Повышение производительности обработки и качества отверстий в слоистом армированном титаном стеклопластике за счет снижения виброактивности процесса сверления

Цель данной работы - установить, каким образом конструктивно-геометрические параметры сверл влияют на качество обработанных отверстий, производительность и динамику процесса механической обработки высокопрочного полимерного композиционного материала - стеклопластика, армированного титановой фольгой. В особо нагруженных полимерных композитных конструкциях используются пакеты усиления из титановой фольги, размещаемые между слоями армирующей стекло- или углеленты. Обработка в несколько переходов и использование остро заточенного инструмента обеспечивают требуемую точность размеров, макро- и микрогеометрию поверхности отверстий, позволяют избежать расслоений материала. Исследован процесс сверления слоистых стеклопластиков при различных схемах заточки сверл из быстрорежущей стали. Полученные данные позволяют определить оптимальные тип инструмента и режим обработки, учитывая зависимость высотных параметров шероховатости, характера и величины расслоений в местах входа (выхода) сверла. С использованием разработанной компьютеризированной системы измерения крутящего момента определена виброактивность процесса сверления и ее связь с показателями качества. Разработаны предложения по усовершенствованию технологии обработки отверстий в стеклопластиковых лонжеронах несущих и рулевых винтов вертолетов.

армированный стеклопластик, расслоения, двойная заточка сверла, виброактивность, крутящий момент, сверление стеклопластика, glass fiber reinforced plastic (GFRP), delamination, double-angle drill sharpening, vibroactivity, torque effect, fiberglass drilling

1. Буланов, И. М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов : учебник для вузов / И. М. Буланов, В. В. Воробей. - Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998. - 516 с.

2. It Reinvents Fleet Plans and Transforms Business Plans [Электронный ресурс] / Boeing. - Режим доступа: http://www.boeing.com/boeing/commercial/787family/background.html (дата обращения: 21.01.2016).

3. Степанов, А. А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов / А. А. Степанов. - Ленинград : Машиностроение, 1987. - 175 с.

4. Experimental analysis of drilling damage in carbon-fiber reinforced thermoplastic laminates manufactured by resin transfer molding / A. Lopez-Arraiza [et al.] // Journal of Composite Materials. - 2012. - № 46 (6). - P. 717-725.

5. Drilling analysis of woven glass fiber-reinforced epoxy composites / U. A. Khashaba [et al.] // Journal of Composite Materials. - 2013. - № 47 (2). - P. 191-205.

6. Effects of Drilling Parameters on Delamination of Glass-Epoxy Composites / F. A. Ghasemi [et al.] // Australian Journal of Basic and Applied Sciences. - 2011. - № 5 (12). - P. 1433-1440.

7. Kilickap, E. Investigation into the effect of drilling parameters on delamination in drilling GFRP / E. Kilickap // Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2010. - № 29 (23). - P. 3498-3503.

8. Study on the Derivation of Parametric Cutting Force Equations in Drilling of GFRP Composites / E. Okutan [et al.] // Journal of Mechanical Engineering. - 2013. - Vol. 59 (2). - P. 97-105.

9. Murugesh, M.-C. Influence of filler material on Glass fiber/ epoxy composite laminates during drilling / M-C. Murugesh, K. Sadashivappa // International Journal of Advances in Engineering & Technology. - 2012. - Vol. 3, iss. 1. - P. 233-239.

10. Comparative analysis of drills for composite laminates / L.-M. Durao [et al.] // Journal of Composite Materials. - 2011. - № 46 (14). - P. 1649-1659.

11. A study aimed at minimizing delamination during drilling of CFRP composites / V.-N. Gaitonde [et al.] // Journal of Composite Materials. - 2011. - № 45 (22). - P. 2359-2368.

12. Mechanism of damage generation during drilling of carbon/epoxy composites and titanium alloy stacks / B. Wang [et al.] // Engineering Manufacture. - 2014. - Vol. 228, iss. 7. - P. 698-706.

13. Isbilir, O. Delamination and wear in drilling of carbon-fiber reinforced plastic composites using multilayer TiAlN/TiN PVD-coated tungsten carbide tools / O. Isbilir, E. Ghassemieh // Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2012. - № 31 (10). - P. 717-727.

14. Дьяконов, В. П. MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6. Обработка сигналов и проектирование фильтров / В. П. Дьяконов. - Москва : Солон-пресс, 2005. -576 с.