Введение
Глава 1. Перспективы и проблемы применения инструментов с керамическими режущими пластинами 11
1.1. Технико-экономическая эффективность применения инструментов с керамическими режущими пластинами 11
1.2. Разработка и изготовление керамических режущих пластин 16
1.3. Эксплуатация инструментов с керамическими режущими пластинами 25
1.4. Тенденции совершенствования керамических режущих пластин 40
1.5. Выводы. Цель и задачи исследования 56
Глава 2. Исследование природы отказов керамических режущих пластин 60
2.1. Анализ факторов, определяющих отказы керамических режущих пластин 61
2.2. Разработка комплексной методики исследования термомеханической напряженности, изнашивания и разрушения керамических режущих пластин 65
2.3. Исследование термомеханической напряженности керамических режущих пластин при эксплуатации 72
2.3.1. Контактные процессы при резании инструментами с керамическими режущими пластинами 73
2.3.2. Температура и термические напряжения в керамических режущих пластинах 80
2.3.3. Построение физической модели процесса резания инструментами с керамическими режущими пластинами 91
2.4. Выявление причин отказов керамических режущих пластин 94
2.4.1. Кинетика изнашивания керамических режущих пластин 95
2.4.2. Исследование характера разрушения керамических режущих пластин 102
2.5. Формирование методологического подхода к разработке керамических режущих пластин 107
2.6. Выводы 115
Глава 3. Исследование теплового и напряженного состояниякерамических режущих пластин 117
3.1. Построение математической модели керамической режущей пластины 118
3.1.1. Разработка расчетной схемы 119
3.1.2. Постановка задач теплопроводности и термоупругости 126
3.1.3. Алгоритмы решения поставленных задач 135
3.1.4. Разработка программного и методического обеспечения автоматизированной системы термопрочностных расчетов керамических режущих пластин 138
3.1.5. Проверка адекватности построенной математической модели 145
3.2. Моделирование термомеханической напряженности керамических режущих пластин 149
3.2.1. Методика проведения экспериментов 150
3.2.2. Тепловое и напряженное состояние керамических режущих пластин при разных условиях внешнего нагружения 151
3.2.3. Влияние свойств обрабатываемого материала на термомеханическую напряженность керамических режущих пластин 178
3.2.4.Влияние свойств керамики на тепловое и напряженное состояние режущих пластин 190
3.2.5. Напряженное состояние режущих пластин из неоднородной керамики 205
3.2.6. Влияние покрытия на термомеханическую напряженность керамических режущих пластин 212
3.2.7. Влияние геометрических параметров лезвия керамической режущей пластины на ее напряженное состояние 226
3.3. Разработка метода проектирования керамических режущих пластин 230
3.4. Выводы 234
Глава 4. Разработка режущих пластин из нитридной кермжи и технологии их изготовления 237
4.1. Разработка инструментальной керамики из нитрида кремния 238
4.1.1. Определение базового состава инструментальной керамики 238
4.1.2. Разработка инструментальной керамики из нитрида кремния, упрочненной дисперсными частицами 257
4.1.3. Разработка инструментальной керамики из нитрида кремния, армированной нитевидными кристаллами 262
4.2. Разработка технологии заточки режущих пластин из нитридной керамики 268
4.2.1. Исследование процесса шлифования режущих пластин из нитридной керамики 269
4.2.2. Особенности формирования поверхностного слоя режущих пластин из нитридной керамики 277
4.2.3. Управление процессом формообразования лезвия режущих пластин из нитридной керамики 286
4.3. Разработка режущих пластин из нитридной керамики с покрытием 291
4.4. Разработка систем обеспечения качества и экологической безопасности при изготовлении режущих пластин из нитридной керамики 296
4.5. Выводы 303
Глава 5. Исследование производительности предварительной механической обработки инструментами с режущими пластинами из нитридной кермики 306
5.1. Анализ эксплуатационных показателей разработанных режущих пластин при обработке деталей из разных конструкционных материалов 307
5.1.1. Обработка деталей из чугунов 308
5.1.2. Обработка деталей из сталей 315
5.1 .3. Обработка деталей из жаропрочных сплавов 320
5.2. Выявление причин отказов разработанных режущих пластин 325
5.2.1. Исследование кинетики изнашивания режущих пластин изнитридной керамики 326
5.2.2. Определение критериев состояния и отказов режущих пластин из нитридной керамики 336
5.3. Формирование рекомендаций по практическому применению инструментов с разработанными режущими пластинами в условиях предварительной механической обработки деталей 352
5.4. Выводы 355
Основные выводы по работе 358
Литература 362
Приложения 392
