Повышение качества поверхности при обработке волоконно-армированного композита фрезой с встречно-расположенными лезвиями на основе SPH моделирования

Заготовки из однонаправленных волоконно-армированных композитов зачастую подвергают последующей механической обработке. В процессе такого резания наблюдается больший изгиб более прочных волокон и отрыв их от менее прочной матрицы под обработанной поверхностью. Это ухудшает эксплуатационные свойства композита, поэтому уменьшение такого отрыва является актуальной задачей машиностроения. Одним из перспективных способов уменьшения такого отрыва является замена ортогональной схемы резания на косоугольную. Имеющаяся практика конструирования фрез подтверждает это. Зачастую применяются фрезы как с непрерывными винтовыми режущими кромками, так и с прерывистыми, но с большими углами в плане. Деформация волокон в зоне резания в таких случаях оказывается значительной. Для уменьшения этой деформации была выдвинута гипотеза о целесообразности применения встречно расположенных главных режущих кромок с большими углами их наклона. Данная гипотеза была проверена путем численного микро-моделирования с применением SPH метода расчета процесса резания металлокомпозита (волокна из стали, матрица из алюминиевого сплава). Для обоих материалов применялась модель Джонсона-Кука. Полученные картины деформаций на качественном уровне подтвердили гипотезу. Исходя из этого, была предложена конструкция концевой фрезы с главными режущими кромками, расположенными шевронно на цилиндрической поверхности в шахматном порядке. Компьютерное моделирования показало, что при работе такой конструкции фрезы деформации волокон в зоне резания будут минимальными. Вместе с тем показано, что неблагоприятного повышенного пакетирования стружки в зоне между смежными режущими кромками не наблюдается. Полученные результаты можно признать лишь предварительными, поскольку компьютерная модель была достаточно грубой и экспериментального подтверждения не произведено.