Технологическое обеспечение требуемой шероховатости и предотвращение дефектов при механической обработке изделий из углепластиков на основе выбора режущего инструмента и рациональных режимов резания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Волковский Артем Александрович

• Волковский Артем Александрович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Волковский Артем Александрович

1 ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Классификация композиционных материалов, физико-механические свойства и области применения

1.2 Особенности обработки изделий из полимерных композиционных материалов

1.3 Дефекты поверхностного слоя при лезвийной обработке ПКМ

1.4 Анализ путей обеспечения качества поверхностного слоя при лезвийной механической обработке изделий из ПКМ

1.4.1 Токарная обработка изделий из полимерных композиционных материалов

1.4.2 Фрезерование изделий из композиционных материалов

1.4.3 Ортогональная обработка изделий из углепластика и стеклопластика

1.4.4 Сверление отверстий в конструкциях из полимерных композиционных материалов

1.4.5 Гидроабразивная обработка ПКМ

1.4.6 Абразивная обработка изделий из композиционных материалов

1.5 Выводы по первой главе. Цель работы и задачи исследования

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕПЛАСТИКОВ

2.1. Моделирование процесса стружкообразования при лезвийной обработке полимерных композиционных материалов

2.2 Теоретическое обоснование эффективности применения последовательной лезвийно-абразивной обработки

2.4. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Выбор и обоснование оборудования для проведения экспериментальных исследований

3.2 Выбор и обоснование инструментального обеспечения для проведения экспериментальных эмпирических исследований

3.3 Выбор и обоснование средств технического оснащения для оценки показателей качества поверхностного слоя

3.4 Выбор и обоснование исходной заготовки

3.4 Методика планирования экспериментальных исследований

3.4.1. Методика проведение экспериментального исследования влияния режимов лезвийной обработки и геометрии режущего инструмента на шероховатость поверхностного слоя

3.4.2. Методика проведения экспериментальных исследований влияния режимов плоского шлифования на шероховатость поверхностного слоя

3.5. Вывод по третьей главе

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Определение геометрии лезвийного режущего инструмента для предварительного фрезерования торцовых поверхностей

4.2 Определение рациональных характеристик шлифовальных кругов и режимов резания при абразивной обработке ПКМ

4. 4 Математическая обработка полученных результатов

4.4.1. Влияние режимов обработки лезвийным инструментом на шероховатость поверхностного слоя заготовок из углепластика

4.4.2. Влияние шлифовального инструмента и режимов абразивной обработки на шероховатость поверхностного слоя

4.5. Сравнительный анализ несущей способности конструктивно-подобных образцов изготовленных лезвийной и последовательной лезвийно-абразивной обработкой

4.6 Общие выводы и рекомендации по применению технологии последовательной лезвийно-абразивной обработки ПКМ

4.7 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯ ООО «ЛЫСЬВЕНСКИЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД"

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение требуемой шероховатости и предотвращение дефектов при механической обработке изделий из углепластиков на основе выбора режущего инструмента и рациональных режимов резания»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время традиционные материалы подвергаются замене на полимерные композиционные материалы, что является одним из направлений развития машиностроения. Сбалансированность физико-механических свойств полимерных композиционных материалов (ПКМ) позволяет повысить энерго-силовые характеристики технологических машин.

Активное внедрение композиционных материалов отмечено в изделиях и узлах аэрокосмической техники, автомобилестроения, судостроения и прочих областях машиностроения. В качестве примеров отдельных элементов конструкции могут выступать такие, как корпуса судов, фюзеляжи самолетов, корпусные детали гоночных болидов и т.д. Конструкторская документация на каждую единицу номенклатуры вышеуказанных изделий заключает в себе высокие требования к обеспечению качества обработанной поверхности. Однако ввиду анизотропии свойств, абразивного воздействия, низкой теплопроводности и прочих нехарактерных для металлов и сплавов свойств традиционные методы механической обработки не позволяют обеспечить требования к точности и качеству обработанной поверхности изделия.

Наиболее явным несоответствием качества обработанных деталей из ПКМ выступает дефектообразование при обработке лезвийным инструментом. Основными дефектами являются такие, как деламинация, термодеструкция полимерного связующего, ворсистость и трещинообразование в матрице композита. Для устранения этих дефектов применяются различные методы ручной слесарной механической обработки. Кроме того, наличие дефектов в виде вырывов армирующих волокон и трещин в матрице композита может являться причиной снижения несущей способности конструкции, а также способности сопротивления усталости при знакопеременных нагрузках.

В связи с этим для решения проблемы обеспечения требуемого качества поверхностного слоя при механической обработке изделий из ПКМ предлагается

применение последовательной лезвийно-абразивной обработки. При лезвийной обработке в зоне контакта режущего инструмента и заготовки, армирующие волокна не перерезаются, а накапливаются на режущей кромке инструмента и подвергаются упругой деформации сжатия, после чего, при достижении критической величины давления инструмента, вытягиваются и разрушаются с образованием деламинации краевых слоев композита и трещин в связующей матрице. Данный процесс носит цикличный характер на протяжении всего периода резания. Поэтому возникает необходимость устранения вышеуказанных дефектов, что может быть достижимо при обеспечении хрупкого разрушения волокнистого наполнителя. Последнее является следствием применения высоких скоростей резания, а также острой режущей кромки, обладающей высокой твердостью. Таким образом, обеспечение требований шероховатости обработанной поверхности, точности, расположения и формы поверхностей достижимо при последующей абразивной обработке, в результате которой устраняется дефектный слой.

Степень разработанности темы. Диссертационная работа дополняет результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса механической обработки ПКМ, изложенных в трудах В.М. Ярославцева, В.Ф. Макарова, М.А. Тамаркина, Ю.М. Зубарева, Э.Э. Тищенко, Н.В. Козулько, А.В. Приёмышева, С.В. Гайст, А.М. Маркова, А.Е. Раскутина, А.С. Янюшкина, Д.В. Лобанова и многих других, и является развитием работ в области технологического обеспечения качества обработанной поверхности при механической обработке ПКМ.

Цель работы - технологическое обеспечение требуемой шероховатости и предотвращение дефектов при механической обработке изделий из углепластика на основе выбора режущего инструмента и рациональных режимов резания.

Для достижения указанной цели необходимо решить комплекс следующих задач:

1. Провести анализ проблем образования дефектов при лезвийной механической обработке ПКМ из углепластика и путей их устранения.

2. Провести обоснование разработки и применения технологии последовательной лезвийно-абразивной обработки.

3. Разработать методику проведения экспериментальных исследований качества поверхностного слоя в зависимости от режимов резания и режущего инструмента при последовательной лезвийной и абразивной обработке ПКМ. А также методики исследования несущей способности конструктивно-подобных образцов из углепластика путем испытаний на растяжение и разрыв.

4. Провести экспериментальные исследования влияния режимов резания и режущего инструмента при последовательной лезвийно-абразивной обработке на шероховатость поверхностного слоя. Провести сравнительные исследования несущей способности КПО путем проведения испытания на растяжение и разрыв ПКМ, прошедших лезвийную и лезвийно-абразивную обработку.

5. На основе анализа результатов экспериментальных исследований получить математическую модель, устанавливающую зависимость шероховатости поверхностного слоя от режимов механической обработки лезвийным и абразивным инструментом. В результате сравнительного исследования несущей способности КПО, прошедших лезвийную и последовательную лезвийно-абразивную обработку, определить эффективность нового метода обработки.

6. Разработать технологические рекомендации и алгоритм действий инженера-технолога механического цеха при технологической подготовке производства деталей из полимерных композиционных материалов на основе углеволокна.

Объектом исследования является механическая обработка лезвийным и абразивным инструментом полимерных композиционных материалов на основе углеволокна.

Предмет исследования - технологическое обеспечение требуемой шероховатости и предотвращения дефектов при механической обработке изделий из углепластика.

Научная новизна:

1. Впервые на основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что разрушение поверхности при лезвийной обработке конструктивно-подобных образцов (КПО) из углепластика носит циклический характер.

2. Впервые доказано, что применение высокой скорости резания, твердости и острой режущей кромки позволяет предотвратить образование дефектов поверхностного слоя и снизить шероховатость при финишной обработке КПО из углепластика.

3. Получены эмпирические математические модели, устанавливающие влияние режимов последовательной лезвийно-абразивной обработки на шероховатость поверхностного слоя и позволяющие определить рациональные режимы резания.

4. Обнаружено, что применение последовательной лезвийно-абразивной обработки обеспечивает повышение несущей способности КПО в пределах 20 % вследствие предотвращения дефектов и повышения качества поверхностного слоя в сравнении с лезвийной обработкой.

Методы исследования. Теоретическая база исследований построена на основах технологии машиностроения, теории резания материалов, математической статистики и методологии научного исследования. Обработка статистических данных и построение зависимостей выполнялись при помощи такого программного обеспечения, как Microsoft Excel. Измерения экспериментальных исследований проводились с помощью современных средств. Планирование эксперимента реализовано согласно методике планирования полного факторного эксперимента. Исследования шероховатости обработанной поверхности сопровождались применением профилометра Mahr PS-1. Измерение микрорельефа производилось с помощью оптического двойного микроскопа теневой интерференции МИС-11. Измерения сил резания и виброускорений технической системы выполнялись на диагностическом стенде Камертон «РОС». Исследование механизма стружкообразования при лезвийной обработке ПКМ

и проведение сравнительных испытаний несущей способности выполнялись на универсальной электромеханической испытательной системе 1ш^оп 5965.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке и обосновании новой технологии механической обработки ПКМ, включающей в себя последовательное применение лезвийной и абразивной обработки, обеспечивающей требуемую шероховатость, предотвращение дефектного слоя и повышение несущей способности КПО.

Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по выбору режущего инструмента и назначению рациональных режимов резания лезвийным и абразивным инструментом, обеспечивающим повышение качества поверхностного слоя и несущей способности изделий из углепластика.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретическое и экспериментальное обоснование цикличности механизма формирования стружки и появления дефектов поверхностного слоя в виде деламинации краевых слоев, ворсистости и образования трещин в матрице композита при лезвийной обработке ПКМ из углепластика, вызванного упругими деформациями компонентов композита.

2. Практическое обоснование эффективности применения абразивной обработки шлифовальным кругом путем изменения механизма резания за счет обеспечения высокой скорости резания, высокой твердости и остроты режущей кромки с целью сохранения стабильного перерезания армирующий волокон углепластика.

3. Результаты многофакторного эксперимента исследования последовательной лезвийно-абразивной полимерных композиционных материалов.

4. Математическая модель влияния режимов лезвийной и абразивной обработки на шероховатость обработанной поверхности ПКМ.

5. Повышение несущей способности КПО до 20% при применении последовательной лезвийно-абразивной обработки в связи с ликвидацией

дефектов и повышения качества поверхностного слоя относительно лезвийной обработки.

6. Алгоритм выбора технологически рационального решения при проектировании технологического процесса механической обработки.

Степень достоверности. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается применением сертифицированных средств технического оснащения современными методиками научного исследования, статистическим анализом полученных результатов, а также совпадением теоретических и практических результатов разработанной методики последовательной лезвийно-абразивной обработки изделий из углепластика.

Личный вклад автора. Автором лично проведен теоретический анализ методов повышения качества поверхностного слоя конструкций из углепластика, сформулированы цель и задачи исследования. Разработана методика и проведены экспериментальные исследования, проведен статистический анализ результатов, а также разработаны технологические рекомендации и алгоритм действий цехового инженера-технолога при технологической подготовке производства при изготовлений изделий из углепластика.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационного исследования были представлены к докладу и обсуждению на Всероссийской научно-технической конференции «Станкостроение и цифровое машиностроение» (г.Уфа 07-09 апреля 2021г.), на Международной научно-технической конференции «ПРОМ-Инжиниринг» (г.Сочи 17-21 мая 2021г.), на Международной научно-технической конференции «Машиностроительные технологические системы» (г.Ростов-на-дону 26-29 мая 2021г.), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием ИТММ-21(г.Пермь 27 сентября - 1 октября 2021г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Аэрокосмическая техника, высокие технологии инновации -2021) АКТТИ-21 (18-20 ноября 2021г), на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием отв.редактор Р.Г.Гришин «Высокие технологии в машиностроении» (г.Самара 24-25 ноября 2021г), на

Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, отв.редактор Р.Г.Гришин (г.Самара 10-11 ноября 2022 г.), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии в машиностроении и материаловедении ИТММ-22» (г.Пермь 10-14 октября 2022г) и Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Машиностроительные технологические системы METS-22» (г.Ростов-на-Дону 26-29 2022u/)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 работ в научных изданиях, в том числе 4 работы в изданиях рекомендованных ВАК и 2 работы в международных базах цитирования, входящих в Scopus.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложения. Основная часть работы изложена на 148 страницах, содержит 87 рисунков, 26 таблиц. Список литературы включает 104 источника, в том числе 34 зарубежных.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Классификация композиционных материалов, физико-механические

свойства и области применения

Применение композиционных материалов (КМ) охватывает широкий спектр потребностей человека, это обусловлено большой классификацией КМ по видам, материалам матрицы и направлению армирующих волокон. Сами же композиционные материалы представляют собой многокомпонентные материалы, состоящие из пластичной связки и наполнителя, который выступает в роли армирующего элемента. В результате соединения разнородных материалов получается совершенно новый материал, с отличающимися физико-механическими характеристиками, не присущим составным материалам по отдельности.

Таким образом, первым из признаков, по которым различают КМ, является материал матрицы, он может быть: металлический (МКМ); полимерный (ПКМ); керамический (ККМ) и углерод-углеродный (УУКМ). Материал матрицы обеспечивает передачу внешних воздействий из матрицы в армирующие волокна, что стимулирует достижение высоких показателей твердости и прочности конструкций. В связи с этим, композиты по типу упрочняющих наполнителей разделяют на: дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые в соответствии с рисунком 1.[1]

1

2

3

1 - дисперсно-упрочненные; 2-волокнистые; 3 - слоистые Рисунок 1 - Схемы строения композитов[1]

Дисперсно-упрочненные КМ содержат в себе тугоплавкие частицы карбидов, оксидов и др., не имеющие сильной адгезии с матрицей вплоть до температуры плавления фаз.

Волокнистые КМ имеют огромное преимущество по прочности, т.к. в данном случае внешние воздействия передаются от наполнителя к армирующим волокнам. Также как и в дисперсно-упрочненных КМ особо важным требованием выступает слабое адгезионное взаимодействие наполнителя с волокнами. Для обеспечения требуемых механических свойств применяются различные методы распределения волокон по объему заготовки: •Волокна (усы) = 5-8 нм в диаметре; •Ровинги состоят из 1.000 - 24.000 волокон; •Рубленные волокна -> волоконные маты; •Препреги.

Однонаправленные композиционные материалы изготавливают с расположением волокон в одном направлении. Отличительные черты: высокая механическая прочность, сложность обработки и склонность к деламинации.

Разнонаправленные композиционные материалы(в соответствии с рисунком 2) подразделяются на полотняное, атласное, саржевое плетения. Отличительные черты: относительная простота обработки, меньшая склонность к расслаиванию, сложность изготовления.

Плетения

однонаправленное саржевое атласное полотняное

Увеличение риска расслоения Увеличение износа инструмента

Рисунок 2 - Типы плетения разнонаправленных препрегов

Слоистые КМ - это накопительная система из слоев разного материала в зависимости от требуемых физико-механических параметров. В качестве связующего слоя могут применяться полимерные волокна, ленты, ткани, разновидности фольги из алюминия, меди и др., а в качестве слоев, несущих основные характеристики композита, выступает керамика, пластмасса и металл.

Как сказано ранее, композиционные материалы формируются и подбираются в зависимости от требуемых физико-механических параметров, т.к. они напрямую влияют на эксплуатационные свойства конструкции и на особенности механической обработки. Основные параметры представлены в таблице 1 [3-10,13]

Таблица 1- Свойства композиционных материалов

Материал Плотность, кг/м3 Прочность при растяжении, МПа Модуль Юнга, ГПа Удельная прочность е-10 , км Удельный модуль Е-106 км Твердость ШТ

Углепластика 1450-1600 780-1800 123-130 53-112 9-20 40-45

Стеклопластик 2120 1920 69 91 3,2

Высокопрочная сталь 7800 1400 210 18 2,7

Алюминиевый сплав 2700 500 75 18 2,7

Титановый сплав 4400 100 110 28 2,5

Полиамид 6,6 1140 82,6 28 7,24 0,24

Полиамид 6,6+,40 мас. % стекловолокна 1460 217 112 8,87 0,77

Полиамид 6,6+40 мас. % углеродного волокна 1340 280 238 21,0 1,92

Учитывая большой диапазон применяемых материалов, их свойств и видов строения композитов, как следствие выступает и широкий спектр применения композиционных материалов. Основными крупными областями применения КМ

выступают автомобилестроение, самолетостроение, ракетостроение, промышленное строительство, железнодорожная промышленность и многие другие, что представлено на рисунке 3. В каждой из областей промышленности нашел свое место тот или иной вид КМ. Касательно машиностроения наиболее широкое применение получили полимерные композиционные материалы.

Строительство Медицина

Рисунок 3 - Области применения ПКМ К примеру, в настоящее время 50% массы самолетов представляют собой изделия из ПКМ такие как: крылья, лопатки турбин, хвостовое оперение и прочие. Наиболее исследуемыми ПКМ стали композиты с армирующими элементами из стеклянных, арамидных, углеродных, борных и металлических волокон.

На сегодняшний день мировой рынок полимерных композиционных материалов подвергается активному росту с 4 до 7.7%, что в промежуточном результате может достигать 130 млрд. долл.( на рисунок) 4[11]

2015 2016 2017 201Я 2019 2020 2021 2022 2023 2024

Годы

■ МЫсйваоЛМаНсйз ■ КокЗьа ■СяапсЗ ксзигсЬ иР1ог Магкс1з ■ ВСС Не5сагсЬ

Рисунок 4 - Оценка мирового рынка полимерных композиционных

материалов[11]

Также стоит учитывать, что основным видом полимерных композиционных материалов, применяемых в современной промышленности, являются углепластики, что обусловлено возможностью обеспечения термостойкости и применению в узлах при повышенных температурах.

1.2 Особенности обработки изделий из полимерных композиционных

материалов.

Обработка ПКМ из углепластика и стеклопластика заключает в себе ряд особенностей, связанных в первую очередь с физико-механическими свойствами самого композита, которые не соотносятся с классической металлообработкой. Причинами возникновения особенностей механической обработки углепластиков являются следующие свойства[12]:

- анизотропия свойств материалов. Армирующие волокна являются источником сопротивления режущему инструменту в процессе обработки. Разнородность поверхностного слоя заключающего в себе полимерную матрицы и волокна стимулирует образование трещин в матрице композита, а также повышенному износу инструмента по передней поверхности;

- сложность получения требуемого качества поверхности по причине слоистой/волокнистой структуры. Обработку рекомендуется производить острозаточенным инструментом, т.к. по мере увеличения износа происходит растрескивание обработанной поверхности и выкрашивание связующего материала;

- высокая твердость связующего материала порядка 40-45 НЯС ставит под вопрос применение большой номенклатуры режущего инструмента. Для операций механической обработки ПКМ рекомендуется режущий инструмент из натуральных алмазов(98,1 Гпа), синтетических алмазов (89 Гпа) и Эльбора-Р(84 Гпа);

- низкая теплопроводность композитов также отрицательно сказывается на состоянии режущего инструмента(РИ) вследствие нарушения теплового баланса, характерного для классической металлообработки. При механообработке ПКМ теплота, выделяемая при резании, распределяется в процентном соотношении 90% в РИ, 5% в стружку и 5% в обрабатываемую деталь. Так же следует учитывать температурный диапазон 160-300 °С, в рамках которого полимерное связующее сохраняет свои химические свойства и не переходит в поверхностно-активное вещество (ПАВ). В процессе обработки, по мере износа режущего инструмента, температура на режущих кромках может достигать порядка 600 °С;

- специфика процесса стружкообразования заключается в преодолении упругих деформаций по плоскости сдвига и последующему упругому разрушению;

- абразивное воздействие наполнителя. По мере упругого разрушения в зоне резания образуются частицы пыли, воздействие которых на переднюю поверхность инструмента отрицательно влияет на его износ;

- ввиду хрупкости связующей матрицы композита, образование пылевидной стружки несет вред организму рабочего, на основании чего следует обеспечивать высокие требования по охране труда на рабочем месте;

- обработка ПКМ, ввиду анизотропных свойств заготовки, выполняется без использования смазывающих охлаждающих жидкостей, так как это приводит к образованию водяного клина и деламинации слоев.

1.3 Дефекты поверхностного слоя при лезвийной обработке ПКМ.

Как сказано ранее, особенности строения и механических свойств изделий из углепластиков стимулируют образование дефектов поверхностного слоя при механической обработке. На основании чего обеспечение требований конструкторской документации влечет за собой удорожание технологического процесса и снижение уровня механизации и автоматизации труда на машиностроительном предприятии. В результате механической обработки лезвийным инструментом основными видами дефектов выступают такие, как деламинация, сколы, ворсистость, термодестуркция и трещины в матрице композита[ 12,14,71.87,89].

В настоящее время 80% операций механической обработки ПКМ занимают операции сверления, фрезерования и отрезки, остальные 20% приходятся на операции точения, абразивной резки и прочее. Согласно типовым требованиям конструкторской документации по обеспечению качества поверхностного слоя в результате механической обработки изделий из углепластика предприятиям необходимо вводить в технологический процесс изготовления изделий дополнительные операции слесарной обработки ручным инструментом.

Деламинация представляет собой расслоение или частичное вырывание слоев препрегов в результате действия сил резания на заготовку, что представлено на рисунке 5 [12,14,48]. Основным источником деламинации является перпендикулярная укладка слоев относительно вектора действия силы резания, а также повышенные температуры, что в случае с термореактивной матрицей композита приводит к выходу влаги и последующему образованию трещин.

1 - деламинация при обработке отверстий; 2 - деламинация при обработке торцов

Рисунок 5 - Деламинация ПКМ

Как можно заметить, деламинация обладает характерными особенностями, как правило, в большинстве случаев, она образуется в зоне входа и выхода инструмента из заготовки, а также на краевых слоях заготовки, не имеющих поддерживание и опорные конструкции, стимулирующие перерезание армирующих волокон, и обуславливается относительно малыми высотами порядка менее 1мм от диаметра отверстия [15-17].

Следующим немаловажным дефектом, возникающим при обработке ПКМ, является ворсистость, причинами которой служит волокнистая структура наполнителя. Как сказано в пункте 1.2, ПКМ обладают спецификой стружкообразования, которая заключается в необходимости достижени хрупкого разрушения волокон[14,48,99-101]. Так как хрупкое разрушение каждого отдельного волокна в одинаковый момент времени не достижимо, то и длина ворса до места разрушения будет различна, это непосредственно влияет на качество поверхностного слоя изделия. Примеры образования ворсистости показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Ворсистость отверстия[14]

Также основным видом дефектов является трещинообразование в матрице композита. Причинами образования данного рода дефектов является хрупкость матрицы, назначение режимов резания, склонных к повышенным температурам в зоне резания, что приводит в выходу влаги из матрицы и упругим деформациям армирующих волокон (рисунок 7).[32]

1- Матрица; 2- трещина; 3- волокна; 4- зона упругого разрушения волокна; Р -

Векторы действия сил Рисунок 7 - Схема формирования трещины при обработке ПКМ

Каждый из видов дефектов способствует ухудшению качества поверхностного слоя изделия, в частности не обеспечиваются типовые требования конструкторской документации по размерной точности и качеству поверхностного слоя после механической обработки (таблица 2).

Таблица 2 - Типовые технические требования к качеству поверхностного слоя изделий из углепластика:

№ Техническое требование

1 Шероховатость поверхностей после механической обработки резанием в диапазоне значений Ra 1.25-2.5 мкм.

2 Допускается зачистка неровностей без нарушения целостности наполнителя. Шероховатость поверхности Ra = 1,6мкм

3 Допускаются на поверхности в местах механической обработки отдельные выкрашивания и сколы не более 0.1мм и площадью не более 5мм , общей площадью не более 1% от площади всей механической обработки

В результате механической обработки лезвийным инструментом шероховатость поверхностного слоя достигается путем применения инновационных технологий и вариаций режимов резания, однако обеспечение требований по площади дефектов и длине микротрещин со сколами не достигается.

1.4 Анализ путей обеспечения качества поверхностного слоя при лезвийной

механической обработке изделий из ПКМ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Волковский Артем Александрович, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Классификация композиционных материалов/ Шакиров А.А. / м.н.ж Инновационная наука -2017. - №12. - С. 74-76

2. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники/ В.Ф. Макаров Вестник ПНИПУ Т17 №2 2015г.

3. Ярославцев В.М. Высокоэффективные технологии обработки изделий из композиционных материалов: учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012.

4. Ричардсон М. Промышленные полимерные композиционные материалы / под ред. П.Г. Бабаевского. - М.: Химия, 1980. - 472 с.

5. Перепелкин К.Е. Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты. - М.: Научные основы и технологии, 2009. - 658 с.

6. Нильсен Л. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. - М.: Химия, 1978. - 310 с.

7. Марков А.М. Технологические особенности механической обработки деталей из композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2014. - № 7. - С. 3-5.

8. Оценка структурных дефектов углеродных волокон и полимерных композиционных материалов на их основе: учеб. пособие / Ю.М. Миронов [и др.]. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

9. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технологии / С.Л. Баженов [и др.]. - М.: Интеллект, 2009. - 352 с.

10. Полимерные композиционные материалы. Свойства. Структура. Технологии / под ред. А.А. Берлина. - СПб.: Профессия, 2009. - 560 с.

11. Дориомедов М.С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. №6-7 (89). URL:

https://cyberleninka.ru/article/n/rossiyskiy-i-mirovoy-rynok-polimernyh-kompozitov-obzor (дата обращения: 14.10.2023).

12. Вавилин В.А., Пасечник К.А., Пушкарев А.Ю., Амельченко Н.А. Особенности механической обработки полимерных композиционных материалов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2018. №14. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-mehanicheskoy-obrabotki-polimernyh-kompozitsionnyh-materialov (дата обращения: 14.10.2023).

13. Свойства углепластиков и области их применения/ Молчанов Б.И Гудимов М.М/ ж. ВИАМ 1996г.-202215

14. Технологические особенности механической обработки композиционных материалов при изготовлении деталей конструкции/ Раскутин А.Е/ Хрульков А.В/ Гирш Р.И/ ж. ТРУДЫ ВИАМ №9-2016г.

15. Cepero-Mejias F, Curiel-Sosa JL, Kerrigan K et al (2019) Chip formation in machining of unidirectional carbon fiber reinforced polymer laminates: FEM based assessment. In: Procedia CIRP. 2nd CIRP conference on composite material parts manufacturing (CIRP-CCMPM 2019), pp 302-307

16. Aiman Akmal Abdul Nasir, Azwan Iskandar Azmi, Tan Chye Lih et al(2018) Experimental study towards determination of critical feed for minimization of delamination damage in drilling flax natural fiber composites. In: Procedia CIRP 8th CIRP conference on high-performance cutting (HPC 2018), pp 191-194

17. Sugita N, Shu L, Kimura K et al (2019) Dedicated drill design for the reduction in burr and delamination during the drilling of composite materials. CIRP Ann Manuf Technol 68:89-92

18. El-Hofy M, Helmy MO, Escobar-Palafox G et al (2018) Abrasive water jet machining of multidirectional CFRP laminates. In: Aranzabe A, Maidagan X, Sanchez JA (eds.) Procedia CIRP. 19th CIRP conference on electro physical and chemical machining, 23-27 Apr 2017, Bilbao, Spain. Elsevier, pp 535-540

19. Заостровский А. С., Приемышев А. В., Зубарев Ю. М. Особенности технологии механической обработки углепластиков // Наукоёмкие технологии в

машиностроении. 2016. №. 5. С. 30-33. DOI: https://doi.org/10.12737/18712 (дата обращения: 08.10.2023).

20. Кхалифа М. М., Дуюн Т. А. Моделирование процесса резания конструкционной стали с использованием конечноэлементного пакета ANSYSWorkbench // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2019. №11. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-protsessa-rezaniya-konstruktsionnoy-stali-s-ispolzovaniem-konechnoelementnogo-paketa-ansysworkbench (дата обращения: 12.11.2021).

21. Минибаев М.И., Раскутин А.Е., Гончаров В.А. Особенности технологии изготовления образцов из ПКМ на станках с ЧПУ (обзор) // Труды ВИАМ. 2019. №1 (73). URL: https://cyberlenmka.ru/artide/n/osobennosti-tehnologii-izgotovleniya-obraztsov-iz-pkm-na-stankah-s-chpu-obzor (дата обращения: 18.10.2023).

22. Новые технологии повышения качества поверхностного слоя при резании волокнистых полимерных композиционных материалов/ Ярославцев В.М/ Вестник МГТУ им. Баумана/ сер. Машиностроение -2017-№6

23. Ярославцев В.М. Технологическое обеспечение качества и надежности деталей машин методами обработки в условиях реновации // Методы менеджмента качества. 1997. № 12. С. 24-28.

24. Гайст С.В., Марков А.М., Салман А.М. Влияние износа режущего инструмента на процесс стружкообразования при фрезеровании композиционного материала\\ Actual Problems in Machine Building. Том 5.. №1-2. 2018

25. Ярославцев В.М. Обработка резанием полимерных композиционных материалов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 180 с.

26. Ярославцев В.М. Технологические решения проблем обработки ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2005. № 2. С. 41-62.

27. Ярославцев В.М. Совершенствование метода резания с дополнительным технологическим покрытием для чистовой обработки волокнистых композитов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э.

Баумана. 2016. № 2. С. 196-209. DOI: 10.7463/0216.0833934 URL: http: //technomag.bmstu.ru/doc/833934.html

28. Повышение эффективности лезвийной обработки изделий из композиционных материалов/ Большешапова А.В./ Лобанов Д.В. ж. Технологии и материалы №3/ с.28-30/ 2015г.

29. Тамаркин, М. А. Технологические основы обработки полимеркомпозитных деталей гибким абразивным инструментом / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. В. Верченко // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2021. - № 8(122). - С. 25-34. - DOI 10.30987/2223-4608-20218-25-34. - EDN NCERMD.

30. Мелентьев, Р. Ю. Особенности сверления углепластиков / Р. Ю. Мелентьев, В. В. Натальчишин // Труды Одесского политехнического университета. - 2014. - № 2(44). - С. 27-33. - EDN TLPYNH.

31. Зубарев, Ю.М., Приемышев, А.В., Заостровский, А.С. Качество поверхности при обработке резанием полимерных композиционных материалов // Справочник. Инженерный журнал. - 2016. - №9. - С. 3-11.

32. Макаров В. Ф., Волковский А. А., Сабирзянов А. И. Повышение производительности и качества обработки композиционных материалов на основе выбора и рационального применения абразивного инструмента // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2020. №. 9. С. 40-48. DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2020-9-40-48 (дата обращения: 03.11.2020).

33. Приемышев, А. В. Фрактографические особенности поверхностей стружек и лезвий режущих инструментов при механической обработке резанием заготовок из углепластиков и стеклопластиков / А. В. Приемышев, А. С. Заостровский // Успехи современной науки. - 2017. - Т. 6, № 3. - С. 111-118. -EDN YNFOMB.

34. Высокоскоростное фрезерование - новая технология производства/ Кауппинен В./ 4-я Международная конференция DAAAM "Промышленный инжинирин - инновации как конкуретное преимущество для малогого и среднего бизнеса" 29 - 30 апреля 2004 года, Таллин, Эстония.

35. Henerichs M, VoB R, Kuster F, et al. Machining of carbon fiber reinforced plastics: Influence of tool geometry and fiber orientation on the machining forces. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 2014; 9, p. 136-145

36. Бондарь Е. Б., Марков В. А. Точение стеклопластиков резцами со сменными многогранными пластинами// Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2009. №2 (43). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tochenie-stekloplastikov-reztsami-so-smennymi-mnogogrannymi-plastinami (дата обращения: 18.09.2023).

37. Wang D H, Ramulu M, Arola D. Orthogonal Cutting Mechanisms of Graphite / Epoxy Composite. Part I: Unidirectional Laminate, 1995 [5] Zhang L C, Zhang H J, Wang X M. A Force Prediction Model for Cutting Unidirectional Fibre-Reinforced Plastics. Machining Science and Technology, 2001; 5, p. 293-305

38. Зубарев Ю. М., Приемышев А. В. Инновационные технологии обработки полимерных композиционных материалов в машиностроении // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2017. №. 8. С. 36-42. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5971daadf14630.10399069 (дата обращения: 10.07.2021).

39. Механизация абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов/ Козулько Н.В. / Вестник Донского государственного технического университета - Т18- №2-с179-189-2018г.

40. Козулько, Н. В. Исследование процесса окончательной абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) / Н. В. Козулько, К. В. Семиниченко // Научно-технический вестник Поволжья. - 2019. -№ 1. - С. 55-58. - EDN YXGDRJ.

41. Татьянченко А.Г. Особенности определения угла сдвига при механической обработке резанием с учетом кривизны обрабатываемой поверхности // Сборник научных трудов ДонИЖТ. 2016. №42. URL: https://cyberleninka.ru/article/n7osobennosti-opredeleniya-ugla-sdviga-pri-mehanicheskoy-obrabotke-rezaniem-s-uchetom-krivizny-obrabatyvaemoy-poverhnosti (дата обращения: 13.06.2022).

42. Козулько, Н. В. Исследование температуры в зоне абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов при обработке лепестковыми кругами / Н. В. Козулько, И. Ю. Семенченко, К. В. Семиниченко // Современные научные исследования: вопросы актуализации теорий и научно -практические разработки : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, Волгоград, 10 ноября 2019 года. - Волгоград: Профессиональная наука, 2019. - С. 62-66. - БЭК БШЮИ.

43. Злобина, И. В. Физическое моделирование образования поверхностных дефектов в результате эрозионного износа угле- и стеклопластика путем струйно-абразивной обработки / И. В. Злобина, Н. В. Бекренев // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2022. - № 1(92). -С. 73-85. - БЭК ЖИТО.

44. Сороченко, В. Г. Теплообразование и температура резания при алмазно-абразивном шлифовании полимерных композиционных материалов / В. Г. Сороченко // . - 2009. - № 2(38). - С. 214-224. - БЭК ТШАШ.

45. Исследование параметров шероховатости поверхности при окончательной абразивной обработке деталей из полимерных композиционных материалов / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, П. Д. Мотренко, А. Г. Коханюк // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. - 2021. - Т. 2. - С. 198-202. - БЭК ББЕР/Я.

46. Макаров В. Ф.Анализ деформационных явлений в процессе стружкообразования при резании композиционных материалов / В. Ф. Макаров, И. И. Койнов, К. Дипаншу // Материалы XVIII Всероссийской научно-технической конференции "Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации - 2017", г. Пермь, 16-18 ноября 2017 г. - Пермь: , Изд-во ПНИПУ, , 2017. - С. 134-137.

47. Особенности диагностики процесса резания при сверлении композиционных материалов / В. Ф. Макаров [и др.] // Наукоёмкие технологии в машиностроении. - , 2016. - №2 12(66). - С. 20-27.

48. Щуров Игорь Алексеевич, Болдырев Игорь Станиславович Моделирование процесса резания заготовок из композитных материалов с

применением метода конечных элементов // Вестник ЮУрГУ. Серия: Машиностроение. 2012. №12 (271). URL:

https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-protsessa-rezaniya-zagotovok-iz-kompozitnyh-materialov-s-primeneniem-metoda-konechnyh-elementov (дата

обращения: 14.02.2022).

49. Mkaddem, A. A micro-macro combined approach using FEM for modelling of machining of FRP composites: Cutting forces analysis / A. Mkaddem, I. Demirci, M.E. Mansori // Composites Science and Technology. - 2008. - № 68. - P. 3123-3127.

50. Santiuste, C. Machining FEM model of long fiber composites for aeronautical components / C. Santiuste, X. Soldani, M.H. Miguelez // Composite Structures. - 2010. - № 92. - P. 691-698.

51. A discrete element method for the simulation of CFRP cutting / D. Iliescu, D. Gehin, I. Iordanoff et al. // Composites Science and Technology. - 2010. - № 70. -P. 73-80.

52. Rao, G.V.G. Machining of UD-GFRP composites chip formation mechanism / G.V.G. Rao, P. Mahajan, N. Bhatnaga // Composites Science and Technology. - 2007. - № 67. - P. 2271-2281.

53. Rao, G.V.G. Three-dimensional macro-mechanical finite element unidirectional-fiber reinforced polymer composites / G.V.G. Rao, P. Mahajan, N. Bhatnagar // Materials Science and Engineering. - 2008. - № A 498. - P. 142-149.

54. Тамаркин, М. А. Технологические основы обработки полимеркомпозитных деталей гибким абразивным инструментом / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. В. Верченко // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2021. - № 8(122). - С. 25-34. - DOI 10.30987/2223-4608-20218-25-34. - EDN NCERMD.

55. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. Изд.2е, перераб, и доп. М Машиностроение 1974г 231стр.

56. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М., «Металлургия», 1969, 155 с.

57. Адлер Ю- П. Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., «Наука», 1970, 283 с.

58. Volkovskiy A, Makarov V. Chip formation processes based on orthogonal processing of polymer composite material/ A. Volkovskiy, V Makarov// "Intelligent Information Technology and Mathematical Modeling 2021, IITMM 2021-Mathematical Modeling in the Socio-Economic and Informational Spheres". - Vol. 2131(4). - 2021

59. Особенности фрезерования полимерных композиционных материалов / А. С. Янюшкин, Д. А. Рычков, Д. В. Лобанов [и др.] // Системы. Методы. Технологии. - 2013. - № 2(18). - С. 88-90. - EDN RTJHDT.

60. Макаров В. Ф., Песин М. В., Волковский А. А. Инновационные технологии повышения производительности и качества механической обработки полимерных композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. №. 9. С. 27-38. DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2023-27-38 (дата обращения: 02.10.2023).

61. Формирование режущей кромки фрезерного инструмента для обработки слоистых композиционных материалов, армированных стеклянными волокнами / Д. А. Рычков, В. А. Скрипняк, А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов // Системы. Методы. Технологии. - 2014. - № 2(22). - С. 42-46. - EDN SFPCGN.

62. Кацев П. Г. Математико-статистическис методы оптимизации процессов обработки резанием. В кн.: «Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин». Л., «Машиностроение* 1970, с. 36—43.

63. Особенности фрезерования полимерных композиционных материалов / А.С. Янюшкин, Д.А. Рычков, Д.В. Лобанов, Е.В. Ткаченко, Н.А. Ткаченко // Системы. Методы. Технологии. - 2013. - № 2. - С. 88 - 90.

64. Исследование температуры при фрезеровании стеклопластика / С. В. Гайст, А. М. Марков, П. О. Черданцев [и др.] // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2016. - № 3. - С. 123-128. - EDN VWUVEV.

65. Архипов П.В. Повышение режущих свойств алмазных кругов на

металлической связке путем устранения их засаливания: Автореф. дис. канд. техн. наук - Томск, 2010. - 20 с.

66. Сурьев А.А. Повышение качества поверхностного слоя деталей за счет совершенствования процесса комбинированного электроалмазного шлифования: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Братск, 2005. - 20 с.

67. Янюшкин А.С., Лобанов Д.В., Рычков Д.А., Попов В.Ю., Сурьев А.А., Архипов П.В., Лосев Е.Д., Яковец А.В., Черемных А.С. Конструкция катода для правки круга при комбинированной электроалмазной обработке // Патент России № 2446039. 2010. Бюл. № 21.

68. Янюшкин А.С. Технология электроалмазного затачивания режущих инструментов и методы ее реализации: монография. Старый Оскол: Изд-во ТНТ, 2013. 336 с.

69. Янюшкин, А. С. Качество поверхности композиционного материала стеклотекстолит после фрезерования / А. С. Янюшкин, Д. А. Рычков, Д. В. Лобанов // Инновационные технологии и экономика в машиностроении, Юрга, 22-23 мая 2014 года / Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Том 1. - Юрга: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2014. - С. 343-347. - EDN SRJSKH.

70. Hocheng, Hong and C. C. Tsao. "Comprehensive analysis of delamination in drilling of composite materials with various drill bits." Journal of Materials Processing Technology 140 (2003): 335-339.

71. Arola, D., Ramulu, M, Orthogonal Cutting of Fiber Reinforced Composite: A Finite Element Analysis, Int. J. Mech. Sci. 39, 1997

72. Lasri, L. Y, Nourai, M, Mansori, M., Modelling of chip separation in machining unidirectional FRP composites by stiffness degradation concept. Composite Science and Technology, 69, 2009

73. Dandekar, C., Shin, Y., Modeling of machining composie materials: A review, Int. J. Mach. Tools Manufact., 57, 2012

74. Phadnis, V., Makhdum, F., Roy, A., Silberschmidt, V. Drilling in carbon/epoxy composites: Experimental investigations and finite elemetn

implementation, Composites PartA, 47, 20

75. Venu Gopala Rao G, Mahajan P, Bhatnagar N..,Machining of UD-GFRP composites chip formation mechanism, Composite Science and Technology, 67, 2007

76. Dandekar, C.,Shin, Y.,Multiphase Finite Element Modeling of Machining Unidirectional Composites: Prediction of Debonding and Fiber Damage, J. Manufacturing Science and Engineering,130, 2008

77. Ma, L., Marusich, T., Usui, S. etc.,Validation of Finite Element Modeling of Drilling Processes with Solid Tooling in Metals, Advanced Material Research 223,182, 2011

78. Camacho, GT, Ortiz, M. Computational modelling of impact damage in brittle materials. International Journal of Solids and Structures 1996; p33

79. Влияние скорости подачи стола на морфологию поверхности титанового сплава при глубинном шлифовании / С. В. Носенко, В. А. Носенко, Л. Л. Кременецкий, Н. Д. Сердюков // Современные наукоемкие технологии. - 2022.

- № 12-2. - С. 260-265. - DOI 10.17513/snt.39469. - EDN AFSKQJ.

80. Упругие деформации призматических заготовок малой жесткости при плоском шлифовании / В. Н. Тышкевич, В. А. Носенко, А. В. Саразов, С. В. Орлов //Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2021.

- № 8(255). - С. 42-46. - DOI 10.35211/1990-5297-2021-8-255-42-46. - EDN APNAYP.

81. Волковский А. А., Макаров В. Ф. Сравнительный анализ качества обработанной поверхности при прерывистом и традиционном шлифовании полимерных композиционных материалов на основе углеволокна // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2023. №. 2. С. 15-25. DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2023-2-15-25 (дата обращения: 18.05.2023).

82. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. Ленинград, Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. 176 с.

83. Volkovskii A.A., Makarov V.F. The study of grinding polymer composite material/ A.A. Volkovskiy, V.F. Makarov// Proceedings of the 7th international

conference on industrial engineering (ICIE 2021): Springer Intern. Publ., - (Lecture Notes in Mechanical Engineering.- 2022.- Vol.2.- pp.548-555.

84. Волковский А.А. Макаров В.Ф. Влияние режимов обработки при плоском шлифовании полимерных композиционных материалов на основе углеволокна на температуру в поверхностных слоях заготовки. / А.А.Волковский, В.Ф.макаров. - Текст: электронный // Инновационные технологии в машиностроении материаловедении- 2021: материалы XXII Всероссийской научно-практической конференции (10-14 октября 2022.) / Пермский национальный исследовательский политехнический университет. - Пермь: ПНИПУ, 2022.

85. Шепелев, А. А. Интенсификация процессов алмазно-абразивной обработки полимерных композиционных материалов / А. А. Шепелев, В. Г. Сороченко, А. А. Шепелев // Теплофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства : Труды IV международной научно-технической конференции (Резниковские чтения), Тольятти, 27-29 мая 2015 года / Редакционная коллегия: А.В. Гордеев, В.И. Малышев, Л.А. Резников, А.С. Селиванов. Том 2. - Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2015. - С. 51-54. - EDN TZDDSL.

86. Дударев А.С., Свирщев В.И. Явление усадки отверстий, полученных способом сверления в изделиях из полимерных композиционных материалов. Технологическое обеспечение надежности и долговечности машин: сб. науч. тр., Ижевск, ИПМ УрО РАН, 2006, с. 168-170.

87. Формирование качества поверхностного слоя при абразивной обработке полимеркомпозитных материалов / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. В. Верченко, В. М. Троицкий // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). -2020. - Т. 20, № 3. - С. 235-242. - DOI 10.23947/2687-1653-2020-20-3-235-242. -EDN ATITYV.

88. Дударев А.С. Конструкции сверл и фрез для алмазно-абразивной обработки стеклопластиков и углепластиков. Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2012, № 5, с. 66-75.

89. Комплексный анализ методов обработки полимерных композитных материалов / Т. Р. Абляз, К. И. Донецкий, Е. С. Шлыков [и др.] // СТИН. - 2022. -№ 6. - С. 5-8. - EDN FHKMBG

90. Дударев А.С., Сафонов И.И., Стешин А.А. Особенности механической обработки полимерных композиционных материалов. Технология машиностроения, 2014, № 1, с. 23-26.

91.

92. Чижов М.И., Огурцов М.С., Сергеенко А.В. Влияние режимов резания и жесткости конструкции на точность механической обработки деталей из ПКМ на станках с ЧПУ [Электронный ресурс] // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2012. - Т. 8, № 6. - С. 48-50. -URL: http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanierezhimov-rezaniya-i-zhestkosti-konstruktsii-na-tochnost-mehanicheskoy-obrabotki-detaley-iz-pkm- na-stankah-s-chpu (дата обращения: 22.05.2021).

93. Исследование процесса фрезерования стеклопластиков / Е.Ю. Лапенков, С.А. Катаева, С.В. Гайст, П.О. Черданцев, А.М. Марков // Вестник Алтайской науки. - 2015. - № 3/4. - С. 39-44. 4. Проектирование технологических операций обработки композиционных материалов на основе искусственных нейронных сетей / М.В. Доц, Е.Б. Бондарь, А.М. Марков, В.Б. Маркин // Ползуновский вестник. - 2012. - №9

94. Karpat Y, Bahtiyar O, Deger B. Milling force modelling of multidirectional carbon fiber reinforced polymer laminates. Procedia CIRP, 1, pp. 460-465, 2012.

95. Hintze W, Hartmann D. Modeling of Delamination During Milling of Unidirectional CFRP. Procedia CIRP, 8, pp. 443-448, 2013.

96. Mahdi M, Zhang L. A finite element model for the orthogonal cutting of fiber-reinforced composite materials. Journal of materials processing technology, 113(1), pp.373-377, 2001.

97. Durao L M P, De Moura M, Marques A T. Numerical simulation of the drilling process on carbon/epoxy composite laminates. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 37(9), pp.1325-1333, 2006.

98. Isbilir O, Ghassemieh E. Finite element analysis of drilling of carbon fibre reinforced composites. Applied Composite Materials, 19(3-4), pp.637-656, 2012.

99. XiaoQi Xiang. Finite Element Simulation of 3D Drilling in CFRP Composite and AluminiumStack. Thesis submitted to the University of Sheffield in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (Research), 2011.

100. Phadnis V A, Makhdum F, Roy A, et al. Drilling in carbon/epoxy composites: Experimental investigations and finite element implementation. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 47,pp.41-51,2013.

101. Davim J P, Reis P.Damage and dimensional precision on milling carbon fiber-reinforced plastics using design experiments. Journal of Materials Processing Technology,160,pp. 160-167, 2005.

102. Nor Khairusshima M.K, Che Hassan, C.H, Jaharah A.G, etc. Effect of chilled air on tool wear and workpiece quality during milling of carbon fibre-reinforced plastic.Wear, 302,pp.1113-1123, 2013

103. Wang, X.M., Zhang, L.C.: An experimental investigation into the orthogonal cutting of unidirectional fibre reinforced plastics. Int. J. Mach. Tools Manuf. 43, 1015-1022 (2003)

104. Nayak, D., Bhatnagar, N., Mahajan, P.: Machining studies of unidirectional glass fiber reinforced plastic (UD-GFRP) composites. Part 1: Effect of geometrical and process parameters. Mach. Sci. Technol. 9, 481-501 (2005).

ПРИЛОЖЕНИЕ А

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯ ООО «ЛЫСЬВЕНСКИЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД"

УТВЕРЖДАЮ Директор ООО «Лысьвенский

АКТ

внедрения результатов диссертационного исследования

Настоящий акт составлен в том, что материалы диссертационного исследования аспиранта кафедры ИТМ Волковского A.A. «Технологическое обеспечение требуемой шероховатости и предотвращение дефектов при механической обработки изделий из углепластика на основе выбора режущего инструмента и рациональных режимов резания» , научный руководитель д.т.н., профессор Макаров В.Ф., внедрены в производственный процесс предприятия ООО «Лысьвенский инструментально-механический завод»

A.C. Соколов

А.Н.Малых /

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС