Исследование высокотехнологичных композиционных материалов с заданными физико-механическими свойствами для изделий машиностроения

• Автор: Шафигуллин, Ленар Нургалеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 247 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В

МАШИНОСТРОЕНИИ

1.1 Эпоксидные, полиэфирные и эпоксиполиуретановые полимерные композиционные материалы в машиностроении

1.2 Методы оптимизации составов полимерных композиционных материалов

1.3 Композиционные материалы для футеровочных плит и

фитингов

1.4Механическая обработка полимерных композиционных материалов

осевыми инструментами

Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Исследуемые материалы
2.2 Приборы и установки, методы исследований
2.3 Статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МАТРИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ И НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Влияние матричных компонентов на физико-механические и технологические свойства полимерных композитов
3.2 Влияние объемного содержания наполнителей на физико-механические и технологические свойства полимерных композитов
3.3 Влияние агрессивных сред на физико-механические, технологические
свойства и качество полимерных композиционных материалов
Выводы по главе

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4 Л Топологическая модель дисперсно-наполненных композиционных
материалов
4.2 Прогнозирование и оптимизация физико-механических свойств композиционных материалов
4.3 Кинетические модели коррозионной стойкости полимерных композиционных материалов
4.4 Оптимизационная модель расчета технологических параметров механической обработки полимерных композиционных материалов

Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ
5.1 Автоматизированная система проектирования и создания полимерных композиционных материалов с заданными физико-механическими
свойствами, используемых в машиностроении
5.2 Практическое применение высокотехнологичных полимерных
композиционных материалов в машиностроении
5.2.1 Футеровочные плиты из полимерных композиционных
материалов
5.2.2 Фитинговые системы из полимерных композиционных материалов

Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Технический прогресс вызывает необходимость создания высокотехнологичных полимерных материалов, используемых в машиностроении.
Новые материалы, появляющиеся вследствие стремления к совершенствованию существующих машиностроительных конструкций и изделий, открывают возможности для реализации перспективных конструктивных решений и технологических процессов. В настоящее время перспективы прогресса в машиностроении неразрывно связаны с разработкой и широким внедрением полимерных композиционных материалов (ПКМ) в производство.
Разработки и исследования отечественных и зарубежных ученых показали большие перспективы получения композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных и полиэфирных смол. Благодаря уникальному комплексу эксплуатационных свойств композиционные материалы на основе полимеров нашли широкое применение в машиностроении при производстве защитных покрытий, стеклопластиков, фасонных изделий, футеровочных плит для защиты металлических конструкций от воздействия агрессивных сред и ударных нагрузок, элементов станочной системы (станин, направляющих, подрезцовых пластин и державок токарных резцов), а также для восстановления и усиления конструкций и омоноличивания сборных элементов.
Футеровочные плиты и элементы фитинговых систем из полимерных композиционных материалов в процессе своей эксплуатации испытывают различные внешние нагрузки (статические, динамические, ударные), а также действие агрессивных сред (вода, смазочно-охлаждающая жидкость, кислые и щелочные среды), снижающих их физико-механические свойства и приводящих к преждевременному выходу из строя готовых изделий.

конструкций. В качестве режущих инструментов для обработки отверстий применяют: перовые, спиральные быстрорежущие сверла; сверла,
оснащенные пластинками твердых сплавов. В качестве оборудования используют сверлильные станки, предназначенные для обработки металлов, а также специальные полуавтоматические станки. Основные требования к отверстиям: точность в пределах 10-13 квалитетов, параметр шероховатости поверхности К.а> 3,2-8 мкм.
Производительность и качество изготовления деталей из ПКМ зависит от рационального проведения процессов обработки резанием, которые достигаются в том случае, если:
1) режущая часть инструмента имеет оптимальные геометрические параметры и качественную заточку лезвий;
2) обработка заготовок ведется с техническими и экономическими обоснованными подачами и скоростями резания;
3) кинематические и динамические возможности механизмов коробки подач и скоростей станка позволяют реализовать обоснованные значения подачи и скорости резания.
Под термином режимы резания понимается совокупность числовых значений глубины резания ((), подачи ($), скорости резания (V), геометрических параметров и стойкости режущей части инструментов (Т), а также силы резания, мощности и других параметров рабочего процесса резания, от которых зависят его технико-экономические показатели.
Попытки применения закономерностей и рекомендаций стандартов по резанию металлов для обработки осевыми инструментами ПКМ не имели успеха, так как композитные материалы имеют специфические свойства, обуславливающие особенности их механической обработки. Процесс резания ПКМ целесообразно рассматривать как самостоятельный имеющий определенные закономерности и специфику. Сравнение закономерностей процесса резания ПКМ и металлов необходимо для того, чтобы учесть их