ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ СВЕРДЛІННЯ ОТВОРІВ В ВОЛОКНИСТИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛАХ

Andrii Hrechuk, Александр Globa, Leonid Devin

Анотація


Проблематика. Волокнисті полімерні композиційні матеріали (ВПКМ) використовуються в багатьох галузях сучасного машинобудування, зокрема авіа- та ракетобудування. Для виробництва сучасного пасажирського літака необхідно виробити мільйони високоякісних отворів в деталях з ВПКМ для забезпечення надійних болтових та заклепочних з’єднань. Свердління є ключовою механічною операцією для виробництва отворів в ВПКМ. На відміну від свердління металовмісних матеріалів, свердління ВПКМ супроводжується виникненням специфічних дефектів, таких як розшарування, незрізані волокна, викришування матриці ВПКМ з поверхні отвору та термодеструкції. Перелічені дефекти негативно впливають на надійність болтових та заклепочних з’єднань між деталями з ВПКМ, що зумовлює актуальність даного дослідження.

Мета дослідження. Визначення впливу допоміжних різальних кромок розробленого свердла з НТМ на якість поверхонь отворів в зразках з вуглепластику.

Методика дослідження. Поставлена мета була реалізована шляхом експериментальних досліджень зі свердління зразків з вуглепластику розробленим свердлом та свердлами SECO (Швеція) з ідентичними умовами різання. Процеси свердління супроводжувались реєстрацією осьової сили різання, крутного моменту та випромінювання сигналу акустичної емісії. Аналіз отриманих сигналів дозволив дослідити особливості роботи допоміжних різальних кромок розробленого свердла. Якість поверхонь просвердлених отворів було проаналізовано за рахунок визначення шорсткості, використовуючи оптичний мікроскоп Alicona Infinite Focus (Австрія). За результатами експериментальних досліджень було зроблено відповідні висновки.

Висновки. Аналіз даних виявив, що розроблене свердло забезпечує вдвічі нижчу шорсткість поверхонь отворів ніж свердло SECO за умови однакової величини зносу головних різальних кромок. Такий результат, головним чином, зумовлений роботою допоміжних різальних кромок розробленого свердла на реверсивному ході.


Ключові слова


свердління; акустична емісія; вуглепластик

Повний текст:

PDF

Посилання


Hocheng H. (ed.). Machining technology for composite materials: principles and practice. Elsevier, 2011.

Kiva D.S., "Etapy stanovleniya i nachala razvernutogo primeneniya polimernykh kompozitsionnykh materialov v konstruktsiyakh passazhirskikh i transportnykh samoletov (1970–1995 gg.)," Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya, №. 6, pp. 5–16-5–16, 2014. (in Russian)

Ko F. K., Wan L. Y., "Textile Structural Composites: From 3-D to 1-D Fiber Architecture," The Structural Integrity of Carbon Fiber Composites. Springer International Publishing, pp. 795-847, 2017.

Lupkin B.V. et al., "Vliyaniye tekhnologicheskikh parametrov protsessa sverleniya na staticheskuyu prochnost' boltovykh soyedineniy PKM," Otkrytyye informatsionnyye i komp'yuternyye integrirovannyye tekhnologii, No 60, pp. 30-41, 2013. (in Russian)

Henerichs, M., Voß, R.,Kuster, F.,Wegener, K., "Machining of carbon fiber reinforced plastics: Influence of tool geometry and fiber orientation on the machining forces," CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology 9, p.136-145, 2015.

Ramirez, C., Poulachon, G., Rossi, F., M’Saoubi, R.,"Tool wear monitoring and hole surface quality during CFRP drilling," 2nd CIRP 2nd CIRP Conference on Surface Integrity (CSI), Procedia CIRP, p. 163-168, 2014

Poulachon G. et al., "Hole surface topography and tool wear in CFRP drilling," Procedia CIRP, V. 45, pp. 35-38, 2016.

Patent of Ukraine №112821 "Sverdlo for the collection of half-length composite materials" dated 26.12.2016 (in Ukrainian)

Devin L.N., Novikov N.V., "Shirokopolosnyye datchiki akusticheskoy emissii dlya diagnostiki sostoyaniya rezhushchikh instrumentov," Tekhnicheskaya diagnostika i nerazrushayushchiy kontrol', №4, pp.81 – 85,

(in Russian)

Eneyew, Eshetu Demissie. Experimental Study of Damage and Defect Detection during Drilling of CFRP Composites. Diss. 2014.




DOI: https://doi.org/10.20535/1970.54(2).2017.119556

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2018 Рівні права