Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследований . 10
1.1. Анализ экологических и экономических аспектов процессов лезвийной обработки резанием с использованием СОТС. 10
1.2. Применение ионизированных газовых сред для повышения эффективности сухого резания. 19
1.3. Повышение эффективности сухого резания применением инструмента с износостойкими покрытиями. 22
1.3.1. Роль инструментального материала. 22
1.3.2. Роль износостойких покрытий, наносимых на рабочие поверхности режущего инструмента в технологиях экологически безопасного сухого резания. 25
1.4. Анализ данных литературного обзора, постановка цели и задач исследования. 31
Глава 2. Разработка методологии сухого резания с компенсацией функций и эффектов СОТС . 33
2.1. Разработка рабочих гипотез и методологических принципов резания с компенсацией функций СОТС. 33
2.1.1. Анализ основных функций СОТС в системе резания и оценка возможных путей компенсации ее физических эффектов. 33
2.1.2. Рабочие гипотезы исследований. 41
2.2. Разработка физической модели системы резания с компенсацией эффектов СОТС . 45
2.2.1. Многофункциональное покрытие. 46
2.2.2. Ионизированная газовая среда (ИГС). 48
2.2.3. Интегральные эффекты системы резания с компенсацией эффектов СОТС. 51
2.3. Методика проведения исследований. 53
2.3.1. Методика получение многофункциональных покрытий. 53
2.3.1.1. Оборудование. 53
2.3.1.2. Технологии нанесения покрытий. 55
2.3.1.3. Контроль качества покрытий. 56
2.3.2. Методика применения ИГС в системе экологически безопасного резания. 60
2.3.3. Методика проведения исследований процесса экологически безопасного резания. 61
2.3.3.1. Инструмент. 62
2.3.3.2. Оборудование, обрабатываемый материал. 63
2.3.4. Методика обработки экспериментальных данных. 64
2.3.4.1. Статистическая обработка экспериментальных данных. 64
2.3.4.2. Исключение резко выделяющихся результатов. 66
2.3.4.3. Оценка работоспособности режущего инструмента. 68
2.3.5. Статистический анализ результатов сравнительных испытаний. 68
Глава 3. Разработка и исследование системы сухого резания с компенсацией эффектов СОТС . 71
3.1. Исследование условий получения многофункциональных покрытий. 71
3.1.1. Теоретические предпосылки проведения исследований. 71
3.1.2. Исследование условий получения МФП. 73
3.1.3. Исследование влияния параметров процессов синтеза износостойкого слоя МФП, наносимого на твердосплавные пластины, на их состав и свойства. 75
3.1.3.1. Исследование химического состава. 75
3.1.3.2. Исследование влияния параметров синтеза покрытия на его основные свойства. 78
3.2. Оптимизация параметров системы резания с компенсацией эффектов СОТС. 79
3.2.1. Оптимизация параметров синтеза покрытия (Ti,Al)N. 80
3.2.2. Исследование условий подачи ионизированной газовой среды в зону обработки. 86
Выводы по главе. 93
Глава 4. Исследование параметров сухого резания с компенсацией эффектов СОТС . 95
4.1. Исследование параметров, характеризующих уровень деформирования срезаемого слоя. 95
4.1.1. Теоретические предпосылки. 95
4.1.2. Методика экспериментальной оценки параметров, характеризующих уровень пластического деформирования срезаемого слоя . 99
4.1.3. Результаты исследований. 101
4.2. Исследование сил резания. 105
4.2.1. Теоретические предпосылки и методика проведения экспериментов. 105
4.2.2. Результаты экспериментальных исследований. 106
4.3. Исследование тепловых явлений. 113
4.3.1. Теоретические предпосылки. 113
4.3.2. Исследование теплового состояния задней поверхности инструмента для различных условий обработки. 119
4.4. Исследование работоспособности инструмента. 123
4.4.1. Исследование кинетики изнашивания режущего инструмента. 123
4.4.1.1. Методика исследований. 123
4.4.1.2. Исследование кинетики изнашивания при обработки стали. 124
4.4.1.3. Исследование изнашивания инструмента при резании труднообрабатываемых материалов. 129
4.4.2. Исследование работоспособности инструмента. 132
Выводы по главе. 135
Глава 5. Исследование параметров качества поверхностного слоя и эксплуатационных характеристик деталей после обработки с применением процессов сухого резания с компенсацией физических эффектов СОТС . 136
5.1. Исследования шероховатости поверхности. 136
5.1.1. Теоретические предпосылки. 136
5.1.2. Методика исследований. 137
5.1.3. Результаты исследований. 139
5.2. Исследование остаточных напряжений. 141
5.2.1. Теоретические предпосылки. 141
5.2.2. Методика исследований. 143
5.2.3. Результаты исследований. 147
5.3. Исследование газосодержания рабочей зоны резания и газонасыщения поверхностного слоя деталей, формируемого при применении процессов резания с компенсацией эффектов СОТС. 150
5.3.1. Исследование газосодержания зоны резания. 150
5.3.2. Исследование газонасыщения поверхностного слоя обработанных деталей. 152
5.3.2.1. Теоретические предпосылки. 152
5.3.2.2. Методика исследований. 154
5.3.2.3. Результаты экспериментов. 156
5.4. Исследования усталостной прочности деталей, обработанных с применением сухого резания с компенсацией эффектов СОТС. 156
5.4.1. Теоретические предпосылки. 157
5.4.2. Методика исследований. 158
5.4.3. Результаты исследований. 161
5.5. Разработка технологических рекомендаций по использованию системы сухого резания с компенсацией эффектов СОТС взамен стандартных процессов резания с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. 162
Выводы по главе. 163
Общие выводы. 164
Список литературы.
