Разработка и реализация технологических методов создания, изготовления и выбора фрезерного инструмента для эффективной обработки композиционных неметаллических материалов

• Автор: Лобанов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 411 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕОРИИ В ОБЛАСТИ СОВРЕМЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И СПЕЦИФИКА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ИХ ОБРАБОТКИ
1.1. Анализ современных композиционных материалов. Область применения и перспективы использования
1.1.1. Структура и классификация некоторых видов современных композиционных материалов

1.1.2. Композиционные материалы на древесной основе

1.1.3. Полимерные композиционные материалы

1.2. Особенности процесса резания композиционных материалов

1.3. Инструмент для обработки композиционных материалов и пути его совершенствования (на примере фрезерного инструмента)
1.3.1. Конструктивные особенности инструментов для обработки композиционных материалов
1.3.2. Инструментальные материалы, применяемые для изготовления инструмента для обработки композиционных материалов
1.3.3. Методы и способы повышения работоспособности инструмента.
1.3.4. Организация системы инструментального обеспечения на предприятиях
Выводы по 1 главе:
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СБОРНОГО ФРЕЗЕРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА КОНСТРУКЦИЙ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВАРЬИРУЕМЫХ УСЛОВИЯХ СОПОСТАВИМОСТИ

2.1. Основные принципы автоматизации процесса выбора и систематизации режущего инструмента
2.2. Разработка методологии моделирования и систематизации сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов
2.3. Теоретические положения для создания методики сравнительного анализа конструкций инструмента при варьируемых условиях сопоставления
2.4. Создание единой автоматизированной системы для формирования базы данных и многокритериального сравнительного анализа конструкций сборного фрезерного инструмента
2.5. Разработка инженерной методики обоснования использования нового программного обеспечения для выбора рациональной конструкции инструмента

Выводы по 2 главе:
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСЛОВИЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Причины потери режущей способности режущего инструмента при обработке композиционных материалов
3.2. Анализ традиционных способов изготовления и восстановления твердосплавного инструмента для обработки композиционных материалов
3.3. Исследование процесса потери режущей способности алмазных кругов на металлической связке при шлифовании твердого сплава
3.3.1. Исследование эталонной поверхности алмазного круга
3.3.2. Исследование поверхности алмазного круга на металлической связке в процессе обработки твердого сплава
3.4. Моделирование напряженно-деформированного состояния в пластине режущего элемента из инструментального твердого сплава группы ВК (1¥С-Со)
при алмазном затачивании
Выводы по 3 главе:

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
4.1. Прогрессивные методы и технологий изготовления (восстановления) твердосплавного инструмента для обработки композиционных материалов
4.2. Выявление рациональных электрических режимов комбинированной электроалмазной обработки
4.3. Влияние методов электроалмазной обработки на расход алмазного абразивного инструмента
4.4. Влияние методов электроалмазной обработки на изменение мощности резания при шлифовании
4.5. Микротвердость обработанной поверхности после различных методов электроалмазной обработки
4.6. Влияние методов электроалмазной обработки на шероховатость обработанной поверхности
4.7. Исследование состояния твердосплавных режущих инструментов для обработки композиционных материалов, заточенных различными методами электроалмазной обработки
4.7.1. Состояние поверхностей и режущей кромки твердосплавных инструментов, заточенных традиционным алмазным шлифованием
4.7.2. Состояние поверхностей и режущей кромки твердосплавных инструментов, заточенных электрохимическим алмазным шлифованием
4.7.3. Состояние поверхностей и режущей кромки твердосплавных инструментов, заточенных алмазным шлифованием с непрерывной электрохимической правкой поверхности круга
4.7.4. Состояние поверхностей и режущей кромки твердосплавных инструментов, заточенных комбинированным методом электроалмазной обработки

Особенностью таких материалов является то, что они во многих случаях производятся непосредственно в процессе изготовления необходимого изделия, но могут изготавливаться и в виде заготовок (листов, стержней и др.) для последующей обработки и получения изделий механическими и термомеханическими методами.
Свойства получаемого композиционного материала зависят от выбора исходных компонентов и их соотношения, взаимодействия между ними, вида и расположения волокон в армирующем наполнителе, метода и технологических условий изготовления изделия (давления, температуры, времени), дополнительной обработки изделия и ряда других факторов. Выбор основных компонентов наполненных и армированных полимерных композитов определяется многими факторами: необходимыми функциональными требованиями к готовым материалам и изделиям, их эксплуатационной надежностью и безопасностью эксплуатации, совместимостью и взаимным влиянием компонентов, технологичностью переработки, доступностью и стоимостью.
Среди наиболее распространенных можно выделить композиционные материалы на полимерной основе, армированные стеклянными, углеродными, борными и органическими волокнами [8, 17, 19]. В качестве матриц в металлических композиционных материалов в основном применяется алюминий, титан и магний, упрочненные борными и углеродными волокнами, дисперсными частицами оксидов и карбидов тугоплавких металлов.
Физико-механические свойства некоторых композиционных материалов на полимерной и металлической основе представлены в Таблицах 1.4... 1.5. Рассмотрим некоторое виды таких материалов.
Стеклопластики - материалы, наполнителем в которых служат стеклянные волокна [8, 17]. У таких материалов ярко выражена анизотропия не только механических, но и теплофизических свойств. Основная масса стеклопластиков может работать при температурах 130... 150 °С.
Органопластики — материалы, наполнителем в которых являются органические волокна [8, 17]. При сравнительно невысокой плотности этот материал имеет