Технологическое обеспечение качества резьбового соединения в деталях из композиционных материалов на основе углеродного волокна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Салман Азхар Мансур Салман

• Салман Азхар Мансур Салман
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Салман Азхар Мансур Салман

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Современные исследования в области механической обработки композиционных материалов

1.1 Общая характеристика композитных материалов

1.2 Виды композиционных материалов

1.3 Углепластики

1.4 Применение углепластиков

1.5 Механическая обработка углепластиков

1.6 Особенности процесса резания углепластиков

1.7 Прочность резьбовых соединений

1.8 Исследования процессов сверления и резьбонарезания в композиционных материалах

1.9 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 Влияние геометрических параметров витков на прочность внутренней резьбы в деталях, изготовленных из углепластика

2.1 Моделирование напряженно-деформированного состояния внутренней резьбы в углепластике численными методами

2.2 Оценка влияния распределения напряжений на витках внутренней резьбы на прочность соединения в целом

2.3 Влияние диаметра внутренней резьбы на прочность резьбового соединения

2.4 Влияние диаметра отверстия под нарезание резьбы на прочность

внутренней резьбы в деталях из углепластика

2.5Влияние режимных параметров процесса резьбонарезания на величину отклонения от круглости внутреннего диаметра резьбы в

углепластике

2.6 Выводы

ГЛАВА 3 Экспериментальные исследования зависимости геометрической точности и прочности резьбового соединения от режимов резания на всех этапах изготовления внутренней резьбы в

углепластике

3.1 Инструменты и экспериментальные образцы

3.2 Экспериментальная установка

3.3 Влияние режимов резания на появление дефектов на поверхности отверстия при сверлении

3.4 Прочность внутренней резьбы в деталях из углепластика

3.5 Влияние высоты витка (внутреннего диаметра) внутренней резьбы

на прочность резьбового соединения

3.6 Выводы

ГЛАВА 4 Внедрение результатов исследований

4.1 Методика проектирования операции

4.2 Программное обеспечение

4.3 Внедрение методики проектирования технологии изготовления внутренней резьбы в деталях из углепластика в промышленных

условиях

4.4. Оценка эффективности внедрения технологического процесса в

производственный процесс

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение качества резьбового соединения в деталях из композиционных материалов на основе углеродного волокна»

ВВЕДЕНИЕ

Широкое использование композиционных материалов в машинах и механизмах обусловлено их способностью при относительно малом весе выдерживать значительные силовые, а для некоторых групп и термические нагрузки [10, 12, 14, 20, 48]. Эти свойства позволили вывести на новый качественный уровень авиационную, космическую, автомобильную, медицинскую и др. технику. Для некоторых отраслей использование полимерных композиционных материалов составляет до 40% в структуре изделия. Наиболее перспективным материалом с точки зрения физико-механических свойств является углепластик. Как в любой технике, использование деталей из углепластика невозможно без резьбовых соединений. Но изготовление резьбы в деталях вызывает определенные трудности.

В настоящее время на машиностроительных предприятиях, занимающихся производством деталей из углепластиков, значительную часть процесса изготовления занимают операции обработки лезвийным инструментом [16, 32, 54]. Методики проектирования технологических процессов изготовления резьбы, которые были разработаны для деталей из металлов, не подходят для деталей из материалов на основе углеродного волокна. Несмотря на то, что класс композиционных материалов имеет большое распространение, а высокие требования к качеству деталей возможно обеспечить только механической обработкой, для выбора режимов резания на производстве по-прежнему используют метод подбора, что значительно увеличивает время технологической подготовки производства. Решением этой проблемы может стать автоматизация процесса проектирования. Использование вычислительной техники и соответствующего программного обеспечения позволяют сократить сроки подготовки технологических процессов.

Эффективной частью таких систем, как правило, являются математические модели, адекватно отражающие особенности процесса и позволяющие за короткое время выбрать режимы резания, обеспечивающие требуемое качество.

В литературе представлено достаточно мало исследований в области качества сверления отверстий и нарезания резьбы в деталях из углепластика (Рычков Д. А., Янюшкин А. С., Афанасенко П. В., Eneyew, E.D, Ramirez, C., Poulachon, G.) [76, 77, 98, 101]. И вопрос обеспечения надежности резьбового соединения по-прежнему остается недостаточно проработанным. Данные исследований часто носят противоречивый характер, ограничены классом или маркой материала и могут иметь малый диапазон варьирования исходными параметрами.

С развитием компьютерной техники имитационные модели вышли на новый, достаточно эффективный уровень использования. В отличие от громоздких аналитических или степенных моделей имитационные модели легко поддаются развитию и модификации. Их легко адаптировать для новых обрабатываемых материалов, и их использование не ограничивается рамками проведенных исследований.

Таким образом, исследования, направленные на разработку методики проектирования процесса изготовления резьбы в детали из углепластика для достижения максимальной прочности резьбового соединения с использованием имитационного моделирования, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является технологическое обеспечение качества резьбового соединения (несущей способности) на основе оптимизации параметров процесса изготовления внутренней резьбы в деталях из углепластика, с использованием имитационного моделирования.

Для достижения поставленной цели в работе поставлен ряд задач, которые решаются в диссертационной работе.

В первой главе проанализировано современное состояние вопроса, выполнен анализ исследований, посвященных влияния лезвийной обработки

на качество резьбового соединения в деталях из углепластика. Обоснована актуальность выбранной проблемы, сформулированы цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена исследованию влияния геометрических параметров витков на прочность внутренней резьбы в деталях, изготовленных из углепластика. Главными задачами численных исследований, выполненных во второй главе работы, являлась оценка факторов, оказывающих влияние на прочность резьбового соединения и установление взаимосвязи, между точностью изготовления витков внутренней резьбы и ее прочностью (способностью воспринимать рабочие нагрузки).

Третья глава посвящена выполнению экспериментальных исследований. Заданы параметры образцов для проведения эксперимента, выбран режущий инструмент, металлорежущее оборудование, контрольно-измерительное оборудование. Обоснован выбор параметров изготовления резьбы. Описан процесс проведения эксперимента. Отражена методика обработки результатов эксперимента и методика построения математических моделей.

Четвертая глава посвящена внедрению проведенных исследований. Разработан алгоритм выбора режимов резания. Разработана методика проектирования технологии изготовления резьбы в деталях из углепластика. Выполнена оценка экономической эффективности предложенных рекомендаций.

Научная новизна определяется следующими положениями:

1. На базе изучения закономерностей процесса формирования внутренней резьбы мерным инструментом в детали из углепластика на основе продольно-поперечного углеродного наполнителя с диагональной укладкой, пропитанного полимерным связующим, предложена имитационная модель оценки несущей способности винтового соединения «углепластик - сталь», учитывающая напряженно-деформированное состояние и фактические геометрические размеры внутренней резьбы.

2. Установлено, что вид погрешности формы резьбового отверстия в поперечном сечении и качество резьбовой поверхности определяется направлением оси резьбового отверстия относительно расположения слоя, образованного углеволокном, в массиве слоистого углепластика. В наибольшей степени овальность проявляется в случае коллинеарности оси отверстия плоскости, касательной к слою углеволокна.

3. На основе имитационного моделирования и экспериментальных исследований определен диапазон режимов обработки резьбовых отверстий (предварительное сверление на скорости 16...25 м/мин с подачами 0,06...0,25 мм/об, резьбонарезание 3...10 м/мин) в деталях из углепластика мерным инструментом, исключающих критическую деламинацию и расслаивание материала и обеспечивающих требуемую прочность винтового соединения в осевом направлении в паре со стальным винтом.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в следующем:

1 . Полученные зависимости позволяют прогнозировать качество резьбового соединения при назначении параметров операций процесса изготовления резьбы.

2. Предложены рекомендации по назначению рациональных технологических условий изготовления внутренней резьбы в изделиях из углепластика с помошью мерного инструмента. Рациональность режимов определяется отсутствием разлохмачивания основы и выкрашивания элементов материала и обеспечением структурной монолитности и качества резьбы в углепластике.

3. Использование разработанного алгоритма и его реализация в виде программы для ЭВМ, как части автоматизированной системы технологической подготовки производства, позволит снизить сроки и повысить качество проектирования операций изготовления внутренней резьбы в композиционных материалах.

Объектом исследования является резьбовое соединение, включающее деталь из композиционного материала (углепластика) с внутренней резьбой и винта из конструкционной стали.

Предметом исследования являются закономерности формирования максимальной несущей способности резьбового соединения в детали из углепластика в зависимости от режимов изготовления резьбы и диаметра предварительно просверленного отверстия.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 1 12 наименований и 2 приложений. Объем диссертации 126 страниц, в том числе 37 рисунков и 18 таблиц.

ГЛАВА 1 Современные исследования в области механической обработки

композиционных материалов

В настоящее время появление новых направлений в технике и технологиях требует разработку и применение материалов с новыми запрограммированными и часто трудносовместимыми свойствами. Таким запросам соответствуют композиционные материалы.

1.1 Общая характеристика композитных материалов

Справочная литература [81] даёт нам следующее определение: Композитный материал (КМ), композит - многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жёсткостью и т.д.

Каждый из элементов входящий в композит обладает своими достоинствами и недостатками. Разработчики композиционных материалов изменяя соотношения составных элементов, их взаимное расположение в структуре и способ соединения получают новые, уникальные свойства, отвечающие назначению и техническим требованиям изделия [63]. Состоящие из связанной композиции двух или нескольких разнородных материалов, композиты обладают преимуществами всех его составляющих частей, но при этом значительно уменьшаются их недостатки. Комбинируя различные виды матрицы и связующего, можно получить целый спектр новых материалов, отвечающих различным требованиям. Как правило, говоря про преимущества композитов, указывают на малый вес конструкции и ее большую прочность [21, 24, 39, 47]. Совмещение повышенной эластичности с высокой сопротивляемости излому. Также часть композиционных материалов, основанных на полимерах, обладает высокими антикоррозионными свойствами, химической инертностью, хорошими термоизоляционными характеристиками, экологичностью, не проводят электрический ток,

прозрачны для электрического и электромагнитного поля. Подобное сочетание свойств открывает широкие перспективы применения композиционных материалов в самых разных областях промышленности. Авиация, ракетостроение, военно-промышленный комплекс,

автомобилестроение, сельское хозяйство, научное оборудование, медицина, спортивно-охотничье снаряжение, предметы быта [20, 23, 25, 45, 46 85]. В каждой сфере профессиональной деятельности и повседневной жизни человека можно встретить применение композиционных материалов.

1.2 Виды композиционных материалов

По виду структуры композиционные материалы делят на несколько основных классов [81, 82]: -волокнистые; -слоистые;

-дисперсно-упрочненные; -упрочнённые частицами; -нанокомпозиты.

Каждый из перечисленных композитов отличается архитектурой размещения частиц наполнителя, размером частиц и их концентрацией в материале. Даже небольшая концентрация армирующих частиц в 1...5% придает качественно новые механические свойства материалу.

Виды композитов различаю по типу используемых материалов [81, 82]. В качестве наполнителя применяют множество различных материалов различной природы, от металлов и сплавов до керамики и полимеров. Используемые матрицы также отличается большим разнообразием. По виду выделяют следующие композиты [70]:

- полимерные композиционные материалы (ПКМ);

- стеклопластики;

- текстолиты;

- боропластики;

- органопластики;

- полимеры заполненные порошками;

- углепластики;

- композитные материалы с металлической матрицей;

- композитные материалы на основе керамики.

В настоящее время в промышленности наибольшую популярность приобрели композиционные материалы на основе углеродного волокна [39]. Это объясняется рядом причин. Материалы с использованием металлов и керамики хоть и обладают очень высокой прочностью, но все же имеют достаточно большой вес, что значительно ограничивает сферу их применения.

Среди полимерных композитов материалы, содержащие волокна из силикатных или борных материалов, ввиду своих свойств могут представлять определенную угрозу для здоровья при изготовлении деталей и даже в процессе эксплуатации. Свойства аэрозольного разрушения таких композитов вынуждают конструкторов использовать их с осторожностью.

1 .ЗУглепластики

Среди всех прочих композиционных материалов достойную нишу в промышленности заняли углепластики. Они отличаются большой жесткостью, прочностью и небольшой массой. В некоторых случаях прочнее стали, но при этом легче [14].

Углепластики [70] (или карбон, карбонопластики, от англ. Carbon-углерод) - полимерные композиционные материалы из переплетённых нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных (например, эпоксидных) смол. Плотность углепластиков, в зависимости от марки, может составлять - от 1450 кг/м3 до 2000 кг/м3, что в 4... 5,5 раз меньше, чем у стали. По удельным механическим характеристикам превосходят легированную сталь 25ХГСА.

В качестве наполнителя используется углеродное волокно. Волокна состоят преимущественно из углерода. Малый диаметр нитей [82], примерно

0,005... 0,01 мм, делает их достаточно ломкими, они плохо работают на изгиб, но показывают очень хорошие результаты на разрыв.

Для придания материалу большей прочности, нити переплетают между собой и при этом располагают слоями. Рисунок плетения может быть разным: перекрестный, диагональный, елочкой и др. Волокна достаточно скользкие и обладают большой подвижностью, поэтому выложить рисунок плетения без искажений достаточно сложно.

Углеродное волокно получают при термической обработке натуральных или синтетических нитей, при этом в них остаются в основном атомы углерода [48]. Изготовление нитей выполняется в несколько этапов:

-окисление исходного волокна. Окисление выполняется на воздухе при

температуре около 250 С0;

-карбонизация. Волокна нагреваются в инертной среде (азот, аргон) до температуры 800. 1500 СО;

- графитизация. Нагревание до 1600.3000 С0 в среде защитных газов. В итоге количество углерода в нитях составляет до 99%.

Для производства нитей из углерода чаще всего используют вискозное волокно, волокно из фенольных смол, а также применяют остатки перегонки каменноугольного торфа и нефти.

В отличие от стеклопластиков, стоимость углепластиков значительно выше. Это происходит из -за того, что при производстве карбона необходимо строго соблюдать технологические параметры. Даже небольшое отклонение приводит к значительному снижению эксплуатационных характеристик. Кроме того, в процессе изготовления углепластиков применяют дорогостоящие процессы (например, автоклавирование) и сложные процедуры контроля (рентген, ультразвуковая дефектоскопия, голографический, акустический контроль и т. д.).

Углепластики получают несколькими методами [25]:

- прессование;

- контактное формование;

- вакуумная инфузия;

- вакуумное формование;

- пултрузия;

- намотка;

- технология-RTM;

- технология-LFI;

- технология-SMC/BMC.

Методы различаются по степени механизации и уровню технологий. Метод выбирается исходя из возможности реализации технологии в определенных условиях, серийности, цены, сложности и уровня ответственности изделия.

1.4 . Применение углепластиков

В сравнении с другими полимерными композиционными материалами (стеклопластики, боропластики) углепластики обладают меньшей плотностью и высоким значением модуля упругости. Они легче, прочнее, эластичнее и безопаснее. Углепластики проводят электрический ток вдоль волокон [14], что может стать причиной отказа от их использования. Материалы на основе углеродного волокна применяют в авиастроении, судостроении, космической технике, автомобилестроении, протезировании, для производства велосипедов и спортивного инвентаря.

Углепластик является самым термостойким из полимерных композиционных материалов. Материал может выдерживать продолжительные термические нагрузки до 3000 С0 в инертных газах и в восстановительной среде [14]. Благодаря этим свойствам углепластики применяют в термонагуженных узлах, термоэлектрическом оборудовании при строительстве космических аппаратов, производстве элементов тормозной системы автомобилей, ракетных и авиационных двигателей и т. п.

Детали из углепластиков - легкие и прочные, находят широкое применение во многих изделиях:

- вертолеты и самолеты (шасси, тормозные колодки и диски, несущие винты, корпуса фюзеляжей, каркасы);

- космическая техника (двигатели, топливные баки);

- вооружение (ракетное оперение, корпусы ракет, луки, арбалеты, детали стрелкового оружия);

- автомобили (кузов, элементы экстерьера и интерьера, тормозной системы, подвески и др.);

- спортивное снаряжение (лыжи, сноуборды, крепления, специальные ботинки, лыжные палки, скейтборды, клюшки, шлемы, очки, детали велосипедов, рыболовные удилища);

- медицинская техника;

- протезы;

- винты ветряных генераторов.

1.5 . Механическая обработка углепластиков

Учитывая столь широкую сферу применения углепластиков в совершенно различных сферах, в большинстве случаев к деталям предъявляются высокие требования качества изделий. В настоящий момент при производстве деталей из углепластиков стараются придать форму и размеры максимально приближенные к законченному изделию еще на заготовительном этапе, то есть в ходе операций прессования, намотки, экструдирования и др. Если при изготовлении плоских поверхностей или фасонных свободных поверхностей можно достичь требования чертежа детали, то для других сопрягаемых поверхностей получить окончательное качество часто бывает затруднительным. Использование механической обработки по-прежнему остается самым целесообразным, а иногда единственно возможным способом обеспечить заданные точность размеров и качества поверхности. Объем механической обработки для изготовления деталей из углепластиков может быть очень большим и занимать более 70 % от общей поверхности детали [34].

Механическая обработка используется, когда необходимо получить высокое геометрическое качество поверхности (форма и расположение поверхностей, точность размеров, шероховатость). Механическая обработка оправдана при мелкосерийном производстве, когда изготовление пресс-форм высокой точности может быть экономически не оправданно. Также механическая обработка целесообразна для разделки крупноформатного материала или получения образцов небольшого размера из заготовок при испытании механических свойств.

В современном производстве чаще всего используют следующие виды механической обработки [7, 16, 28, 29, 32, 36]:

- точение. Как правило токарную обработку применяют для обработки поверхностей, которые в дальнейшем будут сопрягаться. Также точение используют для получения конических поверхностей, фасонных, проточки шеек, торцов, сложных ступенчатых цилиндров, поверхностей под уплотнительные прокладки. И для изготовления деталей небольших размеров с обработкой всех поверхностей в единичном производстве;

- сверление. Сверление отверстий самый распространенный вид механической обработки, совершаемой с композиционными материалами. Сверление чаще всего производят в плитных материалах и пластинах, а также для получения большого количества отверстий в оболочках, когда делать их в литейных формах нецелесообразно;

- фрезерование. Для получения пазов, уступов, канавок, отверстий сложной формы. Как правило, для обработки используют концевые фрезы, реже торцовые и цилиндрические;

-нарезание резьбы. В углепластиках нарезают крепежные резьбы разного профиля, но не изготавливают ходовые в связи с механическими свойствами. Внутренние метрические резьбы изготавливают метчиками, а резьбы специального профиля и прямоугольные с помощью абразивного инструмента.

-шлифование. Операции шлифование выполняют абразивными кругами и брусками. Шлифование используют, когда необходимо получить поверхности высокого качества с низкой шероховатостью. Используют наружное и внутреннее круглое шлифование, врезное и на проход, а также плоское шлифование.

1.6 Особенности процесса резания углепластиков

Несмотря на широкий спектр видов механической обработки, при лезвийной обработке, углепластики проявляют определенные особенности, которые отличают процесс от резания металлов [7, 16, 36, 41, 43, 44, 49, 61]. Это связано с физико-механическими свойствами и структурой композиционных материалов на основе углеродного волокна. С другой стороны, в своей основе проявляются те же процессы: формирование стружки, выделение тепла, износ режущего инструмента и т.д.

1. Анизотропия.

Если металлы проявляют однородность в разных направлениях и в своих свойствах - они проявляют изотропию, то большая часть композиционных материалов являются анизотропными. Это связано с их слоистой структурой, состоящей из матрицы и наполнителя. Такое устройство композитов сказывается главным образом на качестве поверхности при резании материала вдоль и поперек волокон и слоев.

2. Качество поверхности.

Слоистая структура, разнонаправленность армирующих волокон, слабая адгезия между матрицей и наполнителем, хрупкость смол и углеродных волокон - все эти факторы неизбежно влияют на сложность получения качественной монолитной поверхности. Строгие требования к шероховатости обработанной поверхности вынуждают использовать инструменты с острозаточенными кромками. При затуплении инструмента и увеличении сил резания

резко возрастает количество трещин в поверхностном слое. При резании затупленным инструментом материалов с разнонаправленными волокнами, связующее выкрашивается, волокна не перерезаются, а переламываются в непредсказуемых местах, что приводит к разлохмачиванию.

3. Низкая теплопроводность углепластиков.

Полимерные композиционные материалы имеют относительно низкую теплопроводность - 0,14...0,5 Вт/мК, что в несколько раз меньше, чем у металлов. Такое свойство сказывается на процессе теплоотвода при механической обработке. Поскольку при резании, как правило, используются металлические инструменты, то и отвод тепла из зоны резания происходит в основном через инструмент. Это необходимо учитывать при назначении режимов резания, инструментального материала и геометрии инструмента.

4. Абразивное воздействие армирующих волокон.

Присутствующие в углепластиках угольные волокна имеют высокую твердость и при резании провоцируют абразивный износ инструмента. Абразивный характер износа при обработке дает наибольший вклад в общую картину. Таким образом, определяющими являются свойства наполнителя.

5. Разложение полимерного связующего.

При резании углепластиков в условиях слабого теплоотвода в зоне обработки поверхность детали подвергается значительному нагреву. Это не может не сказываться на состоянии компонентов материала. При большом нагреве может происходить деструкция связующего, в результате которой он становится пористым и теряет свою прочность. На поверхности детали появляются, так называемые прижоги, характеризующиеся изменением цвета и повышенной хрупкостью.

6. Упругие свойства углепластиков.

Углепластики и полимерные композиты проявляют высокие упругие свойства, причем как линейные, так и объемные. Детали из углепластиков могут не только очень сильно гнуться без признаков разрушения, но также сжиматься, показывать упругое восстановление сразу после уменьшения сил резания. Это приводит к уменьшению заднего угла и приводит к увеличению абразивного износа инструмента по задней поверхности. Затупление инструмента увеличивает силы резания и ещё больше упругую деформацию детали. Такая особенность вызывает трудности при изготовлении деталей высокой точности. Упругое восстановление приводит к тому, что деталь увеличивает свои линейные или диаметральные размеры после прохождения инструмента. Изменение размеров зависит от многих факторов и тяжело поддается прогнозированию.

7. Технологический критерий износа.

Еще одной особенностью обработки углепластика резанием является технологический критерий износа. При механической обработке композитов лезвие инструмента может пересекать армирующие волокна под различными углами или расслаивать материал вдоль волокон. Изношенный инструмент характеризуется увеличением радиуса при вершине, неровными кромками, сколами на режущих кромках. Также связующее и наполнитель могут иметь переменную адгезию в толще материала вследствие дефектов изготовления. Все это приводит к выкрашиванию связующего, образованию каверн, трещин, выступу неперерезанных волокон за границы обработанной поверхности и сказывается на качестве поверхностного слоя и шероховатости обработанной поверхности. Поэтому требования к максимальному износу инструмента для обработки композитов значительно выше, чем к инструменту для обработки металлов.

8. Стружкообразование.

Стружкообразование при обработке композиционных материалов отличается от процесса снятия стружки с металлических заготовок. Процесс определяется разницей их структур и свойств. Из-за анизотропных свойств углепластика при резании вдоль волокон или поперек получается разная стружка. Волокна и связующее углепластика показывают только хрупкое разрушение, поэтому лезвийная обработка сопровождается образованием пылевидных частиц, что ставит вопрос защиту органов дыхания персонала.

9. Теплостойкость углепластика.

Углепластики состоят из углеродных волокон и полимерного связующего. Если волокна способны выдерживать достаточно высокие температуры, то полимерные смолы обладают низкой теплостойкостью и при температуре 300.350 °С происходит их термодеструкция. Связующее выгорает и теряет свои свойства, появляются прижоги и дефекты в поверхностном слое. Качество поверхности сильно снижается. Обработку композитов возможно производить при гораздо меньших температурах, чем обработку металлов. Образование теплоты связано в основном с процессами контактирования заготовки и инструмента, трения по задней поверхности режущего инструмента и истиранием композита в зоне обработки. Также сложность заключается в том, что использование смазочно-охлаждающих жидкостей в большинстве случаев невозможно. Это связано с высокой впитывающей способностью композиционных материалов. В других случаях необходимо включать дополнительную операцию сушки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Салман Азхар Мансур Салман, 2022 год

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. - 283 с.

2. Алексеева Э. М., Дмитриев В. А., Токарев А. А. Обработка тонких деталей из стекловолокнита. // Станки и инструменты, 1971. №7. С. 39 -40.

3. Алямовский A. A. SoKdWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 с.

4. Базров Б. М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. -М.: Машиностроение, 2005. 736 с.

5. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. - 559 с.

6. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.- 128 с.

7. Баранчиков В. И., Тарапанов А. С., Харламов Г. А. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. Библиотека технолога. -М.: Машиностроение, 2002. 264 с.

8. Биргер И. А. Иосилевич Г. Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.

9. Богданов В. М. Износ резцов при точении пластмасс. // Станки и инструменты, 1970, №3. С. 27-29.

10. Болтон У. Конструкционные материалы: металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты: Карманный справочник / Пер. с англ. М.: Додэка -XXI, 2004. - 320 с.

11. Боровиков А. А. Математическая статистика. Новосибирск: Наука; Изд -во ин-та математики, 1997. - 772 с.

12. Армированные пластики современные конструкционные материалы / Российский химический журнал, том XLV 2001, № 2. - С. 31-39.

13. Бабин А.Н. Связующие для полимерных композиционных материалов нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч. -технич. журн. 2013. №4. Ст.

14. Баженов С.Л. Полимерные композиционные материалы / С.Л. Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2010. 352 с.

15. Баурова Н.И., Зорин В.А. Технологическая наследственность при производстве деталей машин из полимерных композиционных материалов: Монография. М.: МАДИ, 2018. 220 с.

16. Баурова Н.И., Макаров К.А. Механическая обработка деталей машин из полимерных композиционных материалов // Технология металлов. 2017. № 2. С.15-19.

17. Безухов Н.Н., Лужин О.В. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высшая школа, 1974. -С. 200.

18. Белл Дж. Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых тел / Пер. о англ. М.: Наука, 1984.

19. Белоусов А.И. Термодинамический расчет зоны резания / Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов: Тр. МАТИ. М.: Машиностроение, 1988. - С. 49 - 86.

20. Буланов И. М., Воробей В. В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, 1998г., 518 с.

21. Васильев В. В., Механика конструкций из композиционных материалов. — М.: Машиностроение, 1988. — 272 с.

22. Васильков Д.В., Вейц B.JL, Шевченко B.C. Динамика технологических систем механической обработки. СПб.: ТОО «Ивентекс», 1997. - 230 с.

23. Воробей В. В., Маркин В. Б. Основы технологии и проектирования корпусов ракетных двигателей. Новосибирск: Наука, 2003. - 164 с.

24. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.

25. Горяинова А. В. Стеклопластики в машиностроении. М.: Машгиз, 1961. -215 с.

26. Гриб В.В., Зорин В.А., Баурова Н.И. Определение ресурса деталей машин, изготовленных из полимерных композиционных материалов, по совокупности показателей // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2018. № 4. С.13-19.

27. Дальский А. М., Васильев А. С., Кондаков А. И. Технологическое наследование и направленное формирование эксплутационных свойств изделий машиностроения. // Известия вузов. Машиностроение, 1996. №10-12. С. 70 -76.

28. Дрожжин В. И., Сустан П. И. Качество обработки и прочность слоистых пластиков. // Станки и режущие инструменты, 1969. №10. С. 15-16.

29. Дрожжин В. И. Физические особенности и закономерности процесса резания слоистых пластмасс. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д. т. н. Харьков: ХПИ, 1982. - 32 с.

30. Дунин-Барковский И. В., Карташева А. Н. Измерение и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978. -232 с.

31. Евстегнеева О. Н. Исследование способов снижения влияния причин поломок метчиков при работе в глухих отверстиях. // Сб. Статей. II Всероссийская научно-практическая конференция "Инновации в машиностроении", -Пенза: 2002.-С. 144-146.

32. Егоров С. В. Обработка резанием конструкционных пластмасс. М.: Оборонгиз, 1955.- 115 с.

33. Егоров С. В. Режимы резания и геометрия инструмента для обработки пластмасс, применяемых в машиностроении. М.: ВНИИ, 1956. - 48 с.

34. Егоров С. В. Режимы резания и геометрия инструмента для обработки пластмасс. М.: ВИНИТИ, 1957. - 41 с.

35. Егоров С. В. Силы резания при обработке конструкционных пластмасс. / В кн. Обработка металлов и пластмасс резанием. М.: Машгиз, 1955. №10. -С. 35-44.

36. Ерохин А. А. Обработка резанием стеклопластиков. / В кн.: Высокопроизводительное резание в машиностроении. М.: Наука, 1966. -С. 48-54.

37. Ершов Е.М., Мордвин А.П. Изготовление резьб на деталях из стеклопластика. Издательство «Машиностроение», 1969г., 128 с.

38. Ершов Е.М. Давыденко В.И. Прогрессивные методы получения высокопрочных резьб на стеклопластиковых трубах. Сборник трудов ЛМИ, № 55, Л., 1996

39. Железина Г.Ф. Конструкционные и функциональные органопластики нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч. -технич. журн. 2013. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.02.2016).

40. Жернаков В. С., Первушин Ю. С., Соловьев П. В. Исследование упругих характеристик углепластика с 3D структурой // Письма о материалах. 2019. Т. 9, № 2 (34). С. 185-190.

41. Захаров М.Н., Любченко М.А. Исследование несущей способности резьбы на углерод-углеродных композиционных материалах (уукм). Материалы и технологии нового поколения для перспективных изделий авиационной и космической техники: Сборник трудов III Всероссийской научно-технической конференции. Москва. 2017. С. 8.

42. Захаров М. Н., Любченко М. А., Магнитский И. В. — Критерий разрушения резьбовых соединений деталей из композитных материалов. Вестник машиностроения. Ежемесячный научно -технический и производственный журнал. Из-во ООО «Издательство «инновационное машиностроение» Москва 2018, №12, с. 3.

43. Иванов О. А., Петров В.М., Федосов А.В., Достижение заданных параметров качества поверхности деталей из углепластиков путем механической обработки. //Вопросы материаловедения. 2006, №2(46) -С-85-100с.

44. Инструмент, режущий для обработки термореактивных пластмасс. Фрезы отрезные. МН3638-62, МН3646-62, РТМ59-62, РТМ60-62. М.: Стандартгиз, 1963.

45. Исследование обрабатываемости антифрикционных углепластиков поверхностно-модифицированными спиральными сверлами из быстрорежущей стали /Иванов О. А., Петров В. М., Чеботарев А.В., и др. «ТРАНСТРИБО-2005». -СПб: Изд-во СПбГПУ, 2005. -С-182-185с.

46. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.

47. Карасов Т. А., Храмовских В. В., Жихарев В. С. Проблемы резания композитов с высокопрочными наполнителями // Механики XXI веку. 2017. № 16. С. 93-97.

48. Кербер М. Л., Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. — СПб.: Профессия, 2008. — 560 с.

49. Кестельман Н. Я., Кестельман В. Н. Влияние режимов резания при точении на чистоту поверхности деталей из пластмасс. // Изд. Вузов. Машиностроение, 1964. №9. С. 167-179.

50. Клебанов Я. М. Давыдов А. Н. Биткина Е. В. Методика расчета напряженно-деформированного состояния композиционных материалов. // Апзу5Ас1уап1а§е, 2008. №8. С. 11 -15.

51. Коган Д.И., Чурсова Л.В., Петрова А.П. Технология изготовления ПКМ способом пропитки пленочным связующим // Клеи. Герметики. Технологии. №6. 2011. С. 25-29.

52. Козин Б. Г. Третьяков В. Б. Резьбообработка. Справочник. М.: Машгиз, 1963.- 102 с.

53. Колесов И. М. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1998. -496 с.

54. Лебедев, Павел Владимирович. Технологическое обеспечение качества резьбовых соединений в деталях из высокопрочных композиционных полимерных материалов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.08 / Лебедев Павел Владимирович; [Место защиты: Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова].- Барнаул, 2011.- 212 с.

55. Лехницкий С. Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977. -408 С.

56. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента. М.: Машгиз, 1958. - П. 355.

57. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982. - С. 320.

58. Макаров В.Ф., Мешкас А.Е., Ширинкин В.В. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение Т. 17, № 2 г. Пермь - 2015 г. С. 30-38.

59. Макаров В. Ф., Мешкас А. Е., Ширинкин В. В. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение. 2015. Т. 17, № 2. С. 30-41.

60. Максаров В.В. Теория и методы моделирования и управления процессом стружкообразования при лезвийной механической обработке Дис. док. техн. наук.:05.03.01/ Северо-Западный заочный политехнический институт. СПб., 1999. 337 с.

61. Малкин А. Я., Руднев А. В, Колодев А. А. Механическая обработка стеклопластиков. / В кн.: Обработка пластмассы в машиностроении. М.: Наука, 1968 .-С. 73-85.

62. Маталин А.А.Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. М.: Машиностроение, 1970. - С. 316.

63. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Ким М.А., Бабин А.Н. Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 260265.

64. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Пер с англ. М.: Мир, 1981.-304 с.

65. Общемашиностроительные нормативы режимов резания, норм износа и расхода резцов, сверл и фрез при обработке неметаллических конструкционных материалов (пластмасс). М.: НИИмаш, 1962. - 144 с.

66. Окунь А. Г. Изнашиваемость режущего инструмента при механической обработке пластмасс. / В кн.: Применение радиоактивных индикаторов для исследования и контроля износа инструмента. М.: НИИМАШ, 1969. -С.72-88.

67. Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов / Е. Я. Юдин, С. В. Белов, С. К. Баланцев и др.; Под ред. Е. Я. Юдина, С. В. Белова 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 432 с.

68. Павловская В. М., Барсуков М. Ф., Рубцов В. Н. О точности обработки пластмасс резанием. / В кн.: Точность и взаимозаменяемость деталей из пластмасс. Л.: Ленинградский технологический институт, 1963. - С. 65-75.

69. Пластики конструкционного назначения. / Под ред. Е. Б. Тростянской -М.: Химия, 1984.-50 с.

70. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие. 3-е испр. изд. / под ред. А.А. Берлина. СПб.: ЦОП «Профессия», 2011. 560 с.

71. Режимы резания и геометрия инструмента для обработки пластмасс, применяемых в станкостроении. / Под ред. канд. техн. наук П. П. Грудова. -М. ЦБТИ, 1956.-48 с.

72. Режимы резания металлов: Справочник / Ю. Б. Барановский, Л. А. Брахман, Ц. 3. Бродский и др. 3-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1972. -407 с.

73. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. - С. 288.

74. Резников А. Н., Цирулина Е. А. Силы резания и чистота обработанной поверхности при точении пластмассовых изделий повышенной точности. // Пластические массы, 1963. №5. С. 36 -40.

75. Руднев А. В. Королёв А. А. Обработка резанием стеклопластиков. Издательство «Машиностроение», Москва, 1969г., 116 с.

76. Рычков Д. А., Янюшкин А. С. Способ повышения эффективности производства изделий из полимерных композитов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2016. № 3 (72). С. 23 -30. DOI 10.17212/1994-6309-2016-3-23-30.

77. Рычков Д. А., Афанасенко П. В., Кириченко О. П. Специфика изнашивания режущего инструмента при обработке полимерных композиционных материалов // Механики XXI веку. 2018. № 17. С. 135139.

78. Семко М. Ф., Баскаков И. Г. и др. Механическая обработка пластмасс. -М.: Машиностроение, 1965. 132 с.

79. Семко М. Ф., Сустан Г. К., Дрожжин В. М. Обработка резанием электроизоляционных материалов. М.: Энергия, 1977. - 174 с.

80. Силин С. С. Метод подобия при резании материалов. М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

81. Справочник по композиционным материалам. В двух томах. Том 2 / Под ред. Дж. Любина М.: Машиностроение, 1988. - 574 с.

82. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

83. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

84. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. - Л.: Машиностроение, 1987. - 176 с., с ил.

85. Технологии производства изделий и интегрированных конструкций из композиционных материалов в машиностроении / Научный редактор А. Г. Братухин, А.С. Боголюбов, О.С. Сироткин. -М.: Готика,2003-516 с.

86. Тимошков П.Н., Коган Д.И. Современные технологии производства полимерных композиционных материалов нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.02.2016).

87. Тихомиров Р. А., Николаев В. И. Механическая обработка пластмасс. -Л.: Машиностроение, 1975. 206 с.

88. Тюкаев В.Н. Стекловолокниты.- В кн.: Пластики конструкционного назначения. М.: Химия. 1974, с.120-204.

89. Усиченко М. В. Регулирование технологических и эксплуатационных свойств в системе пэнд-эпоксидный стеклопластик. Дис. на соискание ученой степени к. т. н. М.: РХТУ, 2004. - 179 с.

90. Фельдштейн Е. Э. Корниевич М. А. Обработка отверстий. Справочник сверловщика. М.: Дизайн ПРО, 2000. - 272 с.

91. Цукерман Л. Т. Механическая обработка пластмасс. / В кн.: Технология машиностроения. М.: ВИНИТИ, 1967. - С. 136-193.

92. Чудновский А. Р., Кестельман Н. Я., Ахмчет JI. С. Изготовление и обработка деталей из пластмасс. М.: Машиностроение, 1967. - 99 с.

93. Чурсова Л.В., Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р. Особенности технологии изготовления деталей из композиционных материалов

методом пропитки под давлением // Композиционные материалы в авиакосмическом материаловедении: сб. тез. докл. межотраслевой науч. -технич. конф. М.: ВИАМ, 2009. С. 17.

94. Хрульков А.В., Душин М.И., Попов Ю.О., Коган Д.И. Исследования и разработка автоклавных и безавтоклавных технологий формования ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 292-301.

95. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. -640 с.

96. Штучный Б. П. Обработка резанием пластмасс. М.: Машиностроение, 1974.- 144 с.

97. Ярославцев В. М. Высокоэффективные технологии обработки изделий из композиционных материалов. Наука и образование: Электронное научное издание. Из-во ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". №1 -2017 -Москва.: Режим доступа: http://engineering-science.ru/doc/361759.html (дата обр. 10.06.2020).

98. D avim J. P., Reis P. Study of delamination in drilling carbon fiber -reinforced plastics (CFRP) using design experiments // Composite Structures. 2003. Vol. 59, is. 4. P. 481-487. DOI 10.1016/S0263-8223(02)00257-X.

99. Eneyew, E.D., Ramulu, M., Experimental study of surface quality and damage when drilling unidirectional CFRP composites, Journal of Materials Research and Technology, Volume 3 (2014), pp 354-362

100. Eneyew, E.D., Ramulu, M., Experimental study of surface quality and damage when drilling unidirectional CFRP composites, Journal of Materials Research and Technology, Volume 3 (2014), pp 354-362

101. F. Rossi,, M'Saoubi, R., Tool Wear Monitoring and Hole Surface Quality During CFRP Drilling, Procedia CIRP, Volume 13 (2014), pp 163-168

102. Hocheng H., Tsao C. C. Comprehensive analysis of delamination in drilling of composite materials with various drill bits // Journal of materials processing technology. 2003. Vol. 140, is. 1-3 SPEC. P. 335-339. DOI 10.1016/S0924-0136(03)00749-0.

103. Haddad, M., Zitoune, R., Bougherera, H., Eyma, F., Castanie, B., Study of trimming damages of CFRP structures in function of the machining processes and their impact on the mechanical behaviour, Composites Part B: Engineering, Volume 57 (2014), pp 136 - 143

104. Pecat, O., Brinksmeir, E., Low Damage Drilling of CFRP/Titanium Compound Materials for Fastening, Procedia CIRP, Volume 13 (2014), pp1-7

105. Pecat, O., Brinksmeir, E., Tool Wear Analyses in Low Frequency Vibration Assisted Drilling of CFRP/Ti6Al4V Stack Material, Procedia CIRP, Volume 14 (2014), pp 142-147

106. Santiuste C., Olmedo A., Soldani X. Delamination prediction in orthogonal machining of carbon long fiber-reinforced polymer composites // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2012. Vol. 31, is. 13. P. 875-885. DOI 10.1177/0731684412444654.

107. Wang, X., Kwon, P.Y., Sturtevant, C., Kim, D., Lartrip, J., Comparative tool wear study based on drilling experiments on CFRp/Ti stack and its individual layers, Wear, Volume 317 (2014), pp 265-276

108. Tanaka, H., Heinrichs, M. Vob, R., , Kuster, F., Wegener, K., Analysis of Material Weakening in CFRP after a Drilling Operation, Procedia CIRP 24 (2014) pp 44-48

109. Xu, J., An, Q., Chen, M., A comparative evaluation of polycrystalline diamond drills in drilling high-strength T800S/250F CFRP, Composite Structures, Volume 117 (2014), pp 71-82

110. Vob, R., Henerichs, M., Kuster, F., Wegener, K., Chip Root Analysis after Machining Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) at Different Fiber Orientations, Procedia CIRP, Volume 24 (2014) pp 217-222

111. http://www.detalmach.ru/composit6.htm Механическая обработка изделий из композитов. Применение композитных материалов

112. http://docs.cntd.ru/document/1200012246 ГОСТ 19257-73 Отверстия под нарезание метрической резьбы. Диаметры.

Приложение А

Рисунок А.1 - Чертеж детали. Корпус центробежного насоса

Приложение Б

Рисунок Б.1 - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ