Физика и оптимизация резания материалов

По результатам дислокационного анализа на субструктурном уровне предложена новая физическая трактовка процесса резания материалов как их управляемого разрушения с предшествующей пластической деформацией.

С единых физических позиций рассмотрены основные вопросы теории резания: реакция обрабатываемого и инструментального материалов, формирование свойств поверхностного слоя детали, обрабатываемость резанием, методы интенсификации, а также детерминированной и стохастической оптимизации. Содержится много примеров практической реализации теоретических положений и разработанных методик оптимизации обработки резанием деталей из труднообрабатываемых материалов.

Для инженерно-технических и научных работников, специалистов промышленности, полезна преподавателям, аспирантам и студентам втузов.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ТЕНДЕНЦИИРАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРАКТИКИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Процессы обработки резанием
1.2. Тенденции развития теории материалов
1.3. Современные тенденции и проблемы автоматизации обработки резанием
1.4. Структурная модель процесса резания и принципы
его управления
1.5. Понятия и термины процесса резания

Глава 2. ДИСЛОКАЦИОННАЯ
ФИЗИКА ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
2.1. Теоретические и экспериментальные предпосылки дислокационного анализа процесса резания
2.2. Методология дислокационного анализа процесса резания металлов
2.3. Комплексная методика выявления и изучения дислокационной структуры металлов при их обработке резанием
2.4. Эволюция дислокационной структуры в зоне резания металлов
2.5. Аномальное поведение металлов при их обработке резанием
2.6. Статистические закономерности формирования дислокационной структуры
2.7. Изменение дислокационных характеристик обрабатываемого материала в процессе резания

Глава 3. ДИСЛОКАЦИОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
3.1. Кинетика пластической деформации и упрочнения металлов при резании
3.2. Напряженно-деформированное состояние зоны резания
3.3. Работа пластической дефор мации и образования новой поверхности
3.4. Моделирование характера и интенсивности нагружения обрабатываемого металла при резании
3.5. Моделирование процесса пластической деформации и разрушения при обработке резанием жаропрочных сплавов
3.6. Положения и следствия дислокационно-энергетической модели резания металлов

Глава 4. ФОРМИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛИ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ
4.1. Классификация и взаимообусловленность параметров качества обработки
4.2. Упрочнение поверхностногс слоя детали при обработке резанием
4.3. Скрытая энергия деформирования поверхностного слоя детали как критерий качества обработки
4.4. Управление качеством обработки по величине скрытой энергии деформирования

Глава 5. ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ. .
5.1. Определение и количественная оценка обрабатываемости материалов резанием
5.2. Физические предпосылки улучшения обрабатываемости резанием металлов и сплавов
5.3. Связь обрабатываемости материалов резанием с их субструктурным состоянием
5.4. Влияние растворения поверхности на пластичность и прочность деформируемого металла
5.5. Резание с растворением наружной поверхности срезаемого слоя
5.6. Резание с наложением ультразвуковых колебаний на наружную поверхность срезаемого слоя

Глава 6. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ УТОЧНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ.
6.1. Феноменологические подходы в моделировании резания материалов
6.2. Управляемое разрушение как концепт процесса резания материалов
6.3. Новая концепция моделирования резания как взаимосвязанного процесса пластической формоизменения и разрушения с формированием новых поверхностей
6.4. Концептуальный вариант расчета силы резания пластичных материалов
6.5. Физическая природа наростообразования
6.6. Пути управления характером стружкообразования.
6.7. Специфика теплообразования в зоне резания металлов.
6.8. Механика разрушения при резании хрупких материалов
6.9. Теоретические предпосылки достижения предельной скорости резания

Глава 7. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
7.1. Физико-химические основь назначения инструментальных материалов
7.2. Обобщенная статистическаз модель стойкости режущего инструмента
7.3. Анализ надежности режущего инструмента
7.4. Управление работоспособностью режущего инструмента
7.5. Работоспособность инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов на железной и стальной связках
7.6. Контроль состояния режущего инструмента и управление резанием

Глава 8. МЕТОДОЛОГИЯ ОПТИМИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
8.1. Оптимизация как метод управления обработкой резанием
8.2. Принципы моделирования процесса резания при многокритериальной оптимизации.
8.3. Структура математических моделей оптимизации
8.4. Модели оптимизации
8.5. Методы управления

Глава 9. ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
9.1. Энергетические критерии оптимальности процесса резания
9.2. Процедура оптимизации в автоматизированной системе проектирования токарной обработки
9.3. Математическое моделирование токарной обработки
9.4. Особенности оптимизации нестационарного резания.
9.5. Состав информационной базы при оптимизации токарной обработки
9.6. Назначение режущего инструмента и режимов резания
9.7. Методология оптимизации многопереходной обработки
9.8. Технологические возможности и примеры практического использования расчетной методики оптимизации резания

Глава 10. ВЕРОЯТНОСТНАЯ ПРИРОДА ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЕГО СТАТИСТИЧЕСКОП АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ
10.1. Вероятностная природа резания материалов
10.2. Статистический анализ и формализация рассеяния свойств обрабатываемых материалов

10.3. Статистический анализ припуска у заготовок, полученных литьем или обработкой давлением
10.4. Нестабильность свойств инструментальных материалов
10.5. Исследование биения зубьев режущих инструментов
10.6. Жесткость станков как фактор нестабильности обработки резанием

Глава 11. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
11.1. Имитационное моделирование резания
11.2. Расчетное статистическое моделирование резания
11.3. Статистическая оптимизация процесса резания с учетом его надежности
11.4. Рекомендации по управлению процессом резания при неполной исходной информации

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ