Повышение эффективности обработки отверстий в массивных деталях из полимербетонов на примере синтеграна

• Автор: Велис Агуайо Алехандро Крисостомо
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 Методы сверления труднообрабатываемых материалов, и
композиционных материалов
1.2 Режимы резания алмазными сверлами
1.3 Физико-механические свойства полимербетонов
1.4 Физико-механические свойства синтегранов
1.5 Особенности обработки синтеграна
1.6 Состояние исследований в области обработки полимербетонов на примере синтеграна
1.7 Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ РЕЗАНИЯ И ШЕРОХОВАТОСТИ ОТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ СИНТЕГРАНА СВЕРЛЕНИЕМ
2.1 Гипотезы для получения математической модели обработки синтеграна
сверлением
2.2 Исходные свойства синтеграна для расчета математической модели:.
2.3 Теоретическое определение сил, действующих при обработке заготовки
синтеграна сверлением
2.4 Определение шероховатости обработки синтеграна с использованием теории механики разрушения
2.5 Процесс образования трещин при обработке синтеграна сверлением
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАБОТКИ СИНТЕГРАНА СВЕРЛЕНИЕМ
3.1 Определение области определения факторов при сверлении синтеграна.

3.2 Исследование процесса сверления синтеграна твердосплавными
сверлами с комплексным модифицированием режущей части
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ СИНТЕГРАНА СВЕРЛЕНИЕМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СВЕРЛАМИ
4.1 Исследование механических усилий
4.2 Полнофакторный эксперимент ПФЭ
4.3 Поиск оптимума с помощью метода «крутого спуска»
4.4 Развертывание отверстий в синтегране алмазными сверлами
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Г рафики силовых характеристик, полученных в режиме реального времени
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Профили поверхности заготовки синтеграна после
сверления спиральными цельными твердосплавными сверлами
ПРИЛОЖЕНИЕ В Профили поверхности заготовки синтеграна после
развертывания алмазным сверлом
ВВЕДЕНИЕ
В современном машиностроении все чаще используются
композиционные материалы, обладающими высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. Композиционные материалы в целом работают лучше, чем каждый отдельный компонент.
С помощью композиционных материалов в машиностроении можно решить такие задачи, как: повышение теплостойкости, вибростойкости, прочности, жесткости, и т. д. деталей машин при их эксплуатации, в то время как экономически, цена производства этих же деталей уменьшается в связи с тем, что эти материалы более технологичны по сравнению с металлами. Изменяя пропорции волокна и смолы (эпоксидная смола или различных пластмасс) можно адаптировать механические свойства материала для конкретного применения. В местах с высокими напряжениями, различные конфигурации материалов, таких как слоистые пакеты, обеспечивают дополнительную прочность.
В самолетах отношение высокой прочности к весу композитов позволяет разработчикам уменьшить вес судна, уменьшая расход топлива. Углепластики и другие композиты также требуют менее частого технического обслуживания, что снижает содержание расходов. За весь срок эксплуатации самолета, экономия может составить его первоначальную стоимость.
Композиты технологичны и используются для создания деталей больших размеров. Эти детали после их создания требуют мало операций обработки -фрезерование по краям, полирование поверхностей и сверление отверстий для крепления деталей.
Примером использования композиционных материалов могут быть Airbus АЗ 80 и Boing 787 (Дримлайнер). В Airbus АЗ 80 доля композиционных материалов достигает до 25% от веса структуры самолета и по их прогнозам в следующих новых самолетах может дойти до 53% [66]. Для Boing 787 эти цифры доходят до 50% от веса лайнера [78].

Недостатки этого инструмента:
а) невозможность изготовления гибких тонких дисков;
б) неэффективность при задачах, которые требуют сохранения точных размеров формы;
в) неэффективность при изготовлении очень маленьких форм, внутри которых невозможно разместить более 3-х слоев алмазных зерен.
Из всех характеристик трех типов алмазного инструмента видно, что каждый тип эффективен при определенных условиях. Так, например гальванический инструмент подходит при изготовлении упругих, гибких дисков, и дешевых инструментов, которые используются в быту не часто(рис 1.11) сверхточных инструментов, отклонение от размеров для которых составляет не более размера алмазного зерна, в то время как инструменты, изготовленные по другим технологиям более дорогие и подходят они для использования в производстве, где замена инструмента занимает важное значение в определение производительности производства.
1.2 Режимы резания алмазными сверлами
Выбор правильного сверла зависит от стойкости сверла и это, в свою очередь, зависит от твердости материала, его плотности, глубины сверления, геометрии, угловой скорости сверла, скорости подачи, СОЖ, типа и состояния бурового оборудования, метода закрепления материала и опыта оператора [81].
Выбирая алмазное сверло нужно определить его цели и сколько раз оно будет использовано, от этого зависит его экономичность и качество выбранного сверла: а) сверла, изготовленные по гальванической технологии самые дешевые, но имеют маленькую стойкость, примерно 1% от стойкости сверл, изготовленных на МонАлит связке по технологии вакуумно-диффузионной сварки алмазных зёрен (МонАлит сверла); б) сверла, изготовленные, по порошковой металлургической технологии имеют меньшую, чем среднюю