектирования корпусов ракетных двигателей: монография / В.В. Воробей, В.Б. Маркин. -Новосибирск: Наука, 2003. - 164 с.

27. Галицков П.И.1, Гисметулин А.Р. Оптимизация режимов резания операции фрезерования на основании данных инженерных расчётов в системе ANSYS / Ученые записки улгу. Серия: математика и информационные технологии // Ульяновский государственный университет № 1 - 2019 Стр. 2434

28. Гаврилин А.Н. Метод снижения уровня вибраций при механической обработке // А.Н. Гаврилин //Контроль. Диагностика. -№ 11. -2013. - С. 23-26.

29. Гайст С.В., Барсукова О.А., Черданцев П.О., Катаева С.А., Марков А.М. Исследование износа инструмента при фрезеровании стеклопластика / в сборнике: Молодежь - Барнаулу. Материалы XVI научно-практической конференции молодых ученых. 2014. С. 415-417.

30. Гайст С.В., Марков А.М., Черданцев П.О., Катаева С.А., Лапенков Е.Ю. Исследование температуры при фрезеровании стеклопластика / Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 с. 123-128.

31. Говоров, И.Д. Механизация и автоматизация технологических операций обработки деталей из реактопластов / И.Д. Говоров. - М.: Машиностроение, 1973. - 192 с.

32. ГОСТ 16225-81. Фрезы концевые для обработки легких сплавов. Конструкция и размеры. - Взамен ГОСТ 16225-70; введ. 01.01.1983. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 16 с.

33. Грановский, Г.И. Резание металлов: учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. - М.: Высш. шк., 1985. - 304 с.

34. Дальский, А.М. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / A.M. Дальский и др.; под ред. A.M. Дальского. - М.: Изд-во МАИ, 2000. - 360 с.

35. Дворянкин, А.М. Методы синтеза технических решений / А.М. Дворянкин, А.И. Половинкин, А.Н. Соболев. - М.: Наука, 1977. - 102 с.

36. Димитриенко, Ю.И. Численное моделирование деформирования и прочности трехслойных композитных конструкций с дефектами / Ю.И. Димитриенко, Ю.В. Юрин, Н.Н. Федонюк // Математическое моделирование и численные методы. - 2016. - №3. - С.3-23.

37. Дориомедов М.С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. №6-7 (89). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rossiyskiy-i-mirovoy-rynok-polimernyh-kompozitov-obzor (дата обращения: 14.10.2023).

38. Дрожжин, В.И. О контакте поверхности инструмента с пластмассой при резании / В.И. Дрожжин // Резание и инструмент. - 1970. -Вып. 2. - С.7-10.

39. Дрожжин, В.И. Физические особенности и закономерности процесса резания слоистых пластмасс: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / В.И. Дрожжин; Харьков политехн. ин-т. - Харьков, 1982. - 32 с.

40. Дуев, А.М. Механическая обработка изделий из пластмасс / А.М. Дуев // Пластические массы. - 1962. - №5. - С.67-70.

41. Душинский, В.В. Оптимизация технологических процессов в машиностроении / В.В. Душинский, Е.С. Пуховский, С.Г. Радченко. - Киев: Техшка, 1977. - 175 с.

42. Евгеньев,Г. САПР XXI века: интеллектуальная автоматизация проектирования технологических процессов / Г. Евгеньев, Б. Кузьмин, С. Лебедев, Д. Тагиев // САПР и графика. - 2000. - №4. - URL: https://sapr.ru/article/7110(дата обращения: 30.01.2022).

43. Евланов, М.Г. Экспертные оценки в управлении / М.Г. Евланов,

B.А. Кутузов. - М.: Экономика, 1978. - 133 с.

44. Егоров,С.В. Алмазный инструмент для обработки стеклопластиков / С.В. Егоров и др. // Станки и инструмент. - 1971. - №2. -

C.36.

45. Егоров, С.В. Обработка резанием конструкционных пластмасс / С.В. Егоров. - М.: Оборонгиз, 1955. - 116 с.

46. Еренков, О.Ю. Инновационные технологии механической обработки полимерных материалов резанием / О.Ю. Еренков. - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2014 - 202 с.

47. Еренков, О.Ю. Технология получения и обработка резанием полимерных композиционных материалов / О.Ю. Еренков. - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2014 - 143 с.

48. Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления: учеб. для вузов / А.А. Ерофеев - СПб.: Политехника, 2003. - 302 с.

49. Ерохин, А.А. Обработка резанием стеклопластиков / А.А. Ерохин // Высокопроизводительное резание в машиностроении: сб. трудов. - М.: Наука, 1966. - С.48-54.

50. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом / И.Г. Жарков. - Москва : Машиностроение, 1986. - 180 с.

51. Завгородский В.И. Управление виброустойчивостью технологической системы / В.И. Завгородский, А.Р. Маслов // НТО. - № 10. -2009. - С. 22-25.

52. Зелинский С.А., Морозов Ю.А., Серебрий Ю.А. Математическая модель процесса контурного фрезерования нежестких деталей // Труды Одесского политехнического университета, 2015. Вып. 1(45) ISSN 2223-3814.

138

53. Зенкин Н.В., Барков А.В. Моделирование упругих деформаций концевой фрезы при фрезеровании по контуру Электронный журнал: наука, техника и образование (ISSN 2413-6220) стр. 20-26.

54. Зубарев, Ю.М. Особенности изнашивания инструментальных материалов при механической обработке резанием заготовок из полимерных композиционных материалов / Ю.М. Зубарев, А.В. Приемышев // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2018. - №7(85). - С.27-31.

55. Зубарев Ю. М., Приемышев А. В. Инновационные технологии обработки полимерных композиционных материалов в машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2017. №. 8. С. 36-42. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5971daadf14630.10399069 (дата обращения: 10.07.2021).

56. Ивович В.А. Защита от вибраций в машиностроении / В.А. Ивович, В.Я. Онищенко. - Москва : Машиностроение, 1990. - 272 с.

57. Исаев, А.И. Обработка пластических масс резанием / А.И. Исаев // Пластические массы в машиностроении. - М.: Академгиз, 1955. - С.178-190.

58. Исаев, А.И. Обработка резанием конструкционных пластмасс / А.И. Исаев // Машиностроение: энциклопедический справочник. - М.: Машгиз, 1947. - С.700-708.

59. Исаев, А.И. Обработка резанием конструкционных пластмасс / А.И. Исаев. - Москва-Свердловск: Машгиз, 1944. - 40 с.

60. Исследование качества обработки керамокомпозита смс при скоростном шлифовании. Реченко Д.С., Каменов Р.У. В сборнике: Проблемы машиноведения. Материалы V Международной научно-технической конференции. Омск, 2021. С. 264-269.

61. Исследование колебаний технологической системы роботизированного комплекса для реализации методики проектирования операции механической обработки вращающимися инструментами / В.И. Гузеев //Вестник Магнитогорского государственного технического

университета им. Г.И. Носова, Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University.-2023.-Том 21 № 1.- C.45-54

62. Исследование процесса фрезерования стеклопластиков / Е.Ю. Лапенков, С.А. Катаева, С.В. Гайст, П.О. Черданцев, А.М. Марков // Вестник Алтайской науки. - 2015. - № 3/4. - С. 39-44. 4. Проектирование технологических операций обработки композиционных материалов на основе искусственных нейронных сетей / М.В. Доц, Е.Б. Бондарь, А.М. Марков, В.Б. Маркин // Ползуновский вестник. - 2012. - №9

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

64. Каталог Сандвик Коромант ^ro Key. - 2016. - 514 c.

65. Кобаяши, А.А. Обработка пластмасс резанием / А.А. Кобаяши. -М.: Машиностроение, 1984. - 212 с.

66. Козулько, Н. В. Исследование температуры в зоне абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов при обработке лепестковыми кругами / Н. В. Козулько, И. Ю. Семенченко, К. В. Семиниченко // Современные научные исследования: вопросы актуализации теорий и научно-практические разработки: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, Волгоград, 10 ноября 2019 года. - Волгоград: Профессиональная наука, 2019. - С. 62-66. - EDNEJDIOH.

67. Комплексный анализ методов обработки полимерных композитных материалов / Т. Р. Абляз, К. И. Донецкий, Е. С. Шлыков [и др.] // СТИН. - 2022. - № 6. - С. 5-8. - EDNFHKMBG

68. Концевая фреза: патент на изобретение №2606133 Российская Федерация, МПК B23 C 5/10 / Катаева С.А., Марков А.М., Черданцев П.О., Гайст С.В.; патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский

государственный технический университет им. И.И. Ползунова». -№2015129140; заявл. 16.07.2015; опубл. 10.01.2017, Бюл. №1.

69. Корнеев, С.С. Теоретическая оценка возможности повышения скорости резания при обработке полимерных композиционных материалов / С.С. Корнеев, В.М. Корнеева // XLI Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства: сборник тезисов. - М., 2017. - С.460.

70. Космынин, А.В. Высокоскоростной шпиндельный узел внутришлифовального станка для прецизионной обработки деталей летательных аппаратов / А.В. Космынин, В.С. Щетинин, А.С. Хвостиков, А.В. Смирнов, С.С. Блинков // Фундаментальные исследования. - 2011 - №8. -С.137-138.

71. Кравченко, Б.А. Механизм формирования остаточных напряжений при свободном резании закаленных сталей / Б.А. Кравченко, В.Г. Круцило // Обработка высокопрочных сталей и сплавов инструментами из сверхтвердых синтетических материалов. - Куйбышев, 1980. - Вып.2. - С.91-97.

72. Кувшинский, В.В. Фрезерование / В.В. Кувшинский- М.: Машиностроение, 1977. - 240 с.

73. Куклев А. С., Тазетдинов М. М. Оснастка для обработки нежестких деталей высокой точности. - М.: Машиностроение, 1978.- 104с.

74. Кхалифа М. М., Дуюн Т. А. Моделирование процесса резания конструкционной стали с использованием конечноэлементного пакета ANSYS Workbench // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2019. №11. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-protsessa-rezaniya-konstruktsionnoy-stali-s-ispolzovaniem-konechnoelementnogo-paketa-ansys workbench (дата обращения: 14.09.2022).

75. Лебедев, В. Я. Особенности ротационного точения стеклопластиков / В. Я. Лебедев, В. А. Сидоренко // Машиностроение :

141

республиканский межведомственный сборник научных трудов / Белорусский национальный технический университет ; под ред. Б. М. Хрусталева ; редкол.: Б. М. Хрусталев (пред.) [и др.]. - Минск : БНТУ, 2007. - Вып. 22. - С. 85-89.

76. Лебедев, П.В. Технологическое обеспечение качества резьбовых соединений в деталях из высокопрочных композиционных полимерных материалов: дис. канд. техн. наук: 05.02.08 / Лебедев Павел Владимирович. -Барнаул, 2011. - 212 с.

77. Леонов, С.Л. Идентификация технических систем / С.Л. Леонов,

A.М. Марков, А.А. Ситников; Алт. гос. техн. ун-та им. И.И. Ползунова. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999. - 32 с.

78. Лицов, А.Е. Разработка расчетного метода определения технологических условий концевого фрезерования маложестких сложнопрофильных деталей с учетом их деформаций: дис. ... канд. техн. наук: 02.05.08 / Лицов Алексей Евгеньевич; Рыбин. гос. авиац.-технол. акад. -Рыбинск, 2005. - 157с.

79. Лобанов, Д.В. Разработка и реализация технологических методов создания, изготовления и выбора фрезерного инструмента для эффективной обработки композиционных неметаллических материалов: дис. . докт. техн. наук: 05.02.07 / Лобанов Дмитрий Владимирович; НГТУ. - Новосибирск, 2013. - 411 с.

80. Макаров В. Ф., Волковский А. А., Сабирзянов А. И. Повышение производительности и качества обработки композиционных материалов на основе выбора и рационального применения абразивного инструмента // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. №. 9. С. 40-48. БОГ https://doi.org/10.30987/2223-4608-2020-9-40-48 (дата обращения: 15.07.2021).

81. Макаров, В.Ф. Оптимизация процесса обработки высокотехнологичных композиционных материалов методом фрезерования /

B.Ф. Макаров, А.Е. Мешкас, В.В. Ширинкин // Современные тенденции в технологиях металлообработки и конструкциях металлообрабатывающих машин и комплектующих изделий: материалы VII Всерос. науч.-техн. конф. /

142

ФГБОУ «Уфимский государственный авиационный технический университет». - Уфа: РИК УГАТУ, 2017. - С.9-17.

82. Макаров В. Ф., Песин М. В., Волковский А. А. Инновационные технологии повышения производительности и качества механической обработки полимерных композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. №. 9. С. 27-38. DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608- 2023-27-38 (дата обращения: 02.10.2023).

83. Марков, А.М. Экспертные системы в проектировании операций металлообработки / А.М. Марков, Е.Л. Грахов //Научно- техническое творчество молодых: Тез. докл. 54-й науч.-техн. конф. АлтГТУ - Барнаул, 1996. - С.89.

84. Марков А.М., Некрасов В.Н. , Цзянь Су, Салман А.М. С., Гайст С.В. , Андреев М.В. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя стекловолоконных композитов при концевом фрезеровании // Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2020 Том 22 № 4 с. 3140.

85. Микроскоп малый инструментальный ММИ-2 75х25 // РМЦ Калиброн. - URL: http://calibronrmc.ru/lo/mikroskopy/mmi-2-2(дата обращения: 30.01.2022).

86. Минибаев М.И., Раскутин А.Е., Гончаров В.А. Особенности технологии изготовления образцов из ПКМ на станках с ЧПУ (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. №1 (73). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-tehnologii-izgotovleniya-obraztsov-iz-pkm-na-stankah-s-chpu-obzor (дата обращения: 18.10.2023).

87. Многокомпонентный динамометр: патент на полезную модель №169315 Российская Федерация, МПК G01L 5/00 (2006.01) / Гайст С.В., Лапенков Е.Ю., Марков А.М., Потапов И.С., Черданцев А.О., Черданцев П.О., Шитюк А.А.; патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский

государственный технический университет им. И.И. Ползунова». -№2016145705; заявл. 22.11.2016; опубл. 15.03.2017, Бюл. №8.

88. Мозговой, Н.И. Повышение производительности изготовления отверстий в деталях из стеклопластика на основе оптимизации маршрута обработки: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.08 / Мозговой Николай Иванович; АлтГТУ. - Барнаул, 2009. - 145 с.

89. Мордвин, А.П. Механическая обработка стеклопластиков, полученных методом намотки / А.П. Мордвин, Е.М. Ершов, В.И. Давиденко.

- Л.: ЛДНТП, 1966. - 37 с.

90. Никитин, А.П. Механическая обработка стеклопластиков алмазным инструментом. - Л., 1968. - 21 с.

91. Ольхов, В.Е. Применение метода конечных элементов для САПР режущего инструмента с целью выбора геометрии токарных резцов: дисс. ... канд. техн. наук / В.Е. Ольхов. - Горький, 1987. - 134 с.

92. Основы научных исследований: учеб. для техн. вузов / под ред. Н.И. Крутова, В.В. Попова. - М., 1989. - 399 с.

93. Особенности моделирования процессов механической обработки в САЕ системах / И.В. Горбунов, И.В. Ефременков, В.Л. Леонтьев, А.Р. Гисметулин // Известия Самарского научного центра РАН. - 2013. - Т.15, №4.

- С.846-852.

94. Павловская, В.М. О точности обработки пластмасс резанием / В.М. Павловская, М.Ф. Барсуков, В.Н. Рубцов // Точность и взаимозаменяемость деталей из пластмасс. - Л.: Ленинградский технологический институт, 1963. - С.65-75.

95. Патент № RU 2090337 C1 Способ автоматического управления процессом обработки / Закураев В.В., Солонин С.И., Шивырев А.А.. Патентообладатели: Отделение N 2 Московского государственного инженерно-физического института (технического университета). -№95103374/02; заявл. 1995.03.07; опубл. 1997.09.20

96. Патент № RU 2107593 Российская Федерация, МПК B 23 C 3/00. Способ фрезерования заготовок с переменным припуском / А.М. Марков, Е.Н. Спирин, А.А. Ситников, Е.Ю. Татаркин, Ю.В. Федоров; патентообладатель Алтайский государственный технический университет им.И.И. Ползунова. -№96110049/02; заявл. 21.05.1996; опубл. 27.03.1998.

97. Патент № RU 2137575 Российская Федерация, МПК B 23 C 3/00. Способ чистового фрезерования / С.Е. Бархатов. - №96111269/02; заявл. 04.06.1996; опубл. 20.09.1999.

98. Патент № RU 2312749 Российская Федерация, МПК B 23 Q15/12. Способ управления движением привода подач металлорежущего станка / Р.Г. Кудояров, Д.В. Иванов, В.А. Жаринов, В.Л. Зинов, С.А. Малинин; патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет. - №2006103461/02; заявл. 06.02.2006; опубл. 20.12.2007, Бюл. №35.

99. Патент № RU 2498882 Российская Федерация, МПК B 23 C 3/00. Способ торцового фрезерования плоских поверхностей / С.К. Амбросимов, А.Н. Большаков, К.С. Амбросимов, К.И. Ноздрачев; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет». - №2012122904/02; заявл. 04.06.2012; опубл. 20.11.2013, Бюл. №32.

100. Патент № RU 2528923 C2 МПК B24B 1/00 Способ адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ / Харитонов Д. В., Грошев А. В., Анашкина А. А., Русин М. Ю., Хмельницкий А. К., Осипов А. И., Савенков Г. Н., Патентообладатели: Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" № 2019102315 заявл. 2019.01.28; опубл. 2019.08.21.

101. Патент № RU 2698008 C1 МПК B24B 1/00 Способ адаптивной

механической обработки керамических изделий на специальных станках с

145

ЧПУ / Харитонов Д. В., Грошев А. В., Анашкина А. А., Русин М. Ю., Хмельницкий А. К., Осипов А. И., Савенков Г. Н., Патентообладатели: Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" № 2019102315 заявл. 2019.01.28; опубл. 2019.08.21.

102. Петрова, Н.А. Механическая обработка стеклопластиков: (опыт завода «Электросила» электромашиностроительного объединения) / Н.А. Петрова. - Л., 1965. - 27 с.

103. Половинкин, А.И. Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании) / А.И. Половинкин, Н.К. Бобков, Г.Я. Буш и др.; под ред. А.И. Половинкина. - М.: Радио и связь, 1981. - 344 с.

104. Половинкин, А.И. Основы инженерного творчества/ А.И. Половинкин.- М.: Машиностроение,1988. - 368 с.

105. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / Под ред. В. И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990.400.с

106. Проектирование технологических систем: учебное пособие / Т.А. Аскалонова, А.В. Балашов, А.М. Марков, А.А. Ситников, Е.Ю. Татаркин, Ю.Н. Татаркина, В.А. Фёдоров, А.А. Черепанов; под ред. Е.Ю. Татаркина. -Старый Оскол: ТНТ, 2014. - 411 с.

107. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: справочник / В.И. Мяченков и др.; под общ. ред. В.И. Мяченкова. - М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

108. Руднев, А.В. Обработка резанием стеклопластиков / АВ. Руднев, А.А. Королев. - М.: Машиностроение, 1969. - 119 с.

109. Рычков Д. А., Янюшкин А. С. Способ повышения эффективности производства изделий из полимерных композитов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2016. № 3 (72). С. 23-30. БО1 10.17212/1994-6309-2016-3-23-30.

110. Самоподнастраивающиеся станки под ред. Балакшина Б.С. Москва Машиностроение 1967, 400 с. с ил.

111. Свидетельство Роспатента №970005 об официальной регистрации программы для ЭВМ.

112. Семко,М.Ф. Механическая обработка пластмасс: Фрезерование / М.Ф. Семко, И.Г. Баскаков, В.И. Дрожжин, В.А. Качер. - М.: Машиностроение, 1965. - 131 с.

113. Семко, М.Ф. Обработка резанием электроизоляционных материалов / М.Ф. Семко, Г.К. Сустан, В.И. Дрожжин. - М.: Энергия, 1974. -175 с.

114. Серебреницкий, П.П. Некоторые особенности высокоскоростной механической обработки / П.П. Серебреницкий// Металлообработка. - 2007. -№4(40). - С.6-15. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9528969 (дата обращения: 30.01.2022).

115. Силин, С.С. Метод подобия при резании материалов / С.С. Силин. - М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

116. Скворцов, Ю.В. Моделирование композитных элементов конструкций и анализ их разрушения в САЕ-системах MSC.Patran-Nastran и ANSYS: электрон, учеб. Пособие/Ю.В. Скворцов, С.В. Глушков, А.И. Хромов; Минобрнауки России, Самар, гос. аэрокосм, ун-т им. С.П. Королева (Нац. исслед. ун-т). - Самара, 2012.

117. Соболев, А.Н. Исследование процессов пластического деформирования с использованием пакета ANSYS/ED5.6 / А.Н. Соболев // Автоматизация и управление в машиностроении. - 2001. - №16.

118. Солдусова, Е.А. Основные сведения о программном комплексе ANSYS. Геометрическое моделирование: учеб.-метод. пособ. / Е.А. Солдусова. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. - 54 с.

119. Справочник по композиционным материалам: в 2 кн. / под ред. Дж. Любина; пер. с англ. А.Б. Геллера и др. - М.: Машиностроение, 1988. - Кн.2. -579 с.

120. Справочник по функционально-стоимостному анализу / А.П. Ковалев и др.; под ред. М.Г. Карпунина, Б.И. Майданчика. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 430 с.

121. Станкевич, С.А. Разработка на основе метода конечных элементов модели и способа управления траекторией рабочего движения инструмента при фрезеровании сложнопрофильных деталей: на примере лопаток компрессора ГТД: дисс. ... канд. техн. наук: 05.02.08 / Станкевич Станислав Анатольевич. - Рыбинск, 2008. - 190 с.

122. Степанов, А.А. Влияние механической обработки на прочность изделий из стеклопластиков / А.А. Степанов // Пластические массы. - 1981. -№6 - С.39-40.

123. Степанов,А.А. Высокоскоростное фрезерование в современном производстве (Продолжение, часть 2) / А.А. Степанов // CAD/CAM/CAEObserver. - 2003. - №4(13). - URL: http://www.cadcamcae.lv/N13/15.htm (дата обращения: 30.01.2022).

124. Степанов, А.А. Качество поверхности при механической обработке стеклопластика / А.А. Степанов, Л.И. Коробенкова // Новые полимерные композиционные материалы в машиностроении. - М.: ЦП НТО машпрома, 1978. - С.162-164.

125. Степанов, А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов / А.А. Степанов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - 176 с.

126. Степанов, А.А. Образцы шероховатости для стеклопластиков/ А.А. Степанов, Л.И. Коробенкова // Информационный листок №195-76. - Л.: Межотрасл. Терит. ЦНТИ, 1976. - 22 с.

127. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств контактирующих деталей: автореф. дисс. ... д-ра техн. наук / А.Г. Суслов. - М., 1982. - 32 с.

128. Тамаркин, М. А. Технологические основы обработки

полимеркомпозитных деталей гибким абразивным инструментом / М. А.

148

Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. В. Верченко // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2021. - № 8(122). - С. 25-34. - DOI 10.30987/2223-46082021-8-25-34. - EDNNCERMD.

129. Тарапанов, А.С. Технология обработки специальных материалов: учебное пособие для вузов / А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов, С.Е. Шишков. -М.: Машиностроение, 2000. - 168 с.

130. Тихомиров, Р.А. Механическая обработка пластмасс / Р.А. Тихомиров. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1975. - 206 с.

131. Усиченко, М.В. Регулирование технологических и эксплуатационныхсвойств в системе ПЭНД-эпоксидный стеклопластик: дисс. канд. техн. наук: 05.17.06 / М.В. Усиченко. - М., 2004. - 182 с.

132. Упругие деформации призматических заготовок малой жесткости при плоском шлифовании / В. Н. Тышкевич, В. А. Носенко, А. В. Саразов, С. В. Орлов //Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2021. - № 8(255). - С. 42-46. - DOI 10.35211/1990-5297-20218-255-42-46. - EDNAPNAYP.

133. Функции ZETLAB. Виртуальные приборы для обработки, анализа, измерения и визуализации сигналов // ZETLAB. -М. - URL: https://zetlab.com/product-category/programmnoe-obespechenie/funktsii-zetlab/(дата обращения: 30.01.2022).

134. Характеристика материала ВК8 // Марочник стали и сплавов. -URL: http://www.splav-kharkov.com/mat_start.php?Name_id=3007 (дата обращения: 30.01.2022).

135. Харьков М. Ю., Ященко Д. А., Мухина Е. А. Моделирование процесса фрезерования армированных пластмасс /СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ // "Издательский дом "Академия естествознания", Кубанский государственный медицинский университет, Камская государственная инженерно-экономическая академия, Кемеровский государственный университет№1 - 2015 г. стр. 437

136. Цейтлин, А.Л. Высокая скорость обработки. Антикризисные рецепты от CSoft: InventorCam / А.Л. Цейтлин // CADmaster. - 2009. - №2-3. -URL: http://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_47-48_06.html (дата обращения: 30.01.2022).

137. Цыганков А.В., Потапова Т.С., Балашов А.В. Совершенствование элементов станочных приспособлений для изготовления нежестких корпусных деталей. Горизонты образования: Десятая Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь». Подсекция «Общая технология машиностроения». - Барнаул: http://edu.secna.rU/publication/5/release/94/attachment/30/, 2014.

138. Цифровая КМОП камера высокого разрешения BR-5101LC-UF // ESE. ООО «НПК «ЕС Экспертс» - российская компания-разработчик и производитель электроники.- СПб. - URL: http://www.es-exp.ru/CMOS/BR-5101LC-UF. html#a4/ (дата обращения: 30.01.2022).

139. Челищев, Б.Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / Б.Е. Челищев, И.В. Боброва, А. Гонсалес-Саббатер; под ред. Н.Г. Бруевича. - М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.

140. Чигринец Е.Г., Заболотний Д.И., Верченко А.В. Экспериментальная методика повышения производительности высокоскоростного фрезерования авиационных материалов. В сборнике: Подготовка инженерных кадров в условиях цифровой экономики. Сборник научных трудов, посвященный 90-летию Донского государственного технического университета. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Донской государственный технический университет, РВПК ПАО «РОСТВЕРТОЛ» имени Б.Н. Слюсаря. Ростов-на-Дону, 2020. С. 108-118.

141. Чижов М.И., Огурцов М.С., Сергеенко А.В. Влияние режимов резания и жесткости конструкции на точность механической обработки деталей из ПКМ на станках с ЧПУ [Электронный ресурс] // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2012. - Т. 8, №

150

6. - С. 48-50. - URL: http://cyberleninka.ru/article/n7vliyanierezhimov-rezaniya-i-zhestkosti-konstruktsii-na-tochnost-mehanicheskoy-obrabotki-detaley-iz-pkm- na-stankah-s-chpu (дата обращения: 30.11.2022).

142. Шевелева, Л.В. Организационно-экономические расчеты технологических решений: метод. указания к выполнению эконом. части диплом. проекта для студентов машиностроит. специальностей / Л.В. Шевелева; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - 19 с.

143. Штучный, Б.П. Обработка пластмасс резанием: справ. пособие / Б.П. Штучный. - М.: Машиностроение, 1974. - 145 с.

144. Штучный, Б.П. Точение стеклопластиков / Б.П. Штучный // Пути повышения производительности режущего инструмента. - М.: МДНТП, 1963. - С.103-109.

145. Щуров, И.А. Моделирование процесса резания заготовок из композитных материалов с применением метода конечных элементов / И.А. Щуров, И.С. Болдырев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. - 2012. - №12(271). - С.143-147.

146. Электронный каталог продукции HOMMEL-ETAMIC от официального представителя Мастер-сервис // КАМА-МСМ.- Пермь, 2019. -URL: http://kama-msm.ru/storages/cats/hommel.pdf (дата обращения: 30.01.2022).

147. Ярославцев, В.М. Высокоэффективные технологии обработки изделий из композиционных материалов / В.М. Ярославцев // Наука и образование: электронное научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2012. -№4. - URL: http://technomag.edu.ru/doc/361759.html (дата обращения: 30.01.2022).

148. Ярославцев, В.М. К вопросу о возможности применения высокоскоростной обработки полимерных композиционных материалов / В.М. Ярославцев // Вестник Московского государственного технического

университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. - 2015. - №23(102). -С.59-70.

149. Ярославцев, В.М. Обработка резанием полимерных композиционных материалов: учеб. пособие / В.М. Ярославцев. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 180 с.

150. Ярославцев, В.М. Оценка эффективности прерывистого резания на основе использования закономерностей изменения теплонапряженности процесса / В.М. Ярославцев, Н.Г. Назаров // Наука и образование: электронное научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2013. - №10. - URL: engineering-science.ru/file/659571.html?_s=1 (датаобращения: 30.01.2022).

151. Ящерицын, П.И. Основы резания материалов и режущий инструмент: учебник для машиностроит. спец. вузов / П.И. Ящерицын, М.Л. Еременко, Н.И. Жигалко. - 2-е изд., перераб. и доп. - Минск: Выш. школа, 1981. - 560 с.

152. Ящерицын, П.И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: учеб. для вузов / П.И. Ящерицын, М.Л. Еременко, Е.Э. Фельдштейн. - Минск: Выш. шк., 1990. - 512 с.

153. A discrete element method for the simulation of CFRP cutting / D. Iliescu, D. Gehin, I. Iordanoff // Composites Science and Technology. - 2010. -№70. - P.73-80.

154. Armarego, E.J.A. Predictive modeling of machining operations - a means of bridging the gap between theory and practice / E.J.A. Armarego // CSME Forum. - Hamilton, 1996. - P.18-27.

155. Aronson, R. Современные материалы в машиностроении: их особенности и области применения / R. Aronson // ManufacturingEngineering. -2002. - V. 127, №3. - P.123-136.

156. Boyles, Ch. Некоторые способы обработки композиционных материалов, применяемых в авиакосмической промышленности / Ch. Boyles // CuttingToolEngineering. - 2002. - V.54, №3. - P.46-50.

157. Chang, Deborah, D.L. Composite materials: science and applications.

- 2th ed. - London: Springer, 2004. - 355 p.

158. Mkaddem, A. A micro-macro combined approach using FEM for modelling of machining of FRP composites: Cutting forces analysis / A. Mkaddem,

I. Demirci, M.E. Mansori // Composites Science and Technology. - 2008. - №268. -P.3123-3127.

159. Volkovskiy A, Makarov V. Chip formation processes based on orthogonal processing of polymer composite material/ A. Volkovskiy, V Makarov// "Intelligent Information Technology and Mathematical Modeling 2021, IITMM 2021- Mathematical Modeling in the Socio-Economic and Informational Spheres".

- Vol. 2131(4). - 2021

160. Pat. 5685674 United States, IPC B23B-035/00*, B23B-051/00, |B23B-051/02, B23C-003/00, |B23C-005/10. Method of machining composites / LennartTaquist, Uno Backman. - №1994SE-0003716; 28.10.1994; publ. date

II.11.1997.

161. Rao, G.V.G. Machining of UD-GFRP composites chip formation mechanism / G.V.G. Rao, P. Mahajan, N. Bhatnaga // Composites Science and Technology. - 2007. - №67. - P.2271-2281.

162. Rao, G.V.G. Three-dimensional macro-mechanical finite element unidirectional-fiber reinforced polymer composites / G.V.G. Rao, P. Mahajan, N. Bhatnagar // Materials Science and Engineering. - 2008. - №A498. - P.142-149.

163. Santiuste, C. Machining FEM model of long fiber composites for aeronautical components / C. Santiuste, X. Soldani, M.H. Miguelez // Composite Structures. - 2010. - №92. - P.691-698.

164. Strenkowski, J.S. Finite element prediction of chip geometry and tool/workpiece temperature distributions in orthogonal metal cutting / J.S. Strenkowski, K.J. Moon // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 1990.

- V. 112 (4). - P. 313-318.

165 C. Lo, C. Hsiao, CNC machine tool interpolator with path compensation for repeated contour machining, Computer-Aided Design 30 (1998) 55-62.

153

166 M. Rahman, J. Heikkala, K. Lappalainen, Modeling, measurement and error compensation of multi-axis machine tools. Part I: theory, International Journal of Machine Tools and Manufacture 40 (2000) 1535-1546.

167 E.L.J. Bohez, Compensation for systematic errors in 5-axis NC machining, Computer-Aided Design 34 (2002) 391-403.

168 C. Raksiri, M. Parnichkun, Geometric and force errors compensation in a 3-axis CNC milling machine, International Journal of Machine Tools and Manufacture 44 (2004) 1283-1291.

169 K.M.Y. Law, A. Geddam, Error compensation in the end milling of pockets: a methodology, Journal of Materials Processing Technology 139 (2003) 21-27.

170 S. Ratchev, S. Liu, W. Huang, A.A. Becker, Milling error prediction and compensation in machining of low-rigidity parts, International Journal of Machine Tools and Manufacture 44 (2004) 1629-1641.

171 M.C. Shaw, Metal cutting principles, Clarendon Press, Oxford, 1984.

172 G.M. Kim, C.N. Chu, Mean cutting force prediction in ball-end milling using force map method, Journal of Materials Processing Technology 146 (2004) 303-310.

Приложение А1

Таблица А.1 - Информационный массив для синтеза способов управления

показателями точности (фрагмент)

ТР

№ Название Описание Лит.

Сущность способа обработки

а заготовок с переменным припуском,

заключается в перемещение

н н е е е концевой фрезы с постоянной

подачей по траектории,

эквидистантной обрабатываемой

С О поверхности, при обработке

и о участков поверхности с

в о 2 максимальным по величине

£ ° о и и о припуском ось фрезы

1 ев со к; к К а к ср ев в О устанавливают перпендикулярно направлению подачи. При обработке остальных участков угол наклона оси концевой фрезы такой, что [96]

е з е Ср -е- площадь контакта рабочей

поверхности концевой фрезы и

ю заготовки на данном участке была

^ о о равна площади контакта рабочей

с О поверхности концевой фрезы и заготовки на участке с максимальным припуском.

« Технический результат достигается

и н а тем, что при чистовом фрезеровании

в о в сторону рабочего движения

р е з режущих кромок фрезы ее ось

е р наклоняют к направлению

-е о фрезерования,

2 и о в о н о и ЕТ ю о о в сторону выходных концов режущих кромок. При этом скорость фрезерования может быть увеличена с соответствующим уменьшением скорости рабочего движения [97]

о с о кромок, уменьшен наклон кромок и

увеличен угол наклона оси фрезы.

№

Название

Описание

Лит.

х

а в

н е тс

со

К Л

О и о

в

о а л о т ю о

с

о

п

О

о

н

X л е в

о

п

X

и

И

с

о ч

п

Способ может быть использован при фрезеровании плоских поверхностей. Фрезе сообщают главное

вращательное движение и криволинейное врезание в заготовку с двумя движениями подачи и $у. Криволинейное врезание фрезы в заготовку осуществляют при согласовании подач 8х и £усобеспечением траектории

врезания фрезы в виде четверти эллипса, большая ось которого равна диаметру фрезы, а меньшая определена из приведенной зависимости.

[99]

и к

кот в бо тов

а ти бра иоз

о п дм оо

ет ок

Способ получения отверстий или углублений в деталях с использованием концевых фрез. Фрезе задается вращательное движение вокруг своей оси, и эксцентричное движение вокруг оси отверстия. Метод позволяет устранить дефекты на поверхности отверстия._

[144]

е и н а

з

е р

е о т с и в

ы р

е р

К

РИ или (и) заготовке дополнительным внешним источником энергии целенаправленно задают вынужденные колебания. наиболее существенное повышение периода стойкости инструмента имеет место на режимах колебаний, обеспечивающих периодический выход инструмента, его режущих лезвий из зоны резания. За время холостого пробега инструмента происходит охлаждение его рабочей части, отдых контактных поверхностей, обеспечивается беспрепятственный доступ смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) к режущим кромкам лезвия._

[150]

3

4

5

ТР

№ Название Описание Лит.

6 Способ резания с дополнительным технологическим покрытием Сущность способа заключается в том, что при обработке поверхности заготовки в окончательный размер образовавшийся ворс связывают нанесением твердеющего технологического покрытия, которое затем удаляют при втором (окончательном) проходе инструмента в тот же размер. Механическая обработка образовавшегося покрытия на режимах тонкого точения позволяет получить шероховатость поверхности деталей Яа = 0,63...1,25 мкм, отклонение от круглости -3...4 степени точности, высокую точность размеров (6 ^ 7 квалитета), практически полностью исключает ворсистость обработанной поверхности. [98]

7 Метод резания с предразрушением срезаемого слоя Метод позволяет при точении стекло- и углепластиков повысить период стойкости РИ до 3..10 раз и более. При этом может быть существенно повышена точность обработки деталей за счет уменьшения размерного износа инструмента. Сущность метода заключается в целенаправленном изменении энергетического состояния материала срезаемого слоя за счет предварительного его деформирования, которое осуществляют в процессе резания дополнительным устройством. [147]

8 Ш2 528 923С2 Способ адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ Способ адаптивной обработки изделий на многофункциональном станке с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров, предназначенных к обработке, и базовых поверхностей заготовки, по результатам которых изменяют параметры технологического процесса и производят обработку инструментами с помощью управляющей программы, отличающийся тем, что измерения геометрических размеров осуществляют с использованием средств Авторы: Хрустицкий Кирилл Владимирович Патентообладатели: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный

станка в виде измерительного датчика после установки заготовки и, при необходимости, между переходами обработки в непрерывном автоматическом режиме университет имени Н.Г. Чернышевского"

9 Ш 2 090 337 С1 Способ автоматического управления процессом обработки Способ автоматического управления процессом обработки резанием по измеренным значениям скорости резания, подачи, силы и температуры резания в зоне обработки, отличающийся тем, что предварительно выбирают термодинамический критерий, характеризующий отношение суммарной мощности резания к средней температуре резания, затем определяют значение частного отношения мощности деформации сдвига обрабатываемого материала к температуре в зоне сдвига, находят отношение термодинамического критерия, вычисленного по суммарной мощности резания, к термодинамическому критерию, вычисленному по мощности сдвига, полученное значение сравнивают с заданной его величиной и по его отклонению корректируют режим обработки. Авторы: Закураев В.В. Солонин С.И. Шивырев А.А. Патентообладатели: Отделение N 2 Московского государственного инженерно-физического института (технического университета)

10 ЯИ 2 698 008 С1 Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на станках с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием измерительных средств станка, подготовку управляющей программы для станка и обработку заготовки по управляющей программе, отличающийся тем, что в процессе обработки заготовки осуществляют корректировку скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности, расположенного в электрошпинделе обрабатывающего узла станка, и при выходе показаний мощности за установленный диапазон значений обработку прерывают с подачей аварийного сигнала оператору, при этом при подготовке управляющей программы для станка на эталонном изделии дополнительно осуществляют автоматическое измерение номинальной мощности с помощью упомянутого датчика электрошпинделя для каждого кадра управляющей программы. Авторы: Харитонов Д. В. (RU) Грошев А. В. (RU) Анашкина А. А. (RU) Русин М. Ю. (RU) Хмельницкий А. К. (RU) Осипов А. И. (RU) Савенков Г. Н.(ВД) Владелец патента: Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"

11 ЯИ 2 755 714 С2 Системы и способы получения композитной детали Способ получения композитной детали, согласно которому, на основании спецификации детали, режут слои материала в заданной последовательности и размещают слои с получением стопы. Для каждого слоя после размещения слоя и перед резкой следующего слоя в заданной последовательности, согласно способу также: (0 сканируют по длине слоя чтобы определить изображение, (и) определяют по меньшей мере два края слоя на основании изображения, (ш) определяют измеренную ширину в местах по длине слоя на основании указанных краев, (гу) сравнивают измеренную ширину в каждом месте с целевой шириной в этом же месте, (V) принимают решение на основании Автор: ГЕНРИ Челси Элизибет Владелец патента: ЗЕ БОИНГ КОМПАНИ (TheBoeingCompany)

произведенного сравнения, следует ли скорректировать процесс изготовления, и, (vi) если указанным решением является проведение корректировки процесса изготовления, осуществляют последующую корректировку процесса изготовления на основании произведенного сравнения.

12 ЯИ 2 544 713 С1 Способ механической обработки заготовок на станках с ЧПУ Способ механической обработки заготовок на станках с числовым программным управлением, снабженных устройствами обратной связи и отработки управляющей программы обработки заготовки, включающий выполнение проходов резца с использованием управляющей программы обработки заготовки, контроль размеров заготовки и шероховатости обработанной поверхности и корректировку режимов обработки, отличающийся тем, что при корректировке режимов обработки используют устройства обратной связи и осуществляют непрерывное измерение в процессе обработки размеров заготовки лазерными дальномерами, жестко укрепленными на расстоянии до 1 м от обрабатываемой поверхности с учетом возрастания расстояния от лазерного дальномера до обрабатываемой поверхности при снятии слоя металла резцом за проход, а величину шероховатости в месте обработанной поверхности - лазерными измерителями шероховатости, жестко закрепленными на расстоянии до 1 м неподвижно на расстоянии от обработанной поверхности, на которую подают поток лазерного излучения, затем измеренное значение размера заготовки подают в устройство обратной связи и далее - в устройство отработки программы, с помощью которого осуществляет постоянное сравнение фактического размера заготовки с заданным размером для внесения соответствующих корректировок в производимые перемещения резца с обеспечением соответствия расстояния до обрабатываемой поверхности при удалении припуска материала заготовки Автор: Копылов Геннадий Алексеевич Владелец патента: Копылов Геннадий Алексеевич

13 БИ 1 071397 А1 Система адаптивного управления процессом резания Система адаптивного управления, содержащая датчик терме-ЭДС, устройство сравнения, блок управления режимами резания и исполнительный механизм, снабжена блоком измерения щероховатости, содержащим последовательно установленные баревую линзу, модулятор и фотоприемиик инфракрасного излучения и последовательно соединенные к фотоприемнику усилитель, преобразователь и устройство сравнения, к одному из входов которого подключено задающее устройство, причем выход блока щероховатостей подключен к входу блока управления. Система адаптивного управления процессом резания работает следующим образом. В процессе резания сигнал с датчика ЭДС подают на вход второго устройства сравнения, на второй вход которого подают с задающего Авторы: Остафьев В. А. Хулап Г. С. Шевченко В.В. Изюмец А.Е.

устройства непрерывно сигнал, соответствующий минимальной величине скорости износа режущего инструмента.В случае наличия сигнала рассогласования с выхода второго устройства сравнения подают сигнал, на первый вход блока управления режимами резания. Блок управления режимами резания в соответствии с величиной выдает команду на исполнительный мехаиизм для изменения режимов резания с целью устранения рассогласования между.

14 ЯИ 122938 И1 Устройство адаптивного управления параметрами качества поверхностного слоя деталей Устройство для обработки детали поверхностно-пластическим деформированием с управлением параметрами качества ее поверхностного слоя, используемое на токарном станке, содержащее электрический двигатель поджатия пружины пружинной державки для компенсации износа поверхности обрабатывающего инструмента, датчик контроля температуры зоны поверхности детали около точки соприкосновения инструмента с обрабатываемой деталью, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленным на станине токарного станка блоком управления частотой вращения обрабатываемой детали, величиной подачи обрабатывающего инструмента и величиной усилия прижима обрабатывающего инструмента к обрабатываемой поверхности, датчиком измерения шероховатости поверхности после обработки и датчиком измерения твердости поверхности после обработки. ПЭВМ производит расчет режимов обработки исходя из начальных условий обработки, в процессе обработки по мере движения обрабатывающего инструмента по поверхности детали происходит износ его рабочей поверхностичто регистрирует датчик. Он выдает сигнал на АЦП, далее сигнал поступает на ПЭВМ, которая произведя расчеты по заранее заданным алгоритмам выдает сигнал на ЦАП, с последующим поступлением сигнала на БУ и включением электрического двигателя компенсации износа рабочего инструмента, тот посредством винтовой пары производит поджатие пружины пружинной державки, чем компенсируется износ рабочего инструмента. Авторы: Коровин С. Д. (Яи) Эдигаров В. Р. (Яи) Манченко К. А. (Яи) Ушнурцев С. В. (яи) Макаров Г. Г. (Яи) Килунин И. Ю. (Яи) Пивторак С. П. (Яи) Шудыкин А. С. (Яи) Усиков В. Ю. (Яи) Краснобаев Н. А. (Яи) Равшин А. И. (Яи) Краснопевцев Б. А. (Яи) Булыгин Г. Н.(Яи) Пасеукин А. С. (Яи) Меньшиков М. С. (Яи) Трефилов А. А. (Яи) Патентообладатели: Эдигаров Вячеслав Робертович

15 сЫВЯЛЯУ ГО:36305182 Адаптивное управление процессом фрезерования деталей мебели В статье рассматриваются системы управления адаптивным фрезерованием деталей мебели из массива с использованием оптического распознавания структуры поверхности древесины. Грибанов Андрей Анатольевич, Мохаммед Хайдер А. Аббас Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова

Университет, г. Дияла, Ирак Материалы международной научно-практической конференции. Том Часть II. Под общей редакцией В.А. Гулевского. 2018

16 Способ повышения точности торцевого фрезерования Выдерживание постоянного размера детали путем компенсации упругих перемещений осуществляется за счет изменения размера статической настройки путем перемещения детали относительно режущего инструмента в направлении получаемого размера. Самоподнастраивающиеся станки под ред. Балакшина Б.С. Москва Машиностроение 1967, 400 с. с ил. (Тронин Е.Н.)

17 Способ повышения точности обработки деталей на фрезерных станках с использованием САР. Принцип действия заключается в определении сигнала возмущающего воздействие от колебаний силы резания. Соответственно знаку сигнала рассогласования, поворачивает реостат включенный в схему управления мотора привода подачи, тем самым увеличиваю ее или уменьшая. Самоподнастраивающиеся станки под ред. Балакшина Б.С. Москва Машиностроение 1967, 400 с. с ил. (Медведев В.А.)

Приложение А2

Таблица А.2 - Механические характеристики материала обрабатываемой детали

Плотность, кг/м3 2 000 Density, kg/m3 2000

Ортотропная упругость OrthotropicElasticity

Модуль Юнга в 45 ООО Young's Modulus X 4,5e+10

направлении X, МПа direction, Pa

Модуль Юнга в 10 000 Young's Modulus Y le+10

направлении У, МПа direction. Pa

Модуль Юнга в 10 000 Young's Modulus Z le+10

направлении Z, МПа direction, Pa

Коэффициент Пуассона XV 0,3 Poisson'sRatio XY 0,30000

Коэффициент Пуассона YZ 0,4 Poisson'sRatio YZ 0,40000

Коэффициент Пуассона XZ 0,3 Poisson'sRatio XZ 0,30000

Модульсдвига XV,МПа 5 000 ShearModulus XY, Pa 5e+09

Модульсдвига У2,МПа 3 846,2 ShearModulus YZ, Pa 3,8462e+09

Модульсдвига Х2,МПа 5 000 ShearModulus XZ, Pa 5e+09

Ортотропные пределы OrthotropicStressLimits

прочности

Растяжение в направлении 1100 Tensile X direction, Pa 1Де+09

X, МПа

Растяжение в направлении 35 TensileYdirection, Pa 3,5e+07

У, МПа

Растяжение в направлении 35 TensileZdirection, Pa 3,5e+07

Ъ, МПа

Сжатие в направлении X, МПа -675 Compressive X direction. Pa -6,75e+08

Сжатие в направлении У, МПа -120 Compressive Y direction, Pa -l,2e+08

Сжатие в направлении Z, МПа -120 C ompressiveZ direction, Pa -l,2e+08

Сдвиг ХУ, МПа 80 Shear XY, Pa 8e+07

Сдвиг уг, МПа 46,15 Shear YZ, Pa 4,615e+07

Сдвиг XX, МПа 80 Shear XZ, Pa 8e+07

Приложение А3

Таблица А.3 - Диалоговая экранная форма программной среды ANSYS для задания свойств материала исследуемой детали

Properties of Outline Row 13: ¡ipoxy E-Glass UD

-t= X

A В Ç

1 Property Value Unit

2 ^ Density 2000 kg т-^З

3 E ^ Orthotopic Elasticity

4 Young's Modulus X direction 4,5E+10 Pa

5 Young's Modulus Y direction 1E+10 Pa

6 Young's Modulus Z direction IE+10 Pa

7 Poisson's Ratio XY 0,3

S Poisson's Ratio YZ 0,4

9 Polsson's Ratio XZ 0,3

10 Shear Modulus XY 5E+09 Pa

11 Shear Modulus YZ 3,846 2Е-Ю9 Pa

12 Shear Modulus XZ 5E+Q9 Pa

13 IE! Orthotopic Stress Limits

14 Tensile !i direction I, IE+09 Pa

15 Tensile Y direction 3,5E+07 Pa

IS Tensile Z direction 3T5E+07 Pa

17 Compressive X direction -6,75E+08 Pa

13 Compressive Y direction -l,2E+08 Pa

19 Compressive Z direction -1,2Е-Ю8 Pa

20 Shear XY 8E+07 Pa

21 Shear YZ 4,6154E+07 Pa

22 Shear XZ ЭЕ+07 Pa

23 □ Orthot opic Strain Limits

24 Tensile X direction 0,0244

25 Tensile Y direction 0,0035

25 Tensile Z direction 0,0035

27 Compressive X direction -0,015

23 Compressive Y direction -0,012

29 Compressive Z direction -0,012

30 Shear XY 0,016

31 Shear YZ 0,012

32 Shear XZ 0,016

33 B ^ Tsai-Wu Constants

34 Coupling Coefficient. XY -1

35 Coupling Coefficient YZ -1

36 Coupling Coefficient XZ -1

37 S S Puck Constants

33 Material Classification Glass

ЗЭ Compressive Inclination XZ 0,25

40 Compressive Inclination YZ 0,2

41 Tensile Inclination XZ 0,3

42 Tensile Inclination YZ 0,2

43 B S Ply Type

44 Type Regular

45 F£1 Additional Puck Constants

46 Interface Weakening Factor 0,8

47 Degradation Parameter s 0,5

43 Degradation Parameter M 0,5

Приложение Б1

Таблица Б.1

Характериет нкп профшгог рафа-профиюметра HOMMELTESTERW55 [ 124]

Класс точности по 1)1К 4772 Класс 1

Мехах пимы подачи LV16 - длина трассы 16 мм wave line 20 длина трассы 20 мм wave line 60 длина трассы 60 мм

Измерит, диапазон разрешение ± 8 мкм/1 им ± SO мкм/10 нм ± 400 мкм 50 нм ± 800 мкм 100 нм

Отссчка шага (мм) 0.08; 0,25; 0,8; 2,5; 8.0