Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями: Методические указания к лабораторным работам

А. В. Циркин, М. Ю. Смирнов

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ

2 Ульяновск 2007

3 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет

А. В. Циркин, М. Ю. Смирнов

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ Методические указания к лабораторным работам

Ульяновск 2007

4 УДК 621.9.025 (076) ББК 34.663 я7 Ц 69

Рецензент канд. техн. наук, ведущий конструктор ОАО «УКБП» Г. И. Клюев. Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета.

Циркин, А. В. Ц 69 Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями: методические указания к лабораторным работам / А. В. Циркин, М. Ю. Смирнов. – Ульяновск: УлГТУ, 2007. – 30 с. В сборнике представлены лабораторные работы, предназначенные для изучения физических основ процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями. Лабораторные работы составлены в соответствии с учебной программой курса «Технологические методы нанесения износостойких покрытий» магистерской программы подготовки 552901. Лабораторные работы позволяют изучить влияние покрытий на характеристики процесса резания, силы резания и контактные нагрузки, тепловое состояние и работоспособность инструмента с покрытием. В каждой работе кратко изложены основные теоретические положения, методика выполнения работы и задания для самостоятельного выполнения работы. Работа подготовлена на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты».

УДК 621.9.025 (076) ББК 34.663 я7 © А. В. Циркин, М. Ю. Смирнов, 2007 © Оформление. УлГТУ, 2007

35

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………...…………………………………………………...6 1. Лабораторная работа № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ.…………………………………………………………7 2. Лабораторная работа № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА СИЛЫ И КОНТАКТНЫЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПЕРЕДНЕЙ И ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТЯХ ИНСТРУМЕНТА…………………………….…..….……11 3. Лабораторная работа № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА………………………………………….…….17 4. Лабораторная работа № 4. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ……..….…...24 ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………….…28 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..……………………………………….…...31

6 ВВЕДЕНИЕ Применение износостойких покрытий (ИП) является одним из эффективных методов повышения работоспособности режущих инструментов (РИ). Наибольшее применение в практике производства инструментов с ИП нашли методы физического (ФОП) и химического (ХОП) осаждения покрытий. В данном сборнике лабораторных работ исследуется влияние ИП, получаемых методом конденсации вещества в вакууме с ионной бомбардировкой (метод КИБ), относящемуся к методам ФОП, на характеристики процесса резания, контактные и тепловые процессы и работоспособность инструмента. Целью выполнения лабораторных работ является закрепление теоретических знаний студентов, полученных на лекциях, и развитие навыков научноисследовательской работы. В данном сборнике изложены методические указания к выполнению лабораторных работ и краткие теоретические положения соответствующих разделов курса «Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями».

7 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ 1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является определение влияния износостойких покрытий на степень пластической деформации и силы резания. 1.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ К основным характеристикам процесса резания относятся: степень пластической деформации, силы резания, температура, контактные характеристики – длина контакта, сила трения, контактное давление. Влияние большинства условий резания на данные характеристики и, следовательно, на сам процесс стружкообразования связано с соответствующим изменением контактных процессов на передней поверхности РИ. Характерными особенностями контакта стружки с передней поверхностью РИ являются: – различная химическая чистота поверхностей контакта. Эти поверхности могут быть весьма чистыми, практически свободными от окисных и адсорбированных пленок, но также могут быть покрыты столь значительными пленками различных соединений, что исключается непосредственное металлическое взаимодействие контактных поверхностей; – неравномерное распределение контактных нагрузок (напряжений) на передней и задней поверхностях РИ; – изменение температуры контакта в широких пределах. Из-за указанных особенностей скольжение стружки по передней поверхности может происходить в самых различных условиях, начиная с граничного трения без существенных вторичных пластических деформаций контактного слоя стружки и кончая полным «схватыванием» контактных поверхностей со значительной пластической деформацией контактного слоя стружки. Процесс трения при резании хорошо описывается двучленным законом трения. Согласно молекулярно-механической теории, трение имеет двойственную природу. Оно обусловлено объемным деформированием материала и преодолением молекулярных связей. Объемное деформирование связано с внедрением более твердых элементов поверхности в мягкое контртело; молекулярные связи представляют собой силы сцепления, действующие между атомами двух контактирующих тел. Таким образом, сила трения F выражается зависимостью: F = Fдеф + Fмол = μ0·N + A, (1)

8 где Fдеф – деформационная составляющая силы трения; Fмол , А – адгезионная составляющая силы трения, зависящая от сил молекулярного взаимодействия и истинной площади контакта; μ0 – коэффициент трения; N –нормальная сила. Трение играет важную роль в износе РИ. Высокие удельные нагрузки и температура, действующие на контактных поверхностях РИ, способствуют схватыванию инструментального и обрабатываемого материалов, что в конечном итоге отражается на работоспособности РИ. Изменение условий трения на контактных площадках РИ влияет на напряженное и деформированное состояния зоны стружкообразования, на распределение сил резания, на температуру резания. Одним из путей изменения условий трения на контактных площадках РИ является нанесение на его рабочие поверхности износостойких покрытий. Рис. 1. Обобщенные представления о трансформации зон стружкообразования при резании РИ с ИП: OLM, FO, Cγ, β – зоны главных и вторичных деформаций, длина контакта по передней поверхности, угол сдвига при резании РИ без ИП; OL′M′, F′O, C′γ, β′ – зоны главных и вторичных деформаций, длина контакта по передней поверхности, угол сдвига при резании РИ с ИП

Обобщенные представления о трансформации зон пластической деформации материала в зоне резания при использовании инструментов с ИП представлены на рис. 1. Как видно, нанесение ИП приводит к уменьшению размеров зоны вторичных деформаций OF и сужению размеров зоны основных пластических деформаций OLM. Линия OL, характеризующая начало пластических деформаций, значительно смещается в сторону передней поверхности (положение OL′). Несколько смещается и конечная граница зоны основных пластических деформаций – линия OM (положение ОМ′). Износостойкие покрытия, обладая высокой твердостью, износостойкостью, низкой физико-химической активностью по отношению к обрабатываемому материалу, способствуют снижению силы трения, температуры на контактных площадках РИ и в конечном итоге повышают его стойкость. 1.3. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Опыты выполняются на токарно-винторезном станке мод. 16К20. Процесс резания осуществляется резцами с механическим креплением твердосплавных пластин без покрытий и с покрытиями. В качестве ИП используются материалы однокомпонентного типа (TiN) и сложного состава (TiCN, TiZrN,

9 TiAlN). Степень пластической деформации оценивается по изменению коэффициента укорочения стружки, который определяется по отношению длины срезаемого слоя к длине стружки или весовым методом по формуле Q КL = , (2) (S ⋅ t ⋅ L c ⋅ ρ) где Q – вес кусочка стружки, мг; S – подача, мм/об; t – глубина резания, мм; Lc – длина кусочка стружки, мм; ρ – плотность материала стружки, мг/мм3.

Рис. 2. Влияние износостойких покрытий на коэффициент укорочения стружки

Рис. 3. Влияние износостойких покрытий на силы резания

Силы резания измеряются с помощью динамометра УДМ-600 с комплектом регистрирующей аппаратуры. Эксперименты по влиянию ИП на характеристики процесса резания проводятся в два этапа. На первом этапе определяют влияние ИП на коэффициент укорочения стружки. В данной серии опытов при постоянной скорости, глубине резания и переменной подаче измеряют коэффициент укорочения стружки для трех резцов: без ИП и два с различными ИП. Результаты полученных данных заносят в протокол (прил. 1) и оформляют в виде зависимостей, представленных на рис. 2 (1 – РИ без ИП, 2 и 3 – РИ с различными ИП). На втором этапе определяют влияние ИП на силы резания. Эксперименты проводят в той же последовательности, что и в первом случае. Результаты измерения сил резания заносят в протокол 2 и оформляют в виде зависимостей, представленных на рис. 3. 1.4. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с аппаратурой, методикой и содержанием работы. 2. Провести эксперименты по влиянию ИП на коэффициент укорочения стружки и силы резания. 3. По экспериментальным данным построить графики функциональных зависимостей. 5. Объяснить полученные функциональные зависимости.

10 1.5. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1. Что характеризует коэффициент укорочения стружки? 2. Какими методами можно измерять коэффициент укорочения стружки? Напишите и объясните формулы для определения коэффициента укорочения стружки. 3. Назовите и охарактеризуйте зоны пластической деформации. Объясните поведение металла в этих зонах. 4. Объясните методику проведения экспериментов по определению коэффициента укорочения стружки и силы резания. 5. Объясните влияние скорости резания и подачи на коэффициент укорочения стружки и силы резания. 6. Назовите методы нанесения износостойких покрытий и области их применения. 7. Перечислите основные свойства износостойких покрытий. 8. Охарактеризуйте влияние износостойких покрытий на характеристики процесса резания: коэффициент трения, степень пластической деформации, температуру резания, силы резания.

11 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА СИЛЫ И КОНТАКТНЫЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПЕРЕДНЕЙ И ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТЯХ ИНСТРУМЕНТА

2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является исследование влияния износостойких покрытий на силы резания и контактные нагрузки, действующие на передней и задней поверхностях инструмента. 2.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ В процессе резания РИ контактирует с заготовкой как по передней, так и по задней поверхностям, в результате чего на поверхностях РИ возникают нормальные и касательные силы. Силы, действующие на передней и задней поверхностях, отличаются друг от друга как по величине, так и по направлению. Как правило, силы на задней поверхности малы по сравнению с силами на передней поверхности. Поэтому при рассмотрении баланса сил, возникающих в процессе резания, в большинстве случаев силами на задней грани инструмента пренебрегают. Однако в ряде случаев силы на задней поверхности могут быть велики и иногда могут даже превышать силы на передней поверхности. В таких случаях необходимо учитывать силы на задней поверхности при анализе сил, действующих на контактных площадках РИ. Кроме того, изучение сил, действующих на поверхностях РИ, имеет большое значение для анализа износа РИ, а также для решения вопросов, связанных с формированием поверхностного слоя детали. По изменению сил на поверхностях РИ можно судить о влиянии различных факторов на процесс резания, работоспособность РИ. Рассмотрим схему сил, действующих на переднюю и заднюю поверхности РИ (рис. 4), при свободном резании. Между касательной силой на передней поверхности Fγ , нормальной силой на передней поверхности Nγ и силой стружкообразования Rγ существуют зависимости (3) Fγ = Rγ·sinΘ, (4) Nγ = Rγ·cosΘ, где Θ – угол трения. Средний коэффициент трения стружки с передней поверхностью равен (5) μγ = tgΘ = Fγ/Nγ. Между силой Rγ и ее проекциями на оси z и y существуют зависимости (6) Ryγ = Rγ·sinω, (7) Rzγ = Rγ·cosω,

12 где ω – угол действия – угол между равнодействующей Rγ сил на передней поверхности резца и плоскостью резания. Учитывая, что ω = Θ – γ, можно записать (8) μγ = tgΘ = tg(ω + γ).

Рис. 4. Схема сил, действующих на переднюю и заднюю поверхности инструмента: Cγ – полная длина контакта стружки и передней поверхности инструмента; C1γ – длина пластического контакта по передней поверхности; β – угол сдвига; ω – угол действия; Рyγ, Рzγ – радиальная и тангенциальная составляющие силы резания; Nγ, Fγ – нормальная и касательная силы по передней поверхности; Nα, Fα – нормальная и касательная силы по задней поверхности; γ, α – передний и задний углы инструмента; hз – фаска износа по задней поверхности

Если при помощи динамометра замерить силы Pz и Py (а при свободном резании Pz, Py и Px), то можно записать следующие соотношения между силами, действующими в процессе резания: (9) Py = Pyγ + Pyα = Pyγ + Nα = Rγ·sinω + Nα, (10) Pz = Pzγ + Pzα = Pzγ + Fα = Rγ·cosω + Fα, где Nα = Pyα – нормальная сила на задней поверхности; Fα = Pzα – касательная сила на задней поверхности. Согласно рис. 4 (11) tgω = Pyγ/ Pzγ = (Py – Nα)/(Pz – Fα). Учитывая полученное выражение, средний коэффициент трения стружки с передней поверхностью можно подсчитать по формуле (12) μγ = tg(ω + γ) = (tgω + tgγ)/(1–tgω·tgγ) = (Pyγ + Pzγ·tgγ)/(Pzγ – Pyγ· tgγ). При свободном резании вместо сил Py, Pyα и Pyγ должны быть подставлены их равнодействующие: Pxy = Px2 + Py2 ,

(13)

Pxyα = Px2α + Py2α ,

(14)

Pxyγ = Px2γ + Py2γ .

(15)

Средний коэффициент трения стружки с передней поверхностью при продольном точении может быть подсчитан по формуле

13 μγ = (Pxyγ + Pzγ·tgγ)/(Pzγ – Pxyγ· tgγ). (16) Для определения сил, действующих на передней поверхности, необходимо из сил, замеренных динамометром, исключить силы на задней грани резца Fα и Nα. Известно несколько способов экспериментального определения сил, действующих на задних поверхностях [1]: – метод экстраполяции силовых зависимостей на нулевую толщину среза; – метод подбора переднего угла; – метод сравнения сил резания при различных износах поверхности; – метод косоугольного резания; – метод разрезного резца.

Рис. 5. Влияние ширины фаски износа по задней поверхности на силы резания при точении

Наиболее пригодным методом определения сил, действующих на задней поверхности, является метод, основанный на сравнении сил резания при различных значениях ширины фаски износа. Данный метод основан на следующих положениях. Если все условия обработки остаются без изменения, а увеличивается только ширина фаски износа задней поверхности, то процесс стружкообразования обычно не изменяется. Поэтому и сила Rγ, действующая на переднюю поверхность, также не изменяется. Но из-за изменения площадки износа по задней поверхности возрастает сила Rα, действующая на этой поверхности, соответственно возрастает и полная сила резания. Таким образом, возрастание сил резания Py, Pz и Px при увеличении ширины фаски износа hз по задней поверхности произойдет только в результате увеличения сил, действующих на заднюю поверхность. Приращения сил резания ΔPy, ΔPz и ΔPx равны приращениям соответствующих сил ΔPyα, ΔPzα и ΔPxα, действующих на задней поверхности. Величины ΔPyα, ΔPzα и ΔPxα определяются как разности показаний динамометра при двух различных значениях ширины фаски износа hз.

14 Так как при обработке деталей из различных материалов соблюдается примерно пропорциональная зависимость между шириной фаски износа и силами Py, Pz и Px, (рис. 5), то, зная приращение износа Δhз, можно определить и сами силы, действующие на задней поверхности при различных значениях hз: (17) Pzα = Δ Pzα·( hз/ Δhз), (18) Pyα = Δ Pyα·( hз/ Δhз), (19) Pxα = Δ Pxα·( hз/ Δhз). Из полученных формул видно, что для определения сил на задней поверхности достаточно измерить с помощью динамометра силы резания при двух различных значениях ширины фаски износа. Однако, как показывает практика, целесообразно измерять силы резания при нескольких различных значениях износа hз. При наличии зависимости сил резания от износа задней поверхности силы на ней можно определить графически (рис. 5). При использовании данного метода определения сил на задней поверхности необходимо следить за постоянством усадки стружки. Это может быть обеспечено, если периодически доводить переднюю поверхность резца, сохраняя тем самым постоянство фактического переднего угла и условий стружкообразования. Зная нормальную силу и площадь контакта стружки с передней поверхностью резца, можно определить среднюю нормальную нагрузку на передней поверхности: (20) qNγ = (Pzγ·cosγ – Pxyγ·sinγ)/Cγ·b, где b и Cγ – соответственно ширина и длина контакта стружки с передней поверхностью. Учитывая, что средний коэффициент трения можно рассматривать как отношение касательной нагрузки qFγ к нормальной qNγ на передней поверхности, то можно записать (21) qFγ = μγ· qNγ. Для определения средней нормальной qNα и касательной qFα нагрузок на задней поверхности резца необходимо знать площадь фаски износа fз задней поверхности. Площадь фаски износа может быть подсчитана по формуле (22) Fз = hз·(t/sinφ + r·tg(φ/2) + S), где S (мм/об) и t (мм) – подача и глубина резания; r – радиус при вершине резца, мм; φ – главный угол в плане, град. Тогда (23) qNα = Nα/fз = Pxyα/ fз, (24) qFα = Fα/fз = Pzα/ fз. Коэффициент трения по задней поверхности может быть выражен через отношение контактных напряжений в зоне трения (25) μα = qFα/ qNα.

15 Распределение нормальных и касательных напряжений на передней поверхности резца представлено на рис. 6. Нормальные напряжения σNγ определяются по формуле (26) σNγ = σм·﴾( Cγ – хi)/Cγ﴿n, где хi – переменное расстояние от места отрыва стружки на передней поверхности до рассматриваемой точки; σм – максимальное нормальное напряжение на передней поверхности; n – показатель степени.

Рис. 6. Распределение нормальных и касательных напряжений на передней поверхности резца

Величины σм и n можно определить по формулам σм = Nγ/b· Cγ﴾Cγ/S·sinφ·KL·﴾μγ + tg(β – γ)﴿ + 1﴿, n = 2·﴾Cγ/﴾S·sinφ· KL·﴾μγ + tg(β – γ)﴿﴿ – 1﴿, где KL – коэффициент укорочения стружки, β – угол сдвига: tg β = cosγ/(KL – sinγ). Касательные напряжения на участке пластического контакта τFγ = ﴾Fγ/(b· σм· Cγ)﴿·﴾(n + 1)/(1 + n· C1γ/ Cγ)·(1 - n· C1γ/ Cγ)n﴿.

(27) (28) (29) (30)

2.3. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Работа выполняется на ЭВМ с использованием программы «Влияние износостойких покрытий на контактные характеристики процесса резания». Исследования влияния износостойких покрытий на силы и контактные нагрузки, действующие на передней и задней поверхностях РИ, проводятся в три этапа (пример отчета в прил.). 1. Исследование влияния покрытия TiN на контактные характеристики процесса резания при токарной обработке заготовок из сталей 30ХГСА и 12Х18Н10Т.

16 2. Исследование влияния покрытий сложного состава на основе нитрида титана на контактные характеристики при токарной обработке заготовок из сталей 30ХГСА и 12Х18Н10Т. Исследуемые покрытия: TiN, TiZrN, TiAlN, TiFeN. 3. Исследование влияния покрытий сложного состава на основе карбонитрида титана на контактные характеристики процесса резания при токарной обработке заготовок из стали 30ХГСА. Исследуемые покрытия: TiN, MoN, TiMoN, TiMoCN. 2.4. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с методикой, содержанием работы и программой расчета контактных характеристик. 2. Занести исходные данные для расчета контактных характеристик в протокол № 1. 3. Провести расчеты контактных характеристик для РИ без покрытия и с различными покрытиями. Результаты расчеты занести в протокол № 2. 4. Построить графики распределения контактных напряжений на передней поверхности РИ без покрытия и с различными покрытиями. 5. Провести анализ и объяснить полученные результаты исследований. 2.5. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1. Перечислите основные особенности контакта стружки с передней поверхностью РИ. 2. Дайте характеристику участков пластического и упругого контакта на передней поверхности РИ. 3. Нарисуйте и поясните схему сил, действующих на контактных площадках токарного резца при свободном резании. 4. Объясните методику определения сил, действующих на передней и задней поверхностях токарного резца. 5. Объясните влияние износостойких покрытий на контактные характеристики процесса резания.

17 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является изучение влияния износостойких покрытий на тепловое состояние инструмента. 3.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Тепловые процессы при резании являются одними из основных физических показателей, оказывающих влияние на развитие износа и стойкость РИ. Основные источники тепла образуются в зоне условной плоскости сдвига, на передней поверхности – в пределах площадки контакта между стружкой и РИ, на задней – в пределах площадки контакта между поверхностью обрабатываемой заготовки и РИ. Тепловые потоки между стружкой, деталью и РИ изображены на рис. 7.

Рис. 7. Схема движения тепловых потоков

Часть теплоты деформации Qдс от условной плоскости сдвига переходит в стружку. Из зоны трения на передней поверхности в стружку переходит часть теплоты трения, равная Qтп – Qп, где Qп – теплота, уходящая в РИ. Часть тепла деформации Qди переходит в заготовку. Туда же из зоны трения на задней поверхности переходит часть теплоты трения Qтз – Qз, где Qз – теплота, уходящая в РИ.

18 Образовавшееся тепло в зоне резания пропорционально совершаемой работе и зависит от физико-механических свойств материала обрабатываемой заготовки, геометрических параметров РИ и режима резания. Для измерения температур в зоне стружкообразования при металлообработке существуют различные методы. Общеизвестен метод измерения температуры с помощью естественной термопары, то есть термопары, элементы которой находятся в зоне контакта в виде разнородных материалов РИ и обрабатываемой детали. При этом высокие требования предъявляются к методике тарирования термопар, от которой зависит достоверность результатов измерений. Полуискусственной называется термопара, один из элементов которой естественно присутствует при механической обработке, а второй не участвует в этом процессе, а вводится в зону обработки с целью измерения температуры. В искусственной термопаре оба проводника, образующие спай, не участвуют в процессе резания и вводятся в РИ, заготовку или стружку. С помощью полуискусственных и искусственных термопар можно измерять локальные температуры, регистрировать их изменение во времени, записывать законы распределения температур на контактных площадках РИ.

Рис. 8. Схема расположения источников и стоков теплоты при точении

Бесконтактное измерение температур представляет собой регистрацию теплового излучения отдельных участков заготовки или РИ в процессе механической обработки. Одним из методов определения температуры является аналитический, то есть определение температуры расчетным путем. Для аналитического расчета температуры резания необходимо знать физико-механические и теплофизические характеристики обрабатываемого мате-

19 риала и материала РИ, геометрические параметры РИ, элементы режима резания и сведения о силах, возникающих в процессе обработки, усадки стружки и наросте. Прежде чем рассмотреть порядок расчета температуры резания, покажем схему расположения источников и стоков теплоты (рис. 8). Согласно рис. 8, температурное поле в стружке, рассматриваемой как бесконечный стержень толщиной а1, образуется в результате наложения температурных полей, возникающих под действием двух источников и одного стока теплоты. Первый плоский источник равномерной интенсивности b·qд расположен на условной плоскости сдвига. По отношению к стружке он является наклонным движущимся источником, скорость которого равна скорости стружки Vс. Его тепловая мощность определяется работой пластической деформации и коэффициентом b*, который определяет, какая часть тепла деформации остается в стружке. Второй плоский источник тепла переменной интенсивности q1Т расположен на передней поверхности РИ. По отношению к стружке он также является движущимся со скоростью Vс. Мощность источника определяется работой трения по передней поверхности РИ. Так как между стружкой и РИ существует теплообмен, то на контактной стороне стружки образуется сток теплоты интенсивностью q1. Заготовку можно рассматривать как полуограниченное пространство. Температурное поле в ней образуется в результате наложения температурных полей, возникающих от двух источников тепла (1 – b*)·qд и q2Т и одного стока теплоты q2. Источник на условной плоскости сдвига является плоским, имеет постоянную интенсивность, и его мощность зависит от количества тепла, переходящего в стружку. По отношению к заготовке он является подвижным, перемещающимся со скоростью резания. Второй источник действует на площадке контакта задней поверхности с поверхностью резания, мощность его определяется работой трения на задней поверхности. По отношению к заготовке он также является движущимся со скоростью резания. Сток теплоты интенсивностью q2 является результатом теплообмена между заготовкой и РИ. Инструмент можно представить как неограниченный клин, на передней и задней поверхностях которого действуют два плоских источника интенсивности q1 и q2. По отношению к РИ они являются стационарными, так как теплообмен между заготовкой и РИ является постоянным в течение всего времени резания. Для расчета температуры резания необходимо знать силы, действующие на контактных поверхностях РИ (рис. 4). Исходными данными для расчета температуры резания являются: Px, Py, Pz – составляющие силы резания (Н); Pxα, Pyα, Pzα – силы, действующие на задней поверхности (Н); Д – диаметр обрабатываемой поверхности (мм); V – скорость резания (м/мин); t – глубина резания (мм); S – подача (мм/об); γ – передний угол (град.); α – задний угол (град.); φ – главный угол в плане

20 (град.); Сγ – длина контакта стружки по передней поверхности (мм); hз – ширина фаски износа по задней поверхности (мм); Δ – высота нароста (мм); KL – коэффициент укорочения стружки; ω – коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала (см2/с); λ – коэффициент теплопроводности обрабатываемого и инструментального материалов (кал/см·с·˚С). Алгоритм расчета параметров, характеризующих тепловое состояние РИ, включает в себя определение следующих величин. 1. Силы резания на передней поверхности: (31) Pzγ = Pz – Pzα ; Pyγ = Py – Pyα; Pxγ = Px – Pxα, где Pzα, Pyα, Pxα – силы резания на задней поверхности. 2. Равнодействующая сила резания на передней поверхности: Pxyγ =

(P

2 xγ

)

+ Py2γ .

(32)

3. Угол действия: 4. Угол сдвига: 5. 6. 7. 8. вания:

tgω = Pxyγ/Pzγ.

(33)

(34) tgβ = cosγ/(KL – sinγ). Сила трения на передней поверхности: (35) Fγ = (Pzγ/cosω)·sin(ω + γ). Нормальная сила на передней поверхности: (36) Nγ = Pzγ/cosω·cos(ω + γ). Коэффициент трения на передней поверхности: (37) μγ = Fγ/Nγ. Интенсивность источника теплоты деформации в зоне стружкообразо-

(38) qд = (3,9·V·sinβ/S·t·KL)·(Pzγ·(KL – sinγ) – Pxyγ·cosγ). 9. Интенсивность источника теплоты трения на площадке контакта между стружкой и передней поверхностью РИ: (39) q1T = ﴾5,85·V·(Pzγ·sinγ + Pxyγ·cosγ)·sinφ﴿/(Cγ·t·KL). 10. Интенсивность источника теплоты трения между задними поверхностями РИ и заготовкой: (40) q2T = (3,90·Pzα·V·sinφ)/S·hз. 11. Безразмерный критерий Пекле, характеризующий скорость перемещения источника тепла (зона сдвига): (41) Peo = 1/6·﴾(V·S·sinφ)/(ω·sinβ)﴿. 12. Доля теплоты деформации в стружке: (42) b* = 1/(1 + 1,5·KL/ Peo ). 13. Температура деформации в стружке: (43) Θд = 0,6·(ω·KL/λ·V)·b*·qд. 14. Безразмерный критерий, определяющий часть теплоты, попавшей в заготовку: (44) φo = 1,33·10-2·V·(S·sinφ)2/ω·Д.

21 15. Коэффициент, учитывающий подогрев поверхностных слоев материала, из которых образуется стружка: С≈0,23·exp﴾–40·(0,15 – φo)2﴿ при 0,001≤φо≤0,15, (45) 2 С≈0,23·exp﴾–3,5·( φo – 0,15) ﴿ при 0,15≤φо≤2. 16. Безразмерный критерий Пекле, характеризующий скорость перемещения источника тепла (передняя поверхность): (46) Pe = 1/6·V·Cγ/ω. 17. Безразмерный критерий, характеризующий скорость движения и толщину пластины по сравнению с длиной источника: (47) Х = (KL·S·sinφ/Cγ)2·Pe. 18. Коэффициент формы режущего клина Lc и Lм соответствующее для средней на участке контакта и наибольшей температур: Lм ≈ 1,180/Х0,35 при 0,1≤Х≤1,62, (48) Lм = 1,0 при 0,62≤Х≤∞; Lс = 1,066/Х0,35 при 0,1≤Х≤1,2, Lс = 1,0 при 0,2≤Х≤∞. 19. Средняя температура прирезцовой стороны стружки: Θс = (1+С)·Θд + 0,141( ω )/λ·Lс·( К L ⋅ l γ ) / V) ⋅ (q1T − 1,3q1 ) ,

(49)

(50)

где q1 – интенсивность стока тепла на площадке контакта стружки и резца. 20. Функция, отображающая закон распределения температур на площадке контакта заготовки с резцом, вызванных теплотой деформации: Tи = (1 + ξ) − ξ , (51) где ξ = (hз·tgβ)/(2·S·sinφ). 21. Средняя температура на площадке контакта заготовки с задней поверхностью резца: Θи = (1+С) · Θд·Ти + 0,1·(( ω ⋅ h з ) / λ ⋅ V ) ⋅ (q 2T − 1,82q 2 ) . (52) 22. Безразмерный коэффициент: (53) η1 = b/l1 = t/(sinφ·Cγ). 23. Безразмерный коэффициент: (54) η2 = b/l2 = t/(sinφ·hз). 24. Коэффициент, учитывающий форму режущего клина (передняя поверхность): (55) М1 = (4,88 + 2,64·η10,5·lgη1)·β-0.85 при η1 ≥1; (56) М1 = (4,88 + 3,92·η10,27·lgη1)·β-0.85 при η1≤1, где β = (90° – γ – α) – угол заострения в рад.

22 25. Коэффициент, учитывающий форму режущего клина (задняя поверхность): (57) М1 = (4,88 + 2,64·η20,5·lgη2)·β-0.85 при η2 ≥1; 0,27 -0.85 при η2≤1, (58) М1 = (4,88 + 3,92·η2 ·lgη2)·β 26. Отношение длины контакта стружки с передней поверхностью к ширине фаски износа Х1 = Сγ/hз. (59) 27. Отношение ширины фаски износа к длине контакта стружки с передней поверхностью (60) Х2 = hз / Сγ. 28. Значение функции В, используемой при расчете тепловых потоков в резце при Х1 [2, С. 265]. 29. Значение функции В, используемой при расчете тепловых потоков в резце при Х2 [2, С. 265]. 30. Значение функции, используемой при расчете средней температуры на задней поверхности резца: (61) N1 = G1·B·(hз/ Сγ), причем 0,6 G1 = 0,04 + 0,02· η1 ·lgη1 при η1 ≥1; (62) 0,22 (63) G1 = 0,04 + 0,028· η1 ·lgη1 при η1 ≥1. 31. Значение функции, используемой при расчете средней температуры на передней поверхности резца: (64) N2 = G2·B·(Сγ/hз), причем 0,6 (65) G2 = 0,04 + 0,02· η2 ·lgη2 при η2 ≥1; 0,22 G2 = 0,04 + 0,028· η2 ·lgη2 при η2 ≥1. (66) 32. Средняя температура на передней поверхности резца: (67) Θп = (М1/λр)·q1·Сγ + (N2/λр)·q2·hз. 33. Средняя температура на задней поверхности резца: (68) Θз = (М2/λр)·q2· hз + (N1/λр)·q1·Сγ. 34. Температура резания: (69) Θ = (Θп·Сγ + Θз·hз)/(Сγ + hз). Интенсивности итоговых потоков q1 и q2 определяются из решения уравнений: Θс = Θп и Θи = Θз, после чего определяются величины Θп, Θз и Θ. 35. Распределение температуры по длине контакта на передней поверхности Θ(ψ) = (1 + С)·Θд + 0,195( ω / λ ) ⋅ L м ⋅ (K L ⋅ C γ / V) ⋅ (q1T ⋅ T1 − 1,41 ⋅ q1 ⋅ T2 ) , (70) где ψ = x/Сγ – безразмерная абсцисса точки контакта. Функции Т1 и Т2 выбираются по [2, С. 84]. 3.3. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Работа выполняется на ЭВМ с использованием программы «Расчет температуры резания».

23 Исследования по влиянию износостойких покрытий на тепловое состояние РИ выполняются в три этапа (пример отчета в прил.). 1. Исследование влияния покрытия TiN на тепловое состояние РИ при токарной обработке заготовок из сталей 30ХГСА и 12Х18Н10Т. 2. Исследование влияния покрытий сложного состава на основе нитрида титана на тепловое состояние РИ при токарной обработке заготовок из сталей 30ХГСА и 12Х18Н10Т. Исследуемые покрытия: TiN, TiZrN, TiAlN, TiFeN. 3. Исследование влияния покрытий сложного состава на основе карбонитрида титана на тепловое состояние РИ при токарной обработке заготовок из стали 30ХГСА. Исследуемые покрытия: TiN, MoN, TiMoN, TiMoCN. 3.4. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с методикой, содержанием работы и программой расчета температуры резания. 2. Занести исходные данные для расчета температуры в протокол № 1. 3. Провести расчеты температур и других параметров, характеризующих тепловое состояние, для инструмента без покрытия и с различными покрытиями. 4. Построить графики распределения контактной температуры на передней поверхности для РИ без покрытия и с различными покрытиями. 5. Провести анализ и объяснить полученные результаты. 3.5. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1. Назовите и дайте краткую характеристику методам определения температуры резания. 2. Перечислите исходные данные для определения температуры резания аналитическим путем. 3. Объясните методику определения сил, действующих на передней и задней поверхностях РИ. 4. Напишите и объясните формулы для определения мощностей и интенсивностей тепловых источников при резании. 5. Объясните влияние элементов режима резания на температуру при токарной обработке. 6. Объясните влияние износостойких покрытий на тепловое состояние РИ.

24 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 РАБОТОСПОСОБНОСТЬ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ

4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является изучение работоспособности твердосплавных и быстрорежущих инструментов с одно- и многослойными покрытиями на различных операциях обработки резанием. 4.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 4.2.1. Типы износостойких покрытий режущих инструментов и области их рационального применения Износостойкие покрытия КИБ прошли в своем развитии путь от простых однослойных покрытий типа TiN до многослойных покрытий, включающих слои различного функционального назначения, состоящие из сложнолегированных материалов (TiZrN, TiAlN, TiFeN, TiZrFeN и др). Применение простых однослойных покрытий на основе нитридов и карбонитридов типа TiN и TiCN в настоящее время не представляется целесообразным, так как эффективность таких покрытий низка по сравнению с образцами более поздней разработки. Однако, в ряде случаев эффективность простых покрытий может быть повышена за счет такого технологического приема, как осаждение покрытия в комбинированном температурном режиме (КТР). В этом случае «нижняя» зона покрытия, прилегающая к инструментальной основе, осаждается при повышенной температуре конденсации, а «верхняя», контактирующая с заготовкой и стружкой – при пониженной температуре. Технология КТР позволяет повысить эффективность покрытий в 1,5 раза. Несмотря на это простые покрытия целесообразно применять только в качестве функциональных слоев в составе многослойных покрытий. На следующем этапе развития покрытий были созданы покрытия сложного состава на основе нитридов и карбонитридов, легированные одним металлическим или неметаллическим элементом. Примерами таких покрытий могут служить сложные нитриды TiZrN, TiAlN, TiFeN, TiSiN и карбонитриды TiZrCN, TiAlCN. При этом использование сложных нитридов двойных систем металлов и неметаллов позволяет повысить стойкость режущих инструментов в 2–3 раза, а карбонитридов – до 4–6 раз по сравнению с покрытием TiN. Среди указанных покрытий наиболее эффективны покрытия на основе соединений титана и алюминия и титана и циркония, обладающие одновременно высокой твердостью и вязкостью разрушения, а также жаростойкостью и коррозионной стойкостью. Легирование таких покрытий третьим элементом (покрытия на ос-

25 нове тройных систем типа TiZrSiN, TiAlSiN, TiZrAlN, TiAlZrN и др.) позволяет дополнительно повысить стойкость инструмента в 1,5–2 раза. Для упрочнения быстрорежущего инструмента целесообразно применять покрытия, легированные железом с целью увеличения прочности сцепления покрытия и инструментальной основы. Следует отметить, что на указанных этапах развития износостойкие покрытия разрабатывали без учета области их применения, то есть практически отсутствовала оптимизация свойств и состава покрытий в зависимости от условий резания. Логическим продолжением развития износостойких покрытий режущих инструментов стало создание многослойных покрытий КИБ, в которых в качестве слоев сначала использовали простые материалы (TiN, TiCN), а затем легированные покрытия на основе двойных и тройных систем металлов и неметаллов. Изначально многослойные покрытия разрабатывали с учетом условий их применения, то есть с учетом условий резания. Исходя из этого, многослойные покрытия можно разделить на следующие группы: 1. Многослойные покрытия для твердосплавных режущих инструментов, работающих при прерывистом резании (в первую очередь покрытия для фрез). 2. Многослойные покрытия для твердосплавных режущих инструментов, работающих при непрерывном резании (покрытия для токарной обработки). 3. Многослойные покрытия с переходными адгезионными слоями (ПАС) для быстрорежущих инструментов. Данная группа покрытий в конструкции и составе учитывает в первую очередь условия на границе «покрытие– инструментальная основа», так как главной причиной разрушения покрытий на быстрорежущем инструменте является отслоение, обусловленное как значительным различием свойств покрытия и основы, так и условиями работы инструмента в области наростообразования и интенсивного адгезионноусталостного износа. Конструкции многослойных покрытий для различных областей применения в хронологическом порядке этапов их создания приведены в табл. 1 (в записи многослойного покрытия сначала указывают нижний слой, затем вышележащие). Таблица 1

Этап

Многослойные износостойкие покрытия КИБ Прерывистое резание

Непрерывное резание

Обработка быстрорежущим инструментом

1

TiN-TiCN

–

2

TiCN-TiN TiZrCN-TiZrN, TiCN-TiZrN-TiN

TiFeN-TiN, TiFe-TiFeN-TiN

3

TiCN15%-TiZrN-TiNКТР

TiN-TiZrN, TiN-TiAlN TiN-TiCN-TiZrN

TiZrFe-TiZrFeN-TiZrN

26 На первом этапе были разработаны многослойные покрытия, включающие слои простого состава, затем были предложены усовершенствованные конструкции, содержащие слои сложного состава. На третьем этапе созданы конструкции покрытий, обладающие высокой эффективностью благодаря сочетанию различных способов повышения свойств (сложное легирование, варьирование состава газовой среды, технология КТР). 4.2.2. Принципы построения многослойных покрытий КИБ В основу разработки принципов построения многослойных покрытий положены исследования физико-механических и структурных свойств покрытий, а также процессов износа и разрушения РИ в различных условиях резания. Известно, что разрушение покрытий на твердосплавном инструменте происходит в результате трещинообразования, в результате которого покрытие разделяется на мелкие сегменты, уносимые стружкой. Причем для различных условий резания причина возникновения трещин неодинакова. Например, при прерывистом резании трещины возникают из-за действия переменных теплосиловых нагрузок, связанных с чередованием рабочего и холостого ходов инструмента. При непрерывном резании причиной возникновения трещин служит потеря формоустойчивости режущего клина под действием тепловых и силовых нагрузок. Для условий прерывистого резания предложен принцип построения многослойного покрытия, включающего три слоя: нижний слой обеспечивает прочность сцепления покрытия и инструментальной основы и призван минимизировать перепад напряжений на границе «покрытие–инструментальный материал» (покрытие TiCN); промежуточный слой является высокотрещиностойким барьером (слой TiZrN имеет высокие остаточные сжимающие напряжения и микрослоистую структуру); верхний слой (TiN) обеспечивает снижение температуры и амплитуды ее колебания при чередовании рабочего и холостого ходов. Для непрерывного резания покрытие должно обеспечивать высокую формоустойчивость режущего клина, минимизируя его пластические деформации, при этом одновременно должно обладать высокими микротвердостью, трещиностойкостью и износостойкостью. В качестве материала верхнего слоя такого покрытия предложены высокоэффективные легированные материалы (TiZrN, TiAlN); в качестве материала нижнего слоя – нитрид титана (TiN), обладающий хорошей прочностью сцепления с основой; промежуточный слой (TiCN) предназначен для связи верхнего и нижнего слоев и обеспечивает плавное изменение микротвердости, модуля Юнга и остаточных напряжений по глубине покрытия. Для быстрорежущего инструмента предложены конструкции многослойных покрытий, включающие в качестве нижнего слоя ПАС, состоящие из двой-

27 ных либо тройных систем металлов, включающих железо. Назначение ПАС – повышение прочности сцепления покрытия с инструментальной основой за счет высокой адгезии, химического сродства с быстрорежущей сталью и снижения перепада напряжений на границе «покрытие–инструментальная основа». 4.3. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ При выполнении лабораторной работы используется электронное учебное пособие «Работоспособность режущих инструментов с износостойкими покрытиями». В ходе выполнения лабораторной работы необходимо выполнить следующее (пример отчета в прил.): 1. Изучить теоретический материал, приведенный в пособии; 2. Пройти входной контроль знаний, если знания неудовлетворительны, следует повторить теоретический материал; 3. В соответствии с заданием (табл. 2) исследовать работоспособность инструментов с покрытием; 4. Пройти контрольное тестирование; 5. Сформировать отчет в MS Excel. Отчет по работе должен содержать название, цель работы и основной раздел, в котором должны быть приведены результаты выполнения работы. Таблица 2 Задания для выполнения лабораторной работы № вар. 1

2

3

Задание Исследовать работоспособность твердосплавного РИ с однослойными и многослойными покрытиями при токарной обработке заготовок из стали 30ХГСА (твердый сплав МС318) и 5ХНМ (твердый сплав МК8). Сравнить эффективность одно- и многослойных покрытий, сделать вывод, какие покрытия наиболее эффективны. Режимы резания: V = 150–200 м/мин, S = 0,1–0,3 мм/об, t = 1 мм. Исследовать работоспособность твердосплавного РИ с однослойными и многослойными покрытиями при фрезеровании заготовок из стали 5ХНМ. Сравнить эффективность многослойных покрытий различных конструкций, сделать вывод, какие покрытия наиболее эффективны. Режимы резания: V = 150–250 м/мин, SZ = 0,25–0,4 мм/зуб, t = 1,5 мм. Исследовать работоспособность быстрорежущих сверл с покрытиями при сверлении заготовок из титанового сплава ВТ22. Сравнить эффективность покрытий различных типов, сделать вывод, какие покрытия наиболее эффективны. Режимы резания: V = 4–8 м/мин, SZ = 0,06–0,08 мм/об, t = 4 мм.

4.4. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ По окончании выполнения работы необходимо пройти контрольное тестирование в среде электронного учебного пособия.

28 Приложение ОБРАЗЦЫ ОТЧЕТОВ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ Станок__________________________________________________ Геометрия резца__________________________________________ Обрабатываемый материал_________________________________ Протокол 1 №

Подача S, мм/об

Глубина резания t, мм

Частота вращения n, об/мин

Скорость резания V, м/мин

Коэффициент укорочения стружки КL С покрыБез С покрытием покрытия тием TiN TiZrN

Влияние износостойких покрытий на коэффициент укорочения стружки

КL

S, мм/об

29 Продолжение прил.

Скорость резания V, м/мин

Частота вращения n, об/мин

Глубина резания t, мм

№

Подача S, мм/об

Протокол 2 Сила Pz, Н Без ИП

С ИП TiN

С ИП TiZrN

Сила Py, Н Без ИП

Влияние износостойких покрытий на силы резания

Pz, Py, Н

S, мм/об

С ИП TiN

С ИП TiZrN

30 Окончание прил. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА СИЛЫ И КОНТАКТНЫЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПЕРЕДНЕЙ И ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТЯХ ИНСТРУМЕНТА Глубина резания t, мм Скорость резания V, м/мин

Подача S, мм/об

Обрабатываемый материал

№

Инструментальный материал

Протокол 1 Силы резания, Н Сγ, мм

КL

φ, γ, град град

Pzα

Pz

Py

Pyα

Px

Pxα

Распределение контактных напряжений на передней поверхности σN, τF, Ошибка!

Cγ, мм

μα

qNα, Н/мм2

qFα, Н/мм2

Nα, H

Характеристики процесса резания на задней поверхности Fα, H

τFП, Н/мм2

σм, Н/мм2

μγ

qNγ, Н/мм2

qFγ, Н/мм2

Nγ, H

Fγ, Н

ε

β, град

Характеристики процесса резания на передней поверхности ω, град

Обрабатываемый материал

№

Инструментальный материал

Протокол 2

31 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Развитие науки о резании металлов. – М.: Машиностроение, 1967. – 416 с. 2. Резников, А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А. Н. Резников. – М.: Машиностроение, 1981. – 279 с. 3. Ящерицын, П. И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: учеб. для вузов / П. И. Ящерицын, М. Л. Еременко, Е. Э. Фельдштейн. – Минск: Высшая школа, 1990. – 512 с. 4. Табаков, В. П. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями сложного состава на основе нитридов и карбонитридов титана / В. П. Табаков. – Ульяновск: УлГТУ, 1998. – 123 с. 5. Верещака, А. С. Физические основы процесса резания и изнашивания режущего инструмента с износостойкими покрытиями / А. С. Верещака – Ульяновск: УлГТУ, 1998. – 144 с.

32

Учебное издание ЦИРКИН Алексей Валерьевич СМИРНОВ Максим Юрьевич ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ИЗНОСОСТОЙКИМИ ПОКРЫТИЯМИ Методические указания к лабораторным работам Редактор О. С. Бычкова Подписано в печать 02.08.2007. Формат 60Ч84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,63. Тираж 100 экз. Заказ Ульяновский государственный технический университет 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32. Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32.