Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композиционных материалов

• Автор: Дударев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОВ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Актуальность производства звукопоглощающих конструкций

1.2 Конструктивные особенности звукопоглощающих панелей и материала для их изготовления

1.3 Анализ альтернативных методов формирования отверстий

в звукопоглощающих панелях

1.4 Технологические особенности механической обработки полимерных композиционных материалов
1.5 Анализ подходов к исследованию процесса резания конструкционных материалов и 1ТКМ
1.5.1 Связь напряжения сдвига при резании с механическими характеристиками обрабатываемого материала
1.5.2 Определение усадки стружки и угла сдвига
1.6 Режущий инструмент для сверления отверстий в ПКМ
1.6.1 Материал режущих лезвий
1.6.2 Особенности конструкции и геометрических параметров заточки инструмента
1.7 Назначение режимов резания при сверлении ПКМ
1.8 Существующие подходы к описанию силовых характеристик сверления ПКМ
1.9 Технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки отверстий в ПКМ
1.10 Выводы, постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ В ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ
2.1 Теоретическое описание силы стружкообразования
2.2 Анализ структурного строения ПКМ
2.2.1 Оценка многофазного строения однонаправленных ПКМ
2.2.2 Оценка влияния анизотропных свойств композиционных материалов на характеристики стружкообразования
2.2.3 Оценка постоянства площади срезаемого слоя полимерных композиционных материалов
2.3 Определение силовых факторов при сверлении
2.3.1 Определение суммарного крутящего момента
2.3.1.1 Определение угла при вершине для сверл с подрезающими
режущими кромками
2.3.2 Определение осевой силы

2.3.2.1 Нахождение переднего угла
2.3.2.2 Определение усадки стружки
2.3.2.3 Вычисление нормальной силы на задней поверхности
Выводы
ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ
КОМПОЗИЦИОННЫХМАТЕРИЛОВ
ЗЛ Методика назначения параметров компенсирующих колебаний при
сверлении ПКМ
ЗЛЛ Определение частоты вынужденных колебаний
3.1.2 Определение амплитуды вынужденных колебаний
3.2 Производственная реализация вибрационного сверления
3.3 Конструкция оправки для реализации процесса вибрационного
сверления ПКМ
Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Основное оборудование и инструмент
4.2 Исследуемые материалы и образцы
4.3 Методика измерения сил и моментов резания
4.4 Методика исследования вибрационного сверления
4.4.1 Аппаратура для реализации процесса сверления с вибрациями...109'
4.4.2 Методика задания амплитуды колебаний
4.5 Методика испытаний сверления с воздушным охлаждением
4.5.1 Аппаратура для реализации процесса сверления с охлаждением
4.6 Исследуемые показатели при проведении экспериментов
4.7 Методика измерения износа сверл
4.8 Исследование качества обработанных отверстий
4.9 Условия проведения экспериментов
4.9.1 Выбор режимов резания
4.10 Математическая обработка результатов экспериментов
4.10.1 Математическая обработка результатов полных факторных экспериментов
4.10.2 Математическая обработка результатов экспериментов исследования воспроизводимости процессов стабильного сверления
Выводы
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИЛОВ
5.1 Эмпирические зависимости силовых факторов процесса сверления
на базе активного эксперимента
5.1.1 Получение математической модели осевой силы на основе

обработки данных полного факторного эксперимента
5.1.2 Получение математической модели суммарного крутящего момента на основе обработки данных полного факторного эксперимента
5.2 Исследование воспроизводимости процессов стабильного сверления
по результатам экспериментов
5.2.1 Оценка статистических показателей замеров осевой силы
5.2.2 Оценка статистических показателей замеров суммарного крутящего момента
5.2.3 Оценка показателей стойкости
5.3 Параметры и условия процесса сверления ПКМ в зависимости от качества
обработанных отверстий
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акты промышленной апробации результатов работы

Рис. 1.16 Сверло с подрезающими режущими кромками, с направлением Недостатком таких сверл является то, что их нельзя затачивать вручную, т.к. трудно выдержать правильное положение обеих режущих вершин сверла. Они должны располагаться строго на одной линии, перпендикулярно оси инструмента (с точностью до 0,02 мм). При нарушении этого требования отслоение нижних слоев ПКМ будет наблюдаться с самого начала работы сверла. Стабильная точность заточки этого инструмента обеспечивается при использовании специального приспособления.
При затуплении сверла с подрезающими режущими кромками ПКМ со стороны выхода инструмента расслаивается, т.к. осевая составляющая усилия резания начинает нарастать значительно интенсивнее, чем в случае обработки обычными сверлами [101].
На Пермском заводе «Машиностроитель», для обработки отверстий в изделиях из ПКМ используются сверла представленные на рис. 1.17.
а) б)
Рис. 1.17 Общий вид применяемых свёрл: а) - специальные сверла 0=6,5 мм (производства ПЗ Маш); б) - 0=2 мм (1гаг, Испания).