Повышение производительности изготовления отверстий в деталях из стеклопластика на основе оптимизации маршрута обработки

• Автор: Мозговой, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Формирование показателей точности при обработке стеклопластиков

1.1. Область применения деталей из стеклопластика в промышленности

1.2. Особенности процесса резания стеклопластиков

1.3 Анализ причин снижения производительности при механической обработке стеклопластиков

1.4. Особенности процесса стружкообразования

1.5. Выводы
Глава 2. Экспериментальные исследования процессов формирования показателей точности при сверления и растачивания отверстий в деталях из стеклопластика

2.1. Цель, задачи и методика экспериментальных исследований

2.2. Построение модели «черного ящика» процесса

сверления и рассверливания, выбор контролируемых параметров
2.3. Описание и состав экспериментальной установки
2.4. Построение математических моделей процессов формирования показателей точности отверстий
2.5. Влияние режимов резания и конструктвно-геометричеких параметров на вид образуемой стружки
2.6. Выводы
Глава 3. Синтез новых технологических решений с помощью И-ИЛИ графа
3.1. Анализ известных способов, реализующих автоматическую поднастройку режущего инструмента
3.2. Обоснование выбора метода синтеза технологических решений
3.3. Построение И-ИЛИ-графа конструкций для поднастраивания режущего инструмента

3.4. Формирование модели оценки технологических решений
3.5. Синтез способов обеспечения заданных показателей шероховатости
3.6. Схемные проработки синтезированных структур компенсационного механизма расточного резца
3.7. Выводы
Глава 4. Методика проектирования маршрута обработки отверстий в деталях из стеклопластика
4.1. Алгоритм автоматизированного проектирования маршрута обработки отверстий в деталях из стеклопластика
4.2. Пример проектирования маршрута обработки партии
корпусов геофизических приборов из стеклопластика
4.3. Выводы
Общие выводы и результаты работы
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Стеклопластик представляет собой слоистый материал, у которого наполнителем служит стекловолокно. Благодаря высоким механическим свойствам, малому удельному весу и высокой теплостойкости стеклопластик является перспективным материалом и широко применяется в различных отраслях машиностроения. При этом к ряду деталей из стеклопластиков таких, как: корпуса летательных аппаратов, магнитопрозрачные кожухи и корпуса геофизических приборов, высоковольтные электроизоляторы, телескопические шахтные стойки и т.д., предъявляются достаточно высокие требования по точности размеров, расположения поверхностей и шероховатости: точность размеров 9-11 квали-тет, шероховатость Ба=1,0...6,3 мкм, отклонение от круглости 0,05-0,20 мм.
Наиболее сложными и трудоемкими операциями изготовления ответственных деталей из стеклопластика является обработка базовых отверстий. Типовой маршрут обработки отверстий может содержать такие операции, как сверление, рассверливание, черновое и чистовое растачивание. Существующие в настоящее время рекомендации и нормативные материалы по выбору оптимального маршрута обработки отверстий в большинстве случаев не учитывают особенностей механической обработки стеклопластиков. К таким особенностям относятся: повышенный износ режущего инструмента; упругое восстановление материала детали, его низкая теплопроводность и склонность к образованию прижогов и растрескиванию. Специфической особенностью обработки стеклопластика является одновременное образование стружки трех типов: элементной, сегментной и сливной. Превалирующий тип стружки оказывает непосредственное влияние на организационно-технические мероприятия по ее удалению и обеспечению санитарных норм безопасности, что также должно учитываться при проектировании маршрута изготовления отверстия. Выполнение этого условия возможно только при оптимизации маршрута механической обработки отверстий в деталях из стеклопластика.

Основные напряжения концентрируются в зоне скалывания, главным образом ниже ее, впереди режущей кромки инструмента, а также ниже линии среза, непосредственно в зоне упругого восстановления обрабатываемого материала. Стружка испытывает некоторые напряжения сжатия только на небольшом участке контакта по передней поверхности инструмента. Необходимо отметить, что сходящая по передней поверхности стружка практически не оказывает давления на инструмент, этим и объясняется полное отсутствие в большинстве случаев износа инструмента по передней поверхности. Следует отметить, что упругий характер разрушения в зоне резания наблюдается, строго говоря, при невысоких температурах. При высоких температурах в зоне резания, а также из-за больших контактных давлений в микрослое при резцовой стороны происходит частичный переход полимеров от состояния стеклования в состояние пластичности, однако это может в какой-то мере сказаться лишь на виде получающейся стружки. В целом же разрушение стеклопластиков в зоне резания можно с достаточной точностью считать как упругое.
Характерной особенностью резания стеклопластиков является отсутствие нароста на передней поверхности инструмента. Процесс стружкообразован ия зависит от схемы армирования обрабатываемого материала.
При резании передняя поверхность резца стремится сдвинуть слой стеклопластиков шириной, равной величине подачи б, относительно поверхности резания, а волокна арматуры этому препятствуют.
Следует отметить, что при получении непрерывной сливной стружки при обработке стеклопластиков большую проблему представляет процесс дробления и измельчения стружки.
Обрабатываемый материал в процессе резания испытывает деформации, которые оказывают влияние на точность размеров и формы обрабатываемой детали. Обрабатываемый материал испытывает вблизи вершины резца деформации растяжения, перпендикулярные к направлению резания, и деформации сжатия, направленные вдоль резания. Максимальные напряжения сжатия на-