Введение
1. Современные методы обеспечения высоко эффективного резания труднообрабатываемых материалов 15
1.1. Классификация способов высокоскоростного резания сталей с применением дополнительных потоков энергии 16
1.1.1. Обработка резанием с вибрациями 18
1.1.2. Обработка с дополнительным тепловым воздействием 20
1.1.3 .Плазменный нагрев 21
1.1 АЭлектроконтактный нагрев 24
1.1.5.Лазерный нагрев 25
1.1 .б.Индукционный нагрев 27
1.1.7.Термофрикционный нагрев 29
1.1.8. Высокоскоростная обработка 32
1.1.9. Высокоскоростная обработка с дополнительным тепловым воздействием 37
1.2. Концепция системного подхода к анализу методов высоко эффективной механообработки с дополнительными потоками энергии в зоне резания 39
1.3. Влияние физико-технических подсистем процесса ВСО с дополнительным тепловым воздействием на качество обработки 44
1.4. Сравнительный анализ методов механообработки с дополнительными потоками энергии в зоне резания. Постановка основных задач исследования 48
2. Феноменологическая модель процесса высокоскоростной обработки с дополнительными потоками энергии в зоне резания 52
2.1. Основные направления феноменологической модели системы высокоскоростной обработки с тепловым воздействием 53
2.2. Феноменологическая модель процесса высокоскоростной обработки с дополнительными потоками энергии в зоне резания 59
2.3. Выводы 70
3. Анализ энергосиловой подсистемы процесса высокоскоростного резания с дополнительным тепловым воздействием 72
3.1. Анализ влияния энергосиловых параметров процесса на эффективность обработки 73
3.1.1. Системный подход к анализу влияния энергосиловых араметров на производительность и качество обработки 73
3.1.2. Особенности энергосиловых параметров при обработке с различными видами теплового воздействия 75
3.2. Исследование силовых параметров при обработке с фрикционным нагревом зоны резания 86
3.3. Исследование силовых зависимостей при высокоскоростной обработке с дополнительным тепловым воздействием 94
3.4. Экспериментальные исследования энергосиловых параметров процесса высокоскоростной обработке с фрикционным воздействием 101
3.4.1. Методика исследования и аппаратура 101
3.4.2. Оценка точности полученных результатов 105
3.5. Выводы 107
4. Теплофизический анализ высокоскоростной обработки с дополнительными потоками энергии 110
4.1. Анализ влияния тепловых процессов на эффективность обработки с позиций системного подхода 111
4.1.1 Системный подход к анализу влияния тепловых процессов на производительность и качество комбинированной обработки 111
4.1.2. Теплофизические исследования методов обработки с дополнительным тепловым воздействием 114
4.2. Теплофизическая модель процесса обработки с дополнительным фрикционным воздействием 124
4.2.1.Упрощенная теплофизическая модель обработки с тепловым воздействием 133
4.2.2. Температурное поле в детали и фрикционном диске при обработке с дополнительным тепловым воздействием 136
4.2.3. Оценка влияния конвективного теплообмена на тепловую обстановку инструмента (диска) 142
4.3. Тепловые процессы в условиях высокоскоростной обработки 149
4.3.1. Анализ методов высокоскоростной обработки 149
4.4. Обобщенная теплофизическая модель процесса высокоскоростной обработки с дополнительным фрикционным воздействием 154
4.4.1. Упрощенная теплофизическая модель высокоскоростной обработки с тепловым воздействием 166
4.4.2. Температурные поля в детали и инструменте при высокоскоростной обработке 168
4.5. Экспериментальные исследования тепловых процессов элементов технологической системы при высокоскоростной обработке с фрикционным подогревом 174
4.5.1. Оценка точности результатов экспериментов 182
4.6. Выводы 185
5. Анализ динамических характеристик элементов технологической системы при высокоскоростной обработке с дополнительными потоками энергии 189
5.1. Системный подход к анализу влияния колебательных процессов на эффективность ВСО с дополнительными потоками энергии 190
5.2. Динамические характеристики инструмента при высокоскоростной обработке с фрикционным нагревом зоны резания 194
5.3. Экспериментальные исследования динамических характеристик элементов технологической системы при обработке с тепловым воздействием 216
5.3.3. Экспериментальное определение декремента собственных колебаний системы «шпиндель-диск» 223
5.4. Выводы 227
6. Стойкость режущего инструмента при высокоскоростной обработке с дополнительными потоками энергии в зоне резания 229
6.1. Системный подход к вопросу обеспечения стойкости режущего инструмента при высокоскоростной обработке с дополнительным тепловым воздействием в зоне резания 230
6. 2. Основные факторы, влияющие на разрушение режущего инструмента 233
6.2.1. Влияние силового фактора на изнашивание режущего инструмента 233
6.2.2. Влияние теплового фактора на стойкость реж. инструмента 235
6.2.3. Влияние колебаний на стойкость инструмента 242
6.3. Современные подходы к процессу изнашивания режущего инструмента 246
6.3.1. Термофлуктуационный подход 246
6.3.2. Структурно-энергетический подход к процессу изнашивания режущего инструмента 247
6.4.Особенности изнашивания режущего инструмента в условиях обработки с дополнительными потоками энергии в зоне резания. 253
6.5.Особенности изнашивания инструмента при высокоскоростной обработке с фрикционным нагревом зоны резания 265
6.6 .Экспериментальные исследования стойкости режущего инструмента при высокоскоростной обработке с тепловым воздействием 269
6.7. Выводы 277
7. Качество поверхностного слоя при высокоскоростной обработке с дополнительными потоками энергии 278
7.1. Системный подход к обеспечению качества поверхности деталей 279
7.2. Особенности формирования качества поверхности после обработки с дополнительными потоками энергии 282
7.3. Качество поверхности при высокоскоростной обработке с тепловым воздействием 295
7.3.1. Формирование шероховатости поверхности при высокоскоростном лезвийном резании с тепловым воздействием 296
7.3.2. Исследование структуры и микротвердости поверхности после высокоскоростной обработки с тепловым воздействием 313
7.4. Выводы 317
8. Оптимизация процесса высокоскоростной обработки с тепловым воздействием 319
8.1. Критерии оптимизации 319
8.1.1. Особенности описания ограничений при высокоскоростной обработке с тепловым воздействием 321
8.2. Особенности обработки жаропрочных сплавов 323
8.2.1. Режимы резания при обработке жаропрочных сплавов 323
8.2.2. Оптимизация режимов резания при обработке жаропрочных сплавов 329
8.3. Особенности обработки коррозионностойких сталей и сплавов 334
8.3.1. Режимы резания при обработке коррозионностойких сталей и сплавов 334
8.3.2. Оптимальные режимы резания при обработке коррозионностойких сталей и сплавов 340
8.4. Практические рекомендации по применению метода высокоскоростной обработки с дополнительным тепловым воздействием на производстве 344
8.5. Выводы 346
Заключение 347
Список литературы 349
Приложения 370
