Введение к работе
Актуальность работы. При управлении процессами механообработки в автоматизированных производствах приходится решать сложнейшую задачу оптимизации, противоречивую по своему содержанию: необходимо увязать экономические критерии и надежность процесса с физико-химическими явлениями, протекающими в зоне резания. Первостепенное значение при этом имеют закономерности трения и распределения контактных нагрузок при резании.
Контактные процессы тесно связаны с вторичной деформацией в прирезцовом слое и в значительной степени определяют устойчивость процесса резания, характер и интенсивность износа инструмента, качество и точность механообработки. Поэтому к числу наиболее важных проблем при резании в условиях автоматизированного производства относится управление контактными процессами. Успешное решение этой проблему возможно лишь при изучении физической природы явлений, сопровождающих эти процессы, с использованием современных достижений в области физики твердого тела, материаловедения, термодинамики неравновесных систем.
К числу фундаментальных подходов к изучению физических явлений в различных областях науки следует отнести теорию самоорганизации - синергетику, изучаюигую образование сложных пространственно-временных структур в системах, далеких от термодинамического равновесия.
С позиций синергетики систему резания следует рассматривать как термодинамически неустойчивую, открытую диссипативную систему. Поэтому использование еннергетического подхода к анализу механизмов трения и наростообразования при резании позволит установить их общие закономерности и выработать методы управления контактными процессами.
Цель работы: Повышение надежности процесса резания за счет диагностики и управления контактными явлениями на основе еннергетического подхода.
Методы исследования: Экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры «Технология машиностроения» и в за-водских условиях с использованием общепринятых методик и стандартного оборудования. Для проведения отдельных исследований разработаны и изготовлены специальные устройства.
Металлографические исследования проводились на просвечивающем электронном и сканирующем растровом микроскопах, на металлографическом комплексе «AXIOVERT» и микрорентгеноспектральном анализаторе. Микротвердость измерялась на приборе ПМТ-3.
Результаты исследований анализировались с использованием основных положений теории резания металлов, теории упругости и пластично-
стн, теории дислокаций, физики твердого тела и теории самоорганизации открытых днеенпативных систем.
Обработка полученных результатов проводились с применением пакета математической статистики «STATIST1CA 5».
Научная nommin работы состоит в:
- развитии механизмов трения на основе синергетического подхода к эволюции контактных процессов при резании;
установлении причин зависимости среднего коэффициента трения от температуры резания, обусловленного формированием при Т ~ 300 С по длине пластического контакта структур, вызывающих как его рост, так и общей длины контакта;
разработанных моделях характера контакта стружки с инструментом и двухчленного уравнения среднего коэффициента трения при резании на основе выявленных фазовых и структурных превращений в зоне формирования пластического контакта стружки с инструментом;
развитии механизма образования нароста как о диссипативной структуре вследствие самоорганизации контактных процессов при резании.
Практическую ценность представляют:
- составы твердых покрытии на режущий инструмент с целью повы
шения его износостойкости (а.с. № 1533127, № 1354757);
- методы диагностики контактных процессов по сигналам акустической эмиссии.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались на:
- международной научно-технической конференции "Точность и на
дежность технологических и транспортных систем", г. Пенза, 1999 г.
- на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения»
Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета в
1999 - 2000 гг;
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на Комсомольском-на-Амуре авиационном производственном объединении им. Ю.А.Гагарина и в учебный процесс на кафедре «Технология машиностроения» Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета по дисциплинам: "Повышение надежности процессов резания в автоматизированном производстве", "Процессы формообразования и инструменты".
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы, получены 2 авторскігх свидетельства.
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, об-ШІГХ выводов по работе. Работа изложена на 153 страницах машинописно-
го текста, содержит 67 рисунков, 9 таблиц, список использованных источников из 73 наименовании.