Технологическое обеспечение и повышение качества поверхности тонкостенных цилиндров при тонком точении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Черных Лариса Георгиевна

• Черных Лариса Георгиевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Черных Лариса Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА НОРМИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ТЕКСТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ........................................................................................................Ю

1.1.Актуальность применения комплексов параметров текстуры поверхности

1.2. Нерегулярность текстуры поверхности

1.3. Качество поверхности и контактное взаимодействие поверхностей

1.4. Анализ методов и средств технологического обеспечения комплексов параметров текстуры поверхности

1.5. Анализ моделей, описывающих процесс формирования текстуры поверхности при

точении

1.6 Влияние вынужденных колебаний на текстуру поверхностного слоя деталей

1.7. Особенности тонкого точения

1.8. Результаты анализа состояния вопроса, цели и задачи работы

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФИЛЯ ТЕКСТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОНКОМ ТОЧЕНИИ

2.1. Описание и элементы математической модели формирования профиля текстуры поверхности

2.2. Допущения, принятые в математической модели

2.3. Требования, предъявляемые к композиционной модели

2.4. Систематическая составляющая первичного профиля поверхности

2.5. Влияние микрогеометрии лезвия инструмента на систематическую составляющую первичного профиля текстуры поверхности

2.6.Влияние пластической и упругой деформации поверхностного слоя на микрогеометрию обработанной поверхности

2.7. Анализ и оценка случайной составляющей текстуры обработанной поверхности

2.8.Разработка методики расчета параметров текстуры поверхности, основанной на композиционной модели

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕКСТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОНКОМ ТОЧЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ЗАГОТОВОК

3.1. Методика экспериментальных исследований

3.2. Результаты исследований

3.3. Результаты экспериментальной проверки математической модели формирования

первичного профиля обработанной поверхности

4.РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Практические рекомендации при тонком точении тонкостенных цилиндров

4.2. Внедрение теоретико-экспериментальных исследований на производстве

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение и повышение качества поверхности тонкостенных цилиндров при тонком точении»

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня, в условиях санкций, в нашей стране, остро стоит вопрос технологического суверенитета.

Для того чтобы обеспечить высокое качество выпускаемой продукции взамен импорта, необходимо внедрять новые технологии, расширять область применения известных технологий, на основе результатов проводимых научных исследований, и, главное, понимать как полученные результаты могут способствовать повышению производительности и качеству выпускаемой продукции. В машиностроительной промышленности, широко используются такие детали как тонвалы лазерных принтеров, изготавливаемых из алюминиевого сплава Д16Т, тонкостенные защитные кожухи из нержавеющей стали, закрывающих различные датчики и имеющие способность к быстрой и надежной дезактивации, работающие в условиях повышенной радиоактивности, корпуса особоточных индуктивных преобразователей с ценой деления 0,01 мкм, имеющих малую шероховатость и волнистость, обеспечивающую их коррозионностойкость и надежную фиксацию в зажимных устройствах и др.

При разработке актуальных режимов резания, для обработки данных деталей, используют эмпирические зависимости параметров текстуры поверхности от режимов резания и некоторых других технологических факторов.

Вывод эмпирических зависимостей связан с выполнением большого объема экспериментальных работ. Несмотря на применение методов математического планирования эксперимента и метода конечных элементов, позволяющих значительно сократить объем экспериментальных работ, он остается очень большим. Это связано с использованием в промышленности большого количества различных конструкционных сталей и сплавов цветных металлов, разнообразных неметаллических материалов и пластмасс, а также с применением различных методов механической обработки.

Актуальность исследования обусловлена эффективностью применения в различных областях промышленности тонкостенных цилиндров с уникальными требованиями к качеству обработанных поверхностей. Например, требование к обеспечению хороших адгезионных свойств, малого трения и износа, отражающей способности, малой шероховатости и волнистости и др.

Выполнение таких требований традиционными методами абразивно-алмазной доводочной обработки чрезвычайно трудная, а порой и невозможная задача.

При обработке деталей из алюминиевых сплавов требуется многооперационная обработка, состоящая в наружном точении, шлифовании, полировке.

Анализ существующих подходов к обработке тонкостенных цилиндров, позволил выявить возрастающую потребность в технологиях, повышающих эффективность и качество процесса обработки тонким точением тонкостенных цилиндров.

Необходимость разрешения данного противоречия определила актуальность проведения исследования влияния режимов резания, микрогеометрии режущего инструмента на параметры текстуры поверхности тонкостенных цилиндров при тонком точении.

Степень разработанности темы

Теоретико-методологические основы исследования формирования параметров текстуры поверхности заложены такими авторами как: Витенберг Ю.Р., Дунин-Барковский А.П., В.К. Белов, Суслов А.Г., Шнейдер Ю.Г., Мазур В.Л., Лич Р., Cohen D, KrystekM, и рядом других отечественных и зарубежных ученых. Тем не менее, в работах не показано влияние вынужденных гармонических колебаний на текстуру поверхности.

Методические аспекты нормирования и обеспечения заданной текстуры обработанной поверхности при тонком точении представлены в работах таких авторов как Соколовский И.А., Анурьев В.И., Суслов А.Г., Редько С.Г., Партон В.З., Кабалдин Ю.Г., Заковоротный В.Л и д.р. Однако, данная область требует более глубокого развития инструментария, касающегося изучения влияния режимов резания, макро- и микрогеометрии режущего инструмента на параметры текстуры поверхности тонкостенных цилиндров при тонком точении.

Несмотря на значительный объем и разнообразие проведенных исследований до настоящего времени не сформулировано единого согласованного подхода к управлению параметрами текстуры обработанной поверхности тонкостенных цилиндров.

Целью работы является обеспечение первичного профиля текстуры поверхности тонкостенных цилиндров методом тонкого точения, с использованием математической модели.

Таким образом, диссертационное исследование направлено на получение теоретических и экспериментальных результатов оценки первичного профиля текстуры обработанной поверхности, режимов резания, макро- и микрогеометрии режущего инструмента, , упруго-пластического деформирования поверхностного слоя детали методом тонкого точения.

Для реализации поставленной цели была определена задача научного исследования, состоящая в разработке математической модели и методике расчета параметров первичного профиля (шероховатости, волнистости) обработанной поверхности детали.

Для решения поставленной задачи необходимо:

1. Основываясь на современных представлениях о механизме и особенностях процесса тонкого точения, обосновать, разработать и экспериментально подтвердить модель количественной оценки параметров формирования профиля текстуры поверхности при обработке

тонкостенных цилиндров, с учетом вынужденных колебаний в технологической системе, макро-и микрогеометрии режущего инструмента и режимов резания.

2. Разработать методику расчета параметров первичного профиля (шероховатости, волнистости) текстуры поверхности при обработке тонкостенных цилиндров.

3.Экспериментально подтвердить адекватность разработанной модели, позволяющей прогнозировать параметры первичного профиля текстуры поверхности детали при изготовлении тонкостенных цилиндров.

4.Установить область рациональных режимов обработки тонкостенных цилиндров, в зависимости от материала.

Научная новизна:

1. Впервые теоретически получена, обоснована и экспериментально подтверждена математическая модель расчета параметров первичного профиля (шероховатости, волнистости) текстуры поверхности при обработке тонкостенных деталей при тонком точении с учетом обрабатываемого материала, режимов резания, толщины стенки детали.

2. Разработана методика расчета параметров первичного профиля текстуры поверхности.

Объектом исследования является технологический процесс тонкого точения тонкостенных цилиндров.

Предметом исследования является первичный профиль текстуры поверхности.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке:

1. Математической модели формирования первичного профиля текстуры поверхности при тонком точении тонкостенных цилиндров.

2. Методики расчета параметров первичного профиля текстуры поверхности (шероховатости, волнистости), в зависимости от формы профилирующего лезвия режущего инструмента, режимов резания и вынужденных гармонических колебаний в технологической системе при тонком точении тонкостенных цилиндров.

3. Методики расчета увеличения высотных параметров шероховатости от упругой и пластической деформации в зоне контакта обрабатываемой поверхности и лезвия режущего инструмента, при тонком точении.

Практическая значимость работы заключается:

1. Доказана возможность и технологическая эффективность обеспечения шероховатости поверхности деталей из алюминиевых сплавов в пределах Яа 0,1...0,01 мкм путем тонкого точения инструментами из натуральных алмазов.

2. Разработаны практические рекомендации по точению тонкостенных цилиндров, позволяющие подобрать режущий инструмент, с заданными геометрическими параметрами лезвия, назначить режимы обработки, а также, допустимых вынужденных гармонических колебаний в технологической системе при точении алюминиевого сплава Д16Т и 12Х18Н10Т.

3.Разработана и внедрена на ООО ИМЦ «МИКРО» технология тонкого точения тонкостенных цилиндров из материала 12Х18Н10Т «корпусов» индуктивных датчиков (М-030.101, М-026.001, М-200.001), обеспечивающая гарантированное получение параметра шероховатости поверхности Яа < 0,2 и высотного параметра волнистости Wt < 5 с повышением производительности в 3 раза, по сравнению с заводской технологией.

4. Разработана и внедрена на ООО «МИКРОТЕХ» технология тонкого точения тонкостенных цилиндров из алюминиевого сплава Д16Т обеспечивающая Rа = 0,1...0,05 мкм с повышением производительности в 6 раз по сравнению с заводской технологией.

Методология и методы исследования

Методической базой исследования стали научные труды отечественных и зарубежных ученых в области машиностроения, ее целей, инструментов реализации и особенностей.

Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, планирования эксперимента, корреляционного и статистического анализа. При экспериментальном исследовании использовался профилографический и профилометрический метод измерения параметров текстуры поверхности и оптическая микроскопия геометрии режущего инструмента.

Обработка экспериментальных данных проводились с использованием пакетов

МЛТЬЛБ.

Также, в работе использовалась табличная и графическая интерпретация эмпирико-фактологической информации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Зависимость влияния режимов резания, макро- и микрогеометрии на параметры первичного профиля текстуры поверхности.

2. Методика расчета параметров первичного профиля текстуры поверхности (шероховатости, волнистости), в зависимости от формы профилирующего лезвия режущего инструмента, режимов резания и вынужденных гармонических колебаниях в технологической системе при тонком точении тонкостенных цилиндров

3. Методика расчета увеличения высотных параметров шероховатости от упругой и пластической деформации в зоне контакта обрабатываемой поверхности и лезвия режущего инструмента при тонком точении.

4. Результаты теоретико-экспериментальных исследований оценки первичного профиля текстуры поверхности при обработке тонкостенных цилиндров методом тонкого точения.

5. Практические рекомендации по точению тонкостенных цилиндров, позволяющие подобрать режущий инструмент, с заданными геометрическими параметрами лезвия, назначить режимы обработки, а также, допустимых вынужденных гармонических колебаний в технологической системе при точении алюминиевого сплава Д16Т и 12Х18Н10Т.

Достоверность и обоснованность научных результатов работы обеспечены использованием апробированных экспериментальных методик, с использованием поверенной измерительной техники, математически строгой обработкой полученных экспериментальных данных, воспроизводимостью результатов и соответствием полученных закономерностей их теоретическому обоснованию. Все результаты и выводы не противоречат современным научным представлениям, опубликованы в печатных рецензируемых изданиях.

Личный вклад автора

Результаты исследований отражены в 11 работах, в которых соискатель выполнил основную часть экспериментов, обработал данные и проанализировал их. Соискатель участвовал в обсуждениях результатов расчетов, подготовил публикации и доклады на конференциях. Доцент Степанов С.Н. участвовал в организации проведения экспериментальных испытаний и при конструировании устройства для измерения текстуры поверхности деталей типа «вал», участвовал в обсуждении результатов. Соавторы Хрусталева И.Н., Шабалин Д.Н. оказали помощь в получении отдельных результатов. Научный руководитель профессор Радкевич М.М. определил цели и задачи исследования, участвовал в обсуждении полученных данных.

Апробация результатов работы

Результаты работы соискателя были представлены на конференциях:

Международная научно-техническая конференция, посвященная 55-летию Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой «Инновационные технологии в машиностроении», Новополоцк, 18-19 апреля 2023 г. , Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Инновационные идеи в машиностроении», Санкт-Петербург, 24-26 мая 2022г., научная конференция «Машиностроение: новые концепции и технологии» 23-24 октября 2019 года г. Красноярск, научная конференция с международным участием «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы», 27-28 октября 2017 года г. Рубцовск, Научно-практическая конференция «Метрология поверхности» 23-24 апреля 2019 г. Санкт-Петербург.

Публикации

По тематике диссертации в 2017-2023 гг. опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения по результатам работы, списка литературы из 112 наименований, общим объемом 161 страниц машинописного текста, включая 58 рисунков, 6 таблиц.

Теоретическая и экспериментальная части работы выполнены в

Высшей школе машиностроения Института машиностроения, материалов и транспорта ФГАОУ ВО «СПбПУ Петра Великого».

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА НОРМИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ТЕКСТУРЫ

ПОВЕРХНОСТИ

При проектировании изделия конструктору приходится решать совместно задачу обеспечения заданных условий функционирования изделия и необходимых для этого точности обработки и качество поверхностного слоя деталей, составляющих это изделие. Критерием правильности решения, при этом, служит обеспечение работоспособности изделия при минимальных затратах на его изготовление и эксплуатацию. Однако, снизить трудоемкость и себестоимость обработки высокоточных и высококачественных поверхностей можно применив более прогрессивные методы технологического обеспечения функциональных параметров обрабатываемых деталей, а, следовательно, и изделия в целом.

1.1. Актуальность применения комплексов параметров текстуры поверхности

Текстура поверхности должна удовлетворять двум критериям - гарантировать то, что поверхность будет выполнять предназначенную функцию и определять наиболее экономически эффективный технологический процесс для ее получения [86-88].

До двадцатых годов 19 века проблема нормирования и обеспечения параметров текстуры (шероховатости) поверхности не была столь актуальной. Традиционные способы обработки металла резанием не существенно изменился, по сравнению с тем, какими они был много лет назад, создавая, по сути, такие же следы обработки и неровность поверхности. Однако, за прошлые десятилетия требования к допускам на размеры существенно ужесточились и продолжают ужесточаться и дальше. В результате, относительная значимость неровности поверхности радикально увеличилась.

Начиная с 40-х годов 19 века, в технической литературе по машиностроению все чаще начинают появляться публикации, в которых говориться об информационной недостаточности высотных параметров, как единственных связывающих шероховатость поверхности с ее функциональным назначением.

Еще в 1948 году А.П.Соколовский писал [44-45], что «критерии Нср и Нск не характеризуют микрогеометрию поверхности полностью; поверхности имеющие одинаковые критерии, могут сильно различаться по своим эксплуатационным свойствам».

Рисунок 1.1. Полный профиль поверхности

Поверхность изделия после традиционной механической обработки состоит из множества компонентов с различными профилями, полученными в результате производственного процесса.

Эти компоненты накладываются один на другой, формируя сложный рисунок, называемый текстурой поверхности (рисунок 1.1.). Шероховатость является только одним из компонентов общего профиля [85,91]. Имея возможность измерять одновременно различные профили, пользователь будет иметь возможность, более точно отслеживать и анализировать производственный процесс.

Хотя, средняя шероховатость Яа и среднее квадратическое отклонение Яд широко распространены, как средства измерения качества обработки поверхности, и, следовательно, используются для отслеживания стабильности производственного процесса, они могут вводить в заблуждение. Сами по себе Яа и Яд очень мало говорят о том, как поверхность будет работать.

Две поверхности изделий (рисунок 1.2), обработанные различными методами механообработки, могут иметь одинаковое значение средней шероховатости, но демонстрировать чрезвычайно различные функциональные характеристики. Поверхность в примере «А» показывает профиль вала электродвигателя с напрессованным внутренним кольцом подшипника. Результатом будет надежная, долговечная сборочная единица, которая обеспечит долгий и безотказный срок службы. Однако, из примера «Б», видно, что общая площадь контакта поверхности вала с внутренним кольцом подшипника будет значительно меньше. Вершины немного деформируются в процессе сборки. Изначальная посадка с натягом постепенно ослабевает в процессе использования, вызывая преждевременные отказы.

Таким образом, средняя шероховатость, сама по себе, не всегда точно отражает комплексную сущность поверхности изделия (рисунок 1.2). Для анализа поверхности и производственного процесса требуется знать форму профиля и необходимо наличие более чем одного параметра. Усредняющие параметры отфильтровывают все компоненты, характеризующие текстуру поверхности, как рисунок следов обрабатывающего инструмента, появившийся из-за токарной обработки, шлифовки, фрезерования или других операций механообработки.

Рисунок 1.2. Две поверхности изделия (А, Б) с одинаковым параметром Яа

В своей работе А.И. Каширин отмечал, что «при помощи одного параметра невозможно дать полную геометрическую характеристику любого микропрофиля поверхности, так как для этого понадобиться ряд таких характеристик», а также, «Есть все основания полагать, что едва ли возможно вообще создать критерий оценки чистоты поверхности, который мог бы включить в себя отражение всех элементов, характеризующих форму поверхности. Наиболее целесообразным путем получения полной характеристики поверхности является введение нескольких критериев оценки в зависимости от эксплуатационных требований к данной детали».

О необходимости расширения номенклатуры параметров шероховатости для решения задач, связанных с повышением износостойкости и контактной жесткости деталей машин, указывается в работах [13,15,17,18]. В них доказано, что контактная жесткость зависит не только от высоты неровностей, но и от их формы, радиуса кривизны вершин и параметров начального участка опорной кривой профиля.

Кроме этого, на контактную жесткость значительное влияние оказывает расположение неровностей на поверхности. Так в работе [2] показано, что при нормальном законе распределения высот профиля контактная жесткость зависит в равной степени как от среднего арифметического отклонения Яа так и от шага неровностей.

В исследованиях [17-] показано, что коэффициент трения, интенсивность изнашивания, температура в зоне контакта сопрягаемых деталей кроме высотных параметров, зависит от

радиуса кривизны вершин неровностей и параметров начального участка опорной кривой профиля.

Ю.П. Карпенко экспериментально доказал зависимость прочности спая от частотных параметров шероховатости, Г.Г. Костюков - зависимость усталостной прочности от отношения амплитуды профиля к периоду гармоник, составляющих профиль, Я.В. Гузок , А.Н. Кравцов, Ю.И. Мулин - зависимость износостойкости пар трения от структуры шероховатости и наличия смазочных микроканавок. Л.А. Хворостухин обнаружил влияние опорной площади на износостойкость поверхности.

Из работ [7,8,27,29.] следует, что концентрация напряжений зависит не только от высот неровностей, но и от их частоты и радиуса кривизны впадин.

В исследованиях [1,11-13] обнаружено, что усталостная прочность определяется неоднородностью шероховатости поверхности, наличием случайных царапин, вырывав и других дефектов около которых концентрация напряжений больше, чем около закономерно расположенных рисок.

В исследованиях В.М. Турбило приводятся результаты экспериментов с парами трения, обработанных резанием и пластическим деформированием, и доказывается, что при одинаковой высоте неровностей наблюдается значительное увеличение фрикционных показателей поверхностей выглаженных деталей по сравнению с обточенными и шлифованными. Аналогичные результаты получены в работах [70-72]. Кроме того, А.Л. Рейнус обнаружил зависимость интенсивности износа уплотнительных сальников от радиусов кривизны и углов наклона неровностей, Г.А. Бунга - влияние опорной площади на интенсивность изнашивания, А.Н. Кравцов - влияние вида механической обработки на коэффициент трения, D. Casper влияние шага неровностей на качество лакокрасочных покрытий, И.М. Голуб - влияние вида механической обработки на интенсивность изнашивания подшипников скольжения, Г.Г. Пекелис - зависимость интенсивности изнашивания направляющих от опорной площади.

В теории полужидкостного трения, разработанной В.А. Кудиновым, в качестве основного параметра шероховатости используется угол наклона сторон неровностей. В работах [5,22,23] теоретически доказано, что при одной и той же высоте неровностей, но разной их форме, могут возникать контактные напряжения, различающиеся между собой на несколько порядков.

D. Moor указал, что для оценки истирающей способности шероховатой поверхности мало знать высоту неровностей, а необходимо знание этой высоты совместно с шагом и характеристикой формы. J.A. Greenwood также акцентировал внимание в своих работах на то, что среднее квадратическое отклонение профиля не достаточно для полного описания шероховатости, так как оно не дает представления о регулярности, кривизне и углах наклона боковых сторон неровностей.

Влиянием формы и частоты неровностей объясняются противоречия в результатах исследователей, изучавших зависимость несущей способности от высоты неровностей. В работах [26-28] доказывается, что любые неровности вредны, поскольку между поверхностями должна существовать разделительная масляная пленка. Однако в исследовании [32] наблюдались случаи, когда между грубо обработанными поверхностями в результате приработки возникал сплошной смазочный слой, хотя на поверхностях сохранились неровности значительной высоты.

Мнение о необходимости снижения высоты неровностей для создания поверхностей с высокой несущей способностью разделяется в работе [73,74], а в работе [20] наоборот, приводятся факты, когда поверхности с более грубой шероховатостью обнаружили большее сопротивление заеданию, чем более чистые поверхности.

В связи с информационной недостаточностью высот неровностей исследователи, уже с 40-х годов, применяли дополнительные характеристики шероховатости.

Например, уравнение Крагельского - Комбалова, объединяющее отдельные ее параметры Ятах, Рт, Ь и V (1.1).

Д= Ктах (1 1)

П РтЬ1/" (11)

В.И. Меламед применил коэффициент шероховатости, представляющий отношение номинальной длины профиля к истинной, Г. Шмальц коэффициент сглаживания профиля, равный отношению высоты впадин к максимальной высоте профиля, С.Р. Берман - единицу качества поверхности, равную отношению приращения опорной площади к средней высоте неровностей при измерении уровня сечения профиля на 1 мкм. В работах [60,73,74] используется отношение среднего арифметического отклонения к шагу неровностей, в работах [29,30] корреляционные функции профиля, в работе [57] - спектральные характеристики шероховатости.

В работах [2,4,5] используются параметры единичных неровностей, характеристику углов наклона сторон неровностей и радиусы кривизны вершин неровностей, в работе [16] - коэффициент разложения функции распределения и корреляционной функции профиля.

В 70-е годы Ю.Р. Витинбергом [6-9] была предложена система параметров: среднее арифметическое отклонение Яа в качестве меры рассеивания точек профиля по высоте, шаг неровностей 8т в качестве меры частоты неровностей и относительная опорная длина профиля 1р на уровне Р в качестве характеристики формы неровностей и распределения точек профиля по высоте.

А.Г. Сусловым и его учениками предложен ряд комплексных параметров для оценки поверхностей деталей [53-55]. Так, для оценки несущей способности поверхности или ее контактной жесткости, предложен комплексный параметр, объединяющий шероховатость, волнистость, микроотклонение и степень наклепа поверхностного слоя (1.2):

П

_ (ЯМ)' (1.2)

Для комплексной оценки качества поверхностностей трения предложен параметр, который наряду с вышеперечисленными характеристиками включает и поверхностные остаточные напряжения (1.3).

„ _ (.Кд^гН-тахУ/6 _ 3/2~1/2м2/3, Ът Ьт Ин Л

(13)

где X - коэффициент, учитывающий влияние поверхностных остаточных напряжений II рода на износ.

Для оценки цилиндрических поверхностей, образующих соединение, передающее осевые нагрузки или крутящий момент, предложен комплексный параметр, характеризующий их металлоемкость (1.4):

СП _ + 1Л/р + Нр (1.4)

(1.5):

Через приведенный воздушный зазор можно оценить качество поверхностного слоя

Су _ Нр + + Кр- (1 + 2п^Ч^ (1.5)

V ^тах)

где ци и Еп - коэффициент пуансона и модуль упругости поверхностного слоя. Комплексный параметр качества поверхностного слоя для оценки коррозионной стойкости деталей имеет вид (1.6):

\2/3

Ск _ (1,1 И* + 4ИН4ДИН) (28 • 106 (1.6)

где Яу - глубина сглаживания профиля шероховатости (расстояние от линии впадин до средней линии).

В качестве параметра, который оказывает влияние на все эксплуатационные свойства предлагается параметр, характеризующий равновесное состояние поверхностей трения (1.7):

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Черных Лариса Георгиевна, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1.-М.: Машиностроение, 1978.

2. Белов В. К. Профили поверхности, монография 3-е изд.- Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ. 2010- 260с.

3. Белов В.К., Беглецов Д.О., Дьякова М.В., Горбунов А.В. Особенности производства листовой продукции с регламентированной микротопографией поверхности, Сталь. 2014. №4. С.53-60.

4. Белов В.К., Беглецов Д.О., Губарев Е.В., Денисов С.В., Дьякова М.В., Смирнов К.В. Особенности использования 3D топографических характеристик поверхности в инженерном деле // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова 2014. №1 (45) С. 73-80

5. Богомолов Д.Ю., Порошин В.В., Порошин О.В. Прецизионная измерительная система для контроля топографии рабочих поверхностей механических систем в нанодиапазоне, Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2015,-№ 5.

6. Витенберг Ю.Р. Шероховатость поверхности и методы ее оценки. -Л.: Судостроение, 1971. -107 с.

7. Витенберг Ю.Р., Плисс Н.С. Оценка шероховатости поверхности с помощью законов распределения ординат профиля // Труды СЗПИ. -№12. -1971.

8. Витенберг Ю.Р. Корреляционные характеристики шероховатости поверхности и их зависимость от технологических факторов // Вестник машиностроения. -1970.-№2, с. 57 - 59.

9. Витенберг Ю.Р., Терехов А.Д., Фролова Е.Н . Микрогеометрия и теплоотдающие свойства поверхностей в разрежённых газах. // Микрогеометрия в инженерных задачах. - Рига: Знатне, 1973. -С.91-103.

10. Войнаш С.А. Методы измерения значений шероховатости поверхности c применением прибора профилометр TR 100. / Л.Г. Черных, В.А. Марков, В.А. Соколова, В.И. Кретинин, А.М. Иванов // Машиностроение: новые концепции и технологии: матер. науч. конф. молодых ученых, 23-24 октября 2019 года - Красноярск, 2023. - С. 93-101.

11. Головань А.Я., Иоффе М.М., Шлионский В.Л. Область эффективного использования лезвийного инструмента из алмазов и СТМ // Семинар: Высокоэффективные технологические процессы изготовления режущих инструментов. - М.: Знание, 1989. - 150 с.

12. Грановский Г.И., Грановский В.Т. Резание металлов. - М.: Высшая школа,

1985 г.

13. Григорьев А.Я., Физика и микрогеометрия технических поверхностей. Минск : Белорусская наука, 2016,-247 с.

14. Григорьев О.Д. Методика измерения параметров шероховатости поверхности на валах, с помощью устройства для привода профилометра. / К.В. Плюснина, Р.О. Кириченко, Л.Г. Черных, В.И. Слатин // Инновационные идеи в машиностроении: матер. науч. конф. молодых ученых, 24-26 мая 2022 года Институт машиностроения, материалов и транспорта. В 1 ч. Ч. 1. - СПб. : Политех- Пресс, 2022. - С. 191-195.

15. Гурин Ф.В. Обработка деталей из цветных сплавов алмаз-ными резцами //Новые процессы обработки резанием. - М.: Машиностроение, 1988.

16. Давыдов В.М., Заев В.В, Паночевный П,Н., Козаченко Ю.А., Прохорец О.В., Анализ международной практики профильной и трехмерной оценки шероховатости поверхности, «Ученые заметки ТОГУ» 2013, Том 4, № 4, с. 1061 - 1065.

17. Драгун А.П. Режущие инструменты. - Л.: Лениздат, 1986.

18. Дунин-Борковский А.П. Основные направления исследований качества поверхности в машиностроении и приборостроении //Технология машиностроения. - 1971. - №4. -С.49-55.

19. Дунин-Баркавский И.В., Каташова А.Н. Измерение и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. - М.: Машиностроение, 1978. - 232 с.

20. Евсеева Изучение влияния алюминия на адгезию при газопламенном напылении образцов из конструкционной стали, с различной шероховатостью. / Евсеева Е.Н., Д.А. Нифонтов, А.С. Быстрова, Л.Г. Черных, И.Н. Хрусталева // Инновационные идеи в машиностроении : матер. науч. конф. молодых ученых, 24-26 мая 2022 года Институт машиностроения, материалов и транспорта. В 1 ч. Ч. 1. - СПб. : ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. - С. 186-190.

21. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. - Л.: Машиностроение, 1986. 184 с.

22. Жилин В.А. Применение метода выявленных дислокаций для исследования зоны деформации при резании металлов. // Обработка металлов и пластмасс. - НПИ, 1970. - с.34-36.

23. Заковоротный В.Л. Исследование динамической характеристики резания при автоколебаниях инструмента. //Известие технологии резки, Ростов: Ин-т. с-х. Машиностроения, 1976. С.37-44.

24. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерения. - Л.: Наука, 1967. - 88 с.

25. Захаренко И.П. Эффективность обработки инструмента сверхтвердыми материалами. - М.: Машиностроение, 1982.

26. Зориктуев В.Ц., Никитин Ю.А. Разработка средств диагностики и оперативного контроля режущего инструмента в процессе механообработки. //Инструмент, №10, 1998. с.12-13.

27. Королев А.В. Выбор оптимальной геометрической формы контактирующих поверхностей деталей машин и приборов. - Саратов: Из-во. Сар. ун-та, 1987. - 156 с.

28. Кабалдин Ю.Г. Универсальная модель изнашивания режущего инструмента и методы повышения его работоспособности / Ю.Г. Кабалдин // Вестник машиностроения, № 11, 1993. С. 31-34.

29. Лич Р. Инженерные основы измерений нанометрической точности: Учебное издание/ Р. Лич - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2012. - 400 с.

30. Логинов Б.А. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия: учебное методическое пособие. М.: МИФИ, 2008, 224 с.

31. Любомудров С.А. Обеспечение точности и качества обработки цилиндрических заготовок из порошковых алюминиевых сплавов путем назначения рациональных циклов обработки. //Дис. к.т.н. - С-Пб, СПбГТУ, 1994.

32. Мазур В.Л. Научные основы технологии производства проката с заданной шероховатостью поверхности Сталь. № 5. 2015 .с. 59-66 .

33. Макарова Т.А. Повышение точности чистового точения путем прогнозирования и компенсации доминирующих составляющих погрешности обработки.//Дис. канд. тех. наук. -Л.: Лен. тех. университет., 1991.

34. Обработка поверхности и надежность материалов. //Под. ред. Дж. Бурке, Ф. Вайса. - М.: Машиностроение, 1984. - 192 с.

35. Общемашиностроительные нормативы режимов резания резцами с механическим креплением минералокерамических пластин. Обработка на станках с ручным управлением и ЧПУ. М.: НИИМАШ, 1983. - 45 с.

36. Партон В.З., Борисковский В.Г. Динамака хрупкого разрушения. - М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

37. Партон В.З., Борисковский В.Г. Динамическая механика разрушения. - М.: Машиностроение, 1985. - 264 с.

38. Петров А.Н., Логинов Б.А., Петров М.А. Исследование шероховатости и толщины теплозащитных покрытий для заготовок из никелевых сплавов, Заготовительные производства в машиностроении, № 4, 2016.

39. Прогрессивная технология чистовой и отделочной обработки /Под. ред. С.И. Корчака //Сб. науч. трудов Челябинского политех. института. 1986, -114 с.

40. Рагулин А.И., Козлякова Т.М. Развитие Российской системы обеспечения единства измерений нанотехнологий, Экономика качества, Изд. Окрепилов В.В. СПб, 2012, № 1.

41. Рыжов Э.В. Высокоэффективная отделочно-упрочняющая обработка в машиностроении. //Инструмент, №10, 1998. с.20-21..

42. Сверхтвердые материалы в зарубежных странах: Обзор /Под. ред. В.Н.Новикова. - Киев, 1988.

43. Синопальников В.А., Терешин М.В., Тимирязев В.А. Диогнастирование износа инструмента //Станки и инструменты. 1986. №1 с. 27-29

44. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. - М.-Л., 1955 -

515 с.

45. Соколовский И.А. Режущий инструмент для приборостроения. - М.: Машиностроение, 1982.

46. Справочник технолога машиностроителя /Под.ред. А.Г. Косиловой. - М.: Машиностроения, 1985.

47. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. - М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

48. Степанов С.Н., Табенкин А.Н., Тарасов С.Б. Метрологическое обеспечение производства. Нормирование параметров и способы измерения текстуры поверхности: СПб,: Изд-во Политехн. ун-та, 2012, 149 с.

49. Степанов С.Н. Расширение технологических возможностей станков с ЧПУ. // Автоматизация технологической подготовки механообработки на станках с ЧПУ.- Л.: ЛДНТП, 1991.

50. Степанов С.Н. Финишная обработка электрографических цилиндров под санирование. //Пути повышения эффективности обработки металлов резанием в машиностроении. Л.: ЛДНТП, 1991

51. Степанов С.Н. Фадеев Е.Г. Исследование процесса тонкого точения незакаленных сталей керамикой. //ХХХ студенческая научно-техническая конференция. - Рига: РПИ, 1989.

52. Степанов С.Н. Тонкое точение стали керамическим инструментом на станках с ЧПУ. //Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных производств. - Барнаул: ВНТОМ. -АПИ, 1989.

53. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. - М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.

54. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. - 320 с., ил. ISBN 5-217-02976-5.

55. Суслов А.Г. Инженерия поверхности деталей. - М: Машиностроение, 2008. -320

с.

56. Табенкин А. Н., Тарасов С. Б., Степанов С. Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт: СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 136 с.

57. Табенкин А.Н. , Тарасов С.Б., Степанов С.Н. Текстура поверхности и ее измерение. Шероховатость, волнистость, профиль, топография. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2018 - 263 с.

58. Троян В.И., Яковлев В.П., Логинов В.Б., Борисов П.В., К оценке флотационного предела чувствительности индукционного метода измерения шероховатости поверхности Коллоидный журнал, 2015, том 77, №12.

59. Уайтхауз Д., Метрология поверхностей. Принципы, промышленные методы и приборы. - Долгопрудный: Интеллект, 2009. - С 472

60. Филимонов Л.Н., Смирнов Л.П., Степанов С.Н. Обеспечение малой высоты шероховатости обработанной поверхности при тонком точении на станках с ЧПУ. //Повышение качества изготовления деталей в машиностроении. - Л.: ЛПИ, 1990.

61. Филимонов Л.Н., Степанов С.Н. Шероховатость обработанной поверхности при тонком точении инструментами из сверхтвердых материалов. //Прогрессивные решения технологии машиностроения в механообрабатывающем и сборочном производствах. - С-Пб.: СПбДНТП, 1992.

62. Филимонов Л.Н., Петрашина Л.Н., Степанов С.Н. Особенности образования стружки и обработанной поверхности при высокоскоростном резании пластичных металлов. //Современное состояние и перспективы развития механики процессов резания и холодного пластического деформирования металлов. - Киев: ИСМ, АН Украины, 1992.

63. Филимонов Л.Н., Степанов С.Н. Расчет параметров шероховатости при тонком алмазном точении цветных металлов //Технрология-94. - С-Пб, 1994.

64. Черных Л.Г. М.М. Расчет систематической составляющей первичного профиля при участии вершины резца с радиусом, главной и вспомогательной режущих кромок, и подачи/ С.Н. Степанов, М.М. Радкевич// Инновационные технологии в машиностроении: Материалы научно-технической конференции (Новополоцк, 18-19 апреля) - Новополоцк, 2023 г. С.38-41.

65. Черных Л.Г. Расчет систематической составляющей первичного профиля, с учетом относительных колебаний / Л.Г. Черных, С.Н. Степанов, И.Н. Хрусталева // Наука и бизнес. Пути развития. - 2023. - № 4(142) . - С. 109-113.

66. Черных Л.Г. Оценка влияния шероховатости поверхности на повышение прочности сцепления с основой / С.А. Войнаш, В.А. Соколова, В.А. Марков // Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы: матер. науч. конф. с междунар. уч., 2728 октября 2017 года - Рубцовск, 2017. - С. 218-224.

67. Черных Л.Г. Патент № 218214 Устройство для измерения текстуры поверхности деталей типа «вал» / Степанов С.Н., Хрусталева И.Н., Шабалин Д.Н. заявитель и патентообладатель СПбПУ. МПК G01B 3/00. 17.03.2023. Заявка № 2022110265 от 15.04.2022.

68. Патент №165795 Устройство для контрольно-измерительного прибора (профило-метр) / А.В. Зеленин; заявитель и патентообладатель СПбГЛТУ МПК G01B 3/00. ЯИ 165795 И1, 10.11.2016. Заявка № 2016122559/28 от 07.06.2016.

69. Черных Л.Г. Расчет систематической составляющей первичного профиля текстуры поверхности / Л.Г. Черных // Металлообработка. - 2023. - № 2. - C. 19-24.

70. Чистовая обработка деталей машин. /Под. ред. С.Г. Редько. - Саратов, 1986. - 91

с.

71. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом / Серия «Выдающиеся ученые ИТМО» - СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2001. - 264 с. - 100 экз.

72. Эффективное применение режущего инструмента, оснащенного синтетическими сверхтвердыми материалами и керамикой, в машиностроении: Методические рекомендации НПО ВНИИ Инструмент, НПО Оргстанкинпром / Под. ред. д-ра. тех. наук, проф. В.П. Жедь. -М: ВНИИТЭМП, 1986. - 207 с.

73. Cohen D. If you need less sliding friction. Quality Magazine 2017.

74. Dagnal H.Exploring Surface Texture. England. Rank Taylor Hobson Limited, 1986.

75. Krystek Michael P , ISO Filtres in Precision Engineering and Production Measurement Meas. Sci. Technol. 2010.

76. Krystek Michael The digital implementation of the profile filter according to ISO 11562 Berlin BEUTH-VERLAG, 2004.

77. Leach Richard, The Measurement of Surface Texture using Stylus Instruments, Measurement Good Practice Guide, No. 37, 2001Learn R. The Measurement of Surface Texture using Stylus Instruments. Measurement Good Practice Guide № 37. National Physical Laboratory Tedoling-ton, Middlesex, United Kingdom. 2001.

78. Mummery Leigh , Surface Texture Analysis. The Handbook, Hommelwerke GmbH,

1990.

79. Nugent P. Looking at the Third Dimension in Surface Measurement. Quality Magazine

2015.

80. Phipps Karl M. , 20 Minutes with Dr Mark C Malburg, Tribology and Lubrication Technology, September, 2010.

81. Sander М. , A Practical Guide to the Assessment of surface Texture Feinpruf GmbH Gottingen 1991.

82. Seewig J., Hercke T., Rau N., Mills M., Meyer M., Volk R.,Kedziora H.-J. «Dominant Waviness» - a practice oriented procedure for waviness evaluation. Tagungsband zum . Intrenationalen Oberflachnkolloquim. Chemnitz. 2004. рр. 198-207.

83. Reazon R. E. The measurement of surface finish by stylus methods. Rank Taylor Hobson 1994.

84. ГОСТ 13548-2016 «Трубки тонкостенные из никеля и никелевых сплавов. Технические условия»: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное:

утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15.08.2016 : введен впервые : дата введения 01.04.2017 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва : Стандартинформ, 2017. - 12 с. -

85. ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01.03.2002 : введен впервые : дата введения 01.01.1997 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва: Изд. Стандартов, 2002. - 8 с. -

86. ГОСТ Р ИСО 4287-2014 Геометрические характеристики изделий (GPS). Текстура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры текстуры поверхности: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии: от 04.02.2019: введен впервые: дата введения 01.01.2016 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). -Москва: Стандартинформ, 2015. - 18 с. -

87. ГОСТ Р ИСО 25178-2-2014 Геометрические характеристики изделий (GPS). Текстура поверхности. Ареал. Термины, определения и параметры текстуры поверхности: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01.01.2016: введен впервые: дата введения 03.03.2015 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва: Стандартинформ, 2015. - 41 с. -

88. ГОСТ Р ИСО 16610-21-2015 Геометрические характеристики изделий. Фильтрация. Линейные профильные фильтры. Фильтры Гаусса: национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27.05.2019 : введен впервые : дата введения 01.06.2016 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва: Стандартинформ, 2016. - 20 с.

89. ГОСТ Р 8.651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы контактные (щуповые) для измерений шероховатости поверхности. Методика калибровки: национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21.03.2019 : введен впервые : дата введения 01.06.2010 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИН-МАШ). - Москва: Стандартинформ, 2019. - 9с.

90. ГОСТ Р 8.652-2009. Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы контактные (щуповые) для измерений шероховатости поверхности. Метрологические характеристики фазокорректированных фильтров. национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15.03.2019: введен впервые : дата введения 01.06.2010/ разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва : Стандартинформ, 2019. - 5 с.

91. ГОСТ 8.296-2015. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений параметров шероховатости Ятах, Яг в диапазоне от 0,001 до 3000 мкм и Яа в диапазоне от 0,001 до 750 мкм: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28.02.2019: введен впервые :дата введения 01.01.2016 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва: Стандартинформ, 2019. - 18 с.

92. ГОСТ 2041- 2012. Вибрация, удар и контроль технического состояния. Термины и определения: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15.07.2019: введен впервые: дата введения 01.12.2013 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва: Стандартинформ, 2014. - 41 с. -

93. МИ 41-88 Методика выполнения измерений параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 приборами профильного метода: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23.08.2018: введен впервые: дата введения 01.01.1975 / разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). - Москва : Стандартинформ, 2018. -6 с. -

94. ISO 3274:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Nominal characteristics of contact (stylus) instruments.

95. ISO 4288: 1996, Geometrical Product Specifications (GPS) —Surface texture: Profile method — Rules and procedures for the assessment of surface texture.

96. ISO 11562:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) —Surface texture: Profile method — Metrological characterization of phase correct filters.

97. ISO 13565-1 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture Profile method Surfaces having stratified functional properties Part 1 Filtering and general measurement conditions.

98. ISO 13565-2 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture Profile method Surfaces having stratified functional properties Part 2 Height characterization using the linear material ratio curve.

99. ISO 13565-3 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture Profile method Surfaces having stratified functional properties Part 3 Height characterization using the material probability curve.

100. ISO 12179-2000 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture Profile method Calibration of contact (stylus) instruments.

101. ISO 1302 2002 Geometrical product specifications (GPS)- Indication of surface texture in technical product documentation.

102. ISO 8785-1999 Geometrical product specifications (GPS)- Surface imperfections -Terms, definitions and parameters

103. ISO 5436-1-2000 Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture Profile method Measurement standards - Part 1 Material measures.

104. ISO 5436-2-2000 Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture Profile method Measurement standards - Part 2 Software measurement standard.

105. ISO/DIS 25178-1 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture: Areal -Part 1: Indication of surface texture.

106. ISO/DIS 25178-2 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture: Areal -Part 2: Terms definitions and surface texture parameters.

107. ISO 25178-3:2012 Geometrical product specifications (GPS) -Surface texture: Areal

- Part 3:

ISO 25178-6:2010 Geometrical product specification (GPS) - Surface texture: Areal - Part 6: Classifies methods for measuring surface structure.

108. ISO/FDIS 25178-70 Geometrical product specification (GPS) -Surface texture: Areal

- Part 70: Material measures.

109. ISO 25178-71:2012 Geometrical product specification (GPS). Surface texture: ArealPart 71: Измерительные эталоны программного обеспечения.

110. ISO/CD 25178-72 Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture: Areal - Part 72: XML file format x3p.

111. ISO 25178-601:2010 Geometrical product specifications (GPS) 104.Surface texture: Areal Surface texture: Areal-- Part 601: Nominal characteristics of contact instruments Part 601: Nominal characteristics of contact instruments.

112. ISO 25178-602:2010 Geometrical product specifications (GPS) Surface texture: Areal- Part 602: Nominal characteristics of non-contact instruments (confocal chromatic probe)

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А- Уравнения систематической составляющей с координатами опорных точек................................................................................................... 125

ПРИЛОЖЕНИЕ Б- Основные характеристики оборудования, режущего и измерительного инструмента, используемого в экспериментальных исследованиях................... 127

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Параметры текстуры поверхности в зависимости от режимов резания......................................................................................................... 128

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Параметры геометрии режущего инструмента и условия обработки (для материала Д16Т)............................................................................ 132

ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Параметры геометрии режущего инструмента и условия обработки (для материала 12Х18Н10Т).................................................................. 135

ПРИЛОЖЕНИЕ Е - Значения параметров текстуры поверхности в зависимости от радиуса скругления и подачи (для материала Д16Т).............................................. 142

ПРИЛОЖЕНИЕ И - Результаты стойкостных испытаний пластин режущего инструмента......................................................................................................... 155

ПРИЛОЖЕНИЕ А Уравнения систематической составляющей с координатами опорных точек

Уравнения систематической составляющей с координатами опорных точек, в зависимости от формы лезвия режущего инструмента

Форма лезвия режущего инструмента Уравнения систематической составляющей Координаты опорных кочек

Лезвие с радиусом, передней и задней поверхностью Ъ = г - у!г2 - Х2 0 < Х < хв г ъ = х гяф + г -- Хв < х < Хс СОБ ф Ъ = г - -у/г2 - (х- Я)2 Хд < Х < Хе г ъ = ( я - Х) гяф1 + г - Хс < х < Хд СО8фх Хв = r sin9; Z в = r (1- cos ф) Хд = S - r si^; Z д = r (1 - cosфl); Хе = S; Z е = 0 r r 1 хс = ( S tgфl - +-) COSф1 COSф tgф + tgф1 r r tgф r Z С = ( S tgфl - +-) + r-- COSф1 COSф tgф + tgф1 COSф

Лезвие с радиусом Ъ = г - л/г2 - X2 0 < Х < Хс Ъ = г - -у/г2 - (x- я)2 Хс < Х < Хе V4r2 - S2 S Z С = r -- ; Хс = —; Хе = S; Z е = 0 2 2

Лезвие с зачистной кромкой ъ = хгя ф1 0 < х < Хс ъ = - хгя^ + Ь2 0 < х < Хс „ sg „ Я^ф1 хс 1 ^ ; Z С , tgфl + tg tgфl + tgQ

Уравнения систематической составляющей с координатами опорных точек, в зависимости от формы лезвия режущего инструмента, с учетом __ вынужденных колебаний_

Форма лезвия режущего инструмента Уравнения систематической составляющей Координаты опорных кочек

Лезвие с радиусом, передней и задней поверхностью Z = г + AsinlnfTpi — Vг2 — х2 0 <х<хв Z = XBtgy + г---—+ AsinlnfTpi хв<х<хс Z = (S — X)tgœ1 + r--— + cos<p1 Asin2nfTpi+1 хс<х<хд Z = r + Asin2nfTpi+1 — fr2 — (X — S)2 XR<X<XE Хв = rsinç ZB = r(1 — cosy) + Asin2nfTpi Xc = (Stg<p1 cosipi + ^ AsmlnfTpi + AsirtnfTp^ Zc = (Stgcp1 cos(pi + ^ Asin2nfTpi + Asin^fTp^) ^^ + r ^ + Asm2nfTPi Хд = S — rsinç ZR = r(1 — cosçf) + Asin2nfTpi+1 XEi = Spi; Z Ei=Asin2nfTp (i+1)

Лезвие с радиусом X2 = [Z — (r + Asin2nfTpi )]2 0 <X<XB (X — S)2 + [Z — (r + Asin2nfTpi+1)]2 XC<X<XE A r2S2 S2 ZC = r 2 (sin2nfTpi+1 + sm^fTpJ J^ + A2{sin2nfTpi=1— sin2nfTpi)2 4 S2 + A(sin2nfTpi+1 + sin2nfTpi) 1 r2S2 S2

Xc = 2S2 ' S2 JS2 + A2(sin2nfTpi=1—sin2nfTpi)2 4 XEi = Spi ; ZEi = Asin2nfTpi

Лезвие с зачистной кромкой Z = Xtgç + Asin2nfTpi 0 < X < Z = —XtgO. + Asin2nfTpi+1 + Stgiï. xc<x<xE Stgiï A Xc = . , . n + (sin2nfTpi+1 sin2nfTpi) . n = J+Z + (t99srn2nfTpi+1 tgü.sin2nfTpi) = 'Spi = Asin2nfTpi

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Основные характеристики оборудования, режущего и измерительного инструмента,

используемого в экспериментальных исследованиях

Таблица Б.1

Характеристики измерительного инструмента

Микроскоп MarVision ММ 320

Завод изготовитель, страна Mahr, Германия

Диапазон измерений ХУ, мм 100-400

Перемещение по оси Z ,мм 200-400

Размеры измерительного стола, мм 370/210

Измерительная система встроенная инкрементная шкала

Предел допустимой погрешности Е1 Х/У 1,9+(L/100) L в мм 3,9+(L/100) L в мм

Предел допустимой погрешности Е2 Х/У 2,9 + (L/100) L в мм 4,9 +(L/100) L в мм

Профилометр MarSurfM 400

Завод изготовитель, страна Mahr, Германия

Принцип измерения Метод ощупывания

Щуп Безопорная щуповая система BFW

Измеряемые параметры шероховатости Ra, Rq, Rz (соотв. Ry (JIS), Rz (JIS), Rmax, Rp, Rp (ASME), Rpm (ASME), Rpk, Rk, Rvk, Mr1, Mr2, A1, A2, Vo, Rt, R3z, RPc, , RSm, R,

Принцип измерения ощупывание индуктивным опорным щупом

Предел допускаемой основной относительной погрешности по параметру Яа, % 3

Профилометр MarSurf PS10

Завод изготовитель, страна Mahr, Германия

Измеряемые параметры Те же, что и MarSurf M 400

Длина трассы сканирования, мм 1.5 / 4.8 / 15

Радиус наконечника, мкм 2

Принцип измерения ощупывание индуктивным опорным щупом

Измерительное усилие, мН ок. 0,7

Диапазон измерений по параметрам, мкм 350

Допускаемая основная погрешность, % ± 15

Микроскоп МИИ-4

Завод изготовитель, страна ЛОМО, Россия

Диапазон измерения параметров шероховатости Яшах, и толщины пленок, мкм 0,1 - 0,8

Видимое увеличение микроскопа, крат 500

Визуальная насадка монокулярная

Видимое увеличение окуляр, крат 15

Линейное поле зрения в пространстве предмета, мм 0,3

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Параметры текстуры поверхности в зависимости от режимов резания

Таблица В.1

Влияние подачи 3 на параметры текстуры поверхности

Станок 1716ПФ3, t = 0,1мм

Рz

8 резец «БОРТ»,

мм/об /=1мм. г=1мм

0,01 0,36 1,02

0,02 0,38 1,2

0,03 0,4 1,43

0,04 0,62 2

0,05 0,78 2,4

Станок Тыгпаёо 230/1000V, X = 0,1мм

Рt

8 резец «БОРТ», АСПК, 1=1мм.

мм/об г=1мм ф=450

0,01 1,8 2

0,02 2,24 2,18

0,03 2,62 2,4

0,04 2,8 2,46

0,05 3,26 2,68

Станок МА8ТиЯЫ 5501 СЫС, X = 0,1мм,

Рг

8 АСПК, 1=1мм.

мм/об ф=450 ф=300

0,01 1,2 1,32

0,02 1,66 1,6

0,03 1,92 1,76

0,04 2,16 1,8

0,05 2,2 2,16

Станок МК-6562, t = 0,1мм

Рt

8 резец «БОРТ»,

мм/об /=1мм. г=10мм

0,01 0,06 0,2

0,02 0,06 0,22

0,03 0,05 0,24

0,04 0,05 0,31

0,05 0,05 0,46

Влияние глубины резания t на параметры текстуры поверхности

Станок 1716ПФ3, 8 =0,05 мм/об

Pt

t резец «БОРТ»,

мм /=1мм. г=1мм

0,01 0,8 1,36

0,02 0,82 1,51

0,04 0,78 1,21

0,06 0,8 1,3

0,08 0,92 1,21

0,1 0,82 1,24

Станок Turnado 230/1000V, S =0,05 мм/об

t резец «БОРТ», АСПК, /=1мм.

мм г=1мм ф=450

0,01 2,4 2,91

0,02 2,41 2,82

0,04 2,36 2,6

0,06 2,58 2,68

0,08 2,59 2,72

0,1 2,71 2,8

Станок MASTURN 550i CNC, S =0,05 мм/об

Pt

t АСПК, /=1мм.

мм ф=450 ф=300

0,01 2,14 2,23

0,02 2 2,21

0,04 2 2,14

0,06 2,22 2,14

0,08 2,2 2,12

0,1 2,17 2,41

Станок МК-6562, S =0,05 мм/об

t резец «БОРТ», резец «БОРТ»,

мм г=10мм /=1мм

0,01 0,26 0,15

0,02 0,22 0,14

0,04 0,2 0,15

0,06 0,28 0,15

0,08 0,3 0,15

0,1 0,28 0,16

Влияние скорости резания V на параметры текстуры поверхности

Станок 1716ПФ3, t = 0,1мм

Рt

V, м/мин резец «БОРТ»

/=1мм. г=1мм

100 0,58 1,41

200 0,61 1,28

300 0,78 1,58

400 1,1 1,82

500 0,8 1,57

600 0,82 1,3

700 0,83 1,57

Станок Тыгпаёо 230/1000 V, t = 0,1мм

V, м/мин Резец «БОРТ», г=1мм Резец АСПК , ф=450

100 2,61 2,98

200 2,68 2,84

300 2,8 3

400 2,57 3,08

500 2,72 2,28

600 2,84 3,16

700 3,22 3,36

Станок ЫЛБТит 5501 СЫС, г = 0,1мм

Рt

V, м/мин АСПК, Ммм.

ф=450 ф=300

100 2 2,11

200 2 2,2

300 2,2 2

400 2,2 2,09

500 2,08 2,2

600 2,09 2,16

700 1,91 2,18

Продолжение таблицы В.3

Станок МК-6562, t = 0,1мм

V резец «БОРТ», резец «БОРТ».

м/мин г=10мм(1) /=1мм(2)

100 0,31 0,06

200 0,32 0,08

300 0,3 0,1

400 0,29 0,08

500 0,36 0,07

600 0,28 0,06

700 0,29 0,05

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Параметры геометрии режущего инструмента и условия обработки

(для материала Д16Т)

Таблица Г.1

Влияние значений углов ф и ф1 на первичный профиль Р( обработанной поверхности

Угол ф° Значения первичного профиля Рг,мкм

При подаче 8 =0,01 мм/об. При подаче S =0,01 мм/об. При подаче S =0,01 мм/об.

15 0,92 1,29 1,96

30 0,85 1,39 1,8

45 0,98 1,21 1,85

Значения первичного профиля Рг, мкм

Угол ф1°

15 1 1,3 1,9

35 1,13 1,25 1,95

45 1,12 1,52 2,18

Таблица Г.2

Влияние значений ширины режущей кромки I на первичный профиль Р _обработанной поверхности_

Значение ширины режущей кромки Значение первичного профиля Значение первичного профиля Рг Значение первичного профиля Рг Значение первичного профиля

1, мм Рг при подаче =0,01 мм/об. при подаче 5 =0,01 мм/об. при подаче 5 =0,05 мм/об. Рг при подаче 5=0,05 мм/об.

Экспериментальные Расчетные данные Эксперименталь- Расчетные дан-

данные ные данные ные

0,2 0,6 0,48 2 1,8

0,4 0,41 0,28 1 0,81

0,6 0,4 0,29 0,83 0,72

0,8 0,39 0,29 0,79 0,64

1 0,38 0,3 0,76 0,57

Таблица Г.3

Влияние значений радиуса при вершине г на первичный профиль Р обработанной поверхности

Значение радиуса при вершине г, мм Значение первичного профиля Рг, мкм при подаче 5=0,05мм/об. Экспериментальная кривая. Значение первичного профиля Р^ мкм при подаче 5=0,01мм/об. Экспериментальная кривая." Значение первичного профиля Р^ мкм при подаче 5=0,01мм/об. Экспериментальная кривая." Значение первичного профиля Рг, мкм при подаче 5=0,05мм/об. Экспериментальная кривая."

1 1,1 2,78 2 0,95

5 0,4 0,8 0,75 0,35

10 0,38 0,6 0,55 0,3

Влияние значений радиуса скругления р на высоту наплывов Нп

Значение радиуса Значения высоты наплывов Нпл Значение первичного профиля Р1

скругления р, мкм

0 0,01 0,2

5 0,02 0,59

13 0,04 0,81

20 0,07 1,05

28 0,09 1,61

50 0,27 2,6

Таблица Г.5

Влияние значений шероховатости режущего лезвия на первичный профиль Р

обработанной поверхности

Значения шероховатости режущего лезвия Яг, мкм Значение первичного профиля Р1 при ширине режущей кромки 1 = 0,7 мм. Значение первичного профиля Р1 при радиусе при верщине резца, г = 5 мм.

0,1 0,77 0,95

0,2 0,76 1

0,3 0,78 1,2

0,4 1 1,6

0,5 1,22 2,2

Таблица Г.6

Влияние СОЖ на первичный профиль Р обработанной поверхности

Значение радиуса скругления р, мкм Значение первичного профиля Р^, мкм Значение первичного профиля Р1 мкм

0 0,06 0,18

100 0,07 0,2

200 0,06 0,18

300 0,08 0,17

400 0,05 0,2

500 0,06 0,18

600 0,08 0,18

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Параметры геометрии режущего инструмента и условия обработки

(для материала 12Х18Н10Т)

Таблица Д. 1

Влияние значений радиуса при вершине г на первичный профиль Р обработанной поверхности

Значение радиуса при вершине г, мм Значение первичного профиля Рг, мкм

0,2 6,03

0,4 4,58

0,8 5,55

Таблица Д.2

Влияние скорости резания V на первичный профиль Р( обработанной поверхности

Значение скорости резания V, м/мин Значение первичного профиля Рг, мкм

100 6,5

125 6,03

150 5,95

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Значения параметров текстуры поверхности в зависимости от радиуса скругления и подачи

(для материала Д16Т)

Таблица Е. 1

Значения параметров текстуры поверхности для образца №1 при подаче $=0,031 и 0,053 мм

р 5 Яа Яг Ятах Язт 5 Яки Ра Рг Жа ИЪт Жг

1 0,451 2,567 9,384 67 23 -0,05 2,673 0,665 4,922 0,263 768 1,179

2 0,484 3,322 3,880 69 23 -0,22 3,427 0,795 5,751 0,372 396 1,666

0,031 3 0,460 2,924 4,033 56 21 -0,46 4,805 0,599 5,007 0,323 516 1,359

4 0,416 2,570 3,341 66 25 -0,13 3,389 0,698 5,119 0,373 405 1,683

5 0,443 3,006 3,469 69 24 -0,20 3,085 0,698 6,776 0,240 434 1,419

1мкм 6 0,454 2,920 4,010 57 22 -0,43 4,759 0,587 5,109 0,3183 498 1,378

1 0,527 2,981 4,110 60 16 +0,150 2,769 0,859 6,118 0,699 856 2,777

2 0,478 2,599 3,674 68 24 -0,170 2,702 0,613 4,204 0,378 594 1,854

0,053 3 0,486 3,035 3,760 58 21 +0,005 2,987 0,751 5,589 0,530 790 2,196

4 0,485 2,646 2,957 71 24 -0,12 2,459 0,644 4,085 0,299 508 1,248

5 0,438 2,357 3,008 56 18 0,223 2,514 0,754 4,529 0,577 826 2,128

6 0,473 2,578 3,664 62 20 -0,161 2,713 0,623 4,211 0,366 587 1,851

Значения параметров текстуры поверхности для образца №1 при подаче 3=0,034 - 0,049 мм

р 8 Яа Яг Ятах Яsm 8 Яsk Яки Ра Рг Жа ИЪт Жг

0,365 2,507 3,102 67 19 -0,32 3,706 0,655 5,042 0,504 726 2,213

0,439 2,622 3,008 62 18 -0,15 2,669 0,684 5,468 0,341 331 1,692

0,034 0,472 3,122 5,127 60 27 -0,41 4,795 0,668 5,691 0,377 768 2,085

0,417 2,722 3,632 64 23 -0,46 3,880 0,837 4,768 0,467 718 2,461