Технологические методы изготовления и выбора режущего инструмента для фрезерования композиционных материалов на полимерной основе

Лобанов Дмитрий Владимирович; Янюшкин Александр Сергеевич; Рычков Даниил Александрович; Lobanov D.V.; Yanyushkin A.S.; Rychkov D.A.

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Инженерное дело. Техника в целом \ Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения \ Формообразование со снятием стружки. Молоты и прессы. Разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы

Технологические методы изготовления и выбора режущего инструмента для фрезерования композиционных материалов на полимерной основе

Автор: Лобанов Дмитрий Владимирович, Янюшкин Александр Сергеевич, Рычков Даниил Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Технология

Статья в выпуске: 1 т.15, 2015 года.

Бесплатный доступ

Обработка резанием композиционных неметаллических материалов обладает рядом особенностей, отличающих ее от аналогичной обработки металлов, возрастают требования к износостойкости и качеству режущего инструмента. Применяемые в настоящее время инструменты и режимы обработки очень часто не позволяют обеспечить требуемого качества изделий. Для решения этих проблем нами разработан комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности применения режущих инструментов для обработки композиционных материалов. Разработана методика моделирования сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов, позволившая математически описать конструктивные и геометрические особенности, определить характер структурных связей в системе инструмента. Предложена методика многокритериального сравнительного анализа конструктивных решений инструмента для выбора рациональной конструкции при варьируемых условиях сопоставимости. Создан программный комплекс формирования базы данных сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных неметаллических материалов и выбора рациональной конструкции в одном программном приложении. Спроектированы новые конструкции сборного фрезерного инструмента, увеличивающие его технологические возможности, снижающие расход инструментальных материалов, простои, связанные с переналадкой инструмента и его заменой при потере режущей способности и отличающиеся повышенной точностью и надежностью при обработке композиционных материалов. Разработана физико-математическая модель процессов деформации, повреждения и разрушения инструментальных материалов типа WC-Co при алмазном затачивании на основе теоретических положений механики повреждаемых твердых сред. Установлены закономерности влияния комбинированных методов элект-роалмазной обработки на экономические и качественные параметры обработки. Научно обоснованы технологические режимы, позволяющие с гарантированным качеством затачивать твердосплавные режущие инструменты комбинированным методом элект-роалмазной обработки. Исследован процесс обработки композиционных неметаллических материалов инструментом, подготовленным с учетом рекомендаций по созданию, изготовлению и анализу конструктивных решений. Экспериментально обоснованы геометрические параметры инструмента и режимы, гарантирующие высокое качество обработки композиционных материалов на полимерной основе.

Еще

Композиционные материалы, обработка, инструмент

Короткий адрес: https://sciup.org/147151679

IDR: 147151679 | УДК: 621.9

Technological manufacturing methods and selection of cutting tools for milling of composite materials based on polymers

Machining of composite nonmetallic materials has several features that distinguish it from similar treatment of metals, increased requirements for durability and quality of the training tool. Currently used tools and modes of processing can't provide the required quality of the products. To solve these problems, we have developed a set of measures aimed at improving the efficiency of cutting tools for the processing of composite materials. The technique of modeling precast milling tools for machining of composite materials, which allowed mathematically describe the structural and geometrical characteristics, to determine the nature of the structural relationships in the system tool. The technique of multi-criteria comparative analysis of design solutions tool for selecting rational design at varying conditions of comparability. The program complex formation of databases collecting milling tools for machining of composite and non-metallic materials of choice in the rational design of a software application. Design new constructions of precast milling tool, enhancing its technological capabilities, reduces the cost of tool materials, downtime associated with the readjustment of the instrument and its replacement with the loss of cutting ability and characterized by high accuracy and reliability in the processing of composite materials. The physical and mathematical model of the processes of deformation, damage and time-violations tool materials such as WC-Co in diamond sharpening based on theoretical principles of mechanics damaged solid media. The regularities of the influence of the combined methods of electro diamond processing on economic and quality of the treatment. Scientifically based technological modes that enable guaranteed quality sharpening carbide cutting tools combined method electro diamond processing. The process of composite non-metallic materials processing tools, prepared with the advice on the creation, production and analysis of design solutions. Experimentally proved the geometric parameters of the tool and to ensure high quality processing of composite materials based on polymers.

Еще

Список литературы Технологические методы изготовления и выбора режущего инструмента для фрезерования композиционных материалов на полимерной основе

Malikov, A.A. Cutting and plastic deformation in the shaving and rolling of cylindrical gears with round teeth/A.A. Malikov, A.V. Sidorkin, A.S. Yamnikov//Russian Engineering Research. -2013. -No. 6. -P. 363-366.
Mokritskii, B.Y. Effective manufacture of a cutting tool for specific operating conditions/B.Y. Mokritskii, A.M. Shpilev//Russian Engineering Research. -2013. -No. 1. -P. 39-45.
Acoustic assessment of tool quality/B.Y. Mokritskii, A.M. Shpilev, D.A. Pustovalov et al.//Russian Engineering Research. -2013. -No. 2. -P. 74-78.
Matolygin, A.A. Computer simulation of deformation of two-component compacts under liquid-phase sintering/A.A. Matolygin, V.A. Skripnyak//Russian Physics Journal. -1999. -No. 3. -P. 299-303.
Mokritskii, B.Y. Control of tool performance by means of coatings/B.Y. Mokritskii//Russian Engineering Research. -2011. -No. 2. -P. 164-167.
Senichev, A.N. Cutting conditions in deep diamond grinding of aluminum alloys/A.N. Senichev, V.N. Kiselev, A.S. Yamnikov//Russian Engineering Research. -2011. -No. 5. -P. 502-504.
Лобанов, Д.В. Подготовка режущего инструмента для обработки композиционных материалов: моногр./Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин. -Братск: БрГУ, 2011. -192 с.
Лобанов, Д.В. Технология инструментального обеспечения производства изделий из композиционных неметаллических материалов: моногр./Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин. -Старый Оскол: Тонкие наукоемкие технологии, 2012. -296 с.
Лобанов, Д.В. Организационно-технологическая подготовка инструмента для обработки композиционных неметаллических материалов/Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. -2012. -№ 2-2 (292). -С. 17-23.
Лобанов, Д.В. Анализ конструктивных решений фрезерного сборного инструмента для обработки композиционных материалов/Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин//Технология машиностроения. -2011. -№ 5. -С. 20-25.
Пат. 2228261 Российская Федерация. Сборная фреза для деревообработки/А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2002117387/02, заявл. 28.06.2002; опубл. 10.05.2004. -4 с.
Пат. 2257289 Российская Федерация. Сборная фреза для деревообработки/А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, А.М. Кузнецов; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2004109804/02, заявл. 30.03.2004; опубл. 27.07.2005, Бюл. 21. -5 с.
Пат. 2325272 Российская Федерация. Сборная фреза для деревообработки/А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, А.А. Сурьев и др.; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2006124008/03, заявл. 04.07.2006; опубл. 27.05.2008, Бюл. 15. -4 с.
Особенности фрезерования полимерных композиционных материалов/А.С. Янюшкин, Д.А. Рычков, Д.В. Лобанов и др.//Системы. Методы. Технологии. -2013. -№ 2. -С. 88-90.
Пат. 2446039 Российская Федерация. Конструкция катода для правки круга при комбинированной электроалмазной обработке/А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, Д.А. Рычков и др.; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2010111574/02; заявл. 25.03.2010; опубл. 27.03.2012, Бюл. № 9. -4 с.
Пат. 2304504 Российская Федерация. Метод автоматического управления процессом непрерывной электрохимической правки круга и устройство для его осуществления/А.С. Янюшкин, А.А. Сурьев, Р.А. Иващенко и др.; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2005102264/02; заявл. 31.01.2005; опубл. 20.08.2007, Бюл. 23. -7 с.
Архипов, П.В. Совершенствование оборудования под процессы комбинированной обработки/П.В. Архипов, Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин //Вестник Таджик. техн. ун-та. -2013. -№ 2 (22). -С. 32-37.
Янюшкин, А.С. Элементы модернизации станков шлифовальной группы под процессы электроалмазной обработки/А.С. Янюшкин, В.Ю. Попов, Р.А. Янюшкин//Труды Братского гос. ун-та. Серия «Естественные и инженерные науки». -2000. -Т. 1. -С. 189-190.
Лобанов, Д.В. Автоматизированная система создания баз данных и многокритериального сравнительного анализа конструкций сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов/Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин, Д.А. Рычков//САПР и графика. -2011. -№ 3. -С. 71-73.
Лобанов, Д.В. Повышение производительности фрезерования на основе автоматизации проектирования сборного инструмента/Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин, Д.А. Рычков//Системы. Методы. Технологии. -2011. -№ 2 (10). -С. 91-94.
Optimal organization of tools for machining composites/D.V. Lobanov, A.S. Yanyushkin, D.A. Rychkov, N.P. Petrov//Russian Engineering Research. -2011. -No. 2. -P. 156-157.
The effect of diamond tool performance capability on the quality of processed surface/P.V. Ar-khipov, A.S. Yanyushkin, D.V. Lobanov, S.I. Petrushin //Applied mechanics and materials. -2013. -Vol. 379. -P. 124-130.
Yanyushkin, A.S. Mechanism of Protective Membrane Formation on the Surface of Metal-Bonded Diamond Disks/A.S. Yanyushkin, О.I. Medvedeva, N.A. Saprykina//Applied Mechanics and Materials. -2014. -Vol. 682. -P. 327-331.
Lobanov, D.V. Influence of sharpening on the quality of hard-alloy tools for the cutting of composite/D.V. Lobanov, A.S. Yanyushkin//Russian Engineering Research. -2011. -No. 3. -P. 236-239.
Yuanyushkin, A.S. Surface quality of the fiberglass composite material after milling/A.S. Yuanyushkin, D.A. Rychkov, D.V. Lobanov//Applied mechanics and materials. -2014. -Vol. 682. -P. 183-187.

Еще