автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композиционных материалов

На правах рукописи

ДУДАРЕВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ НА ОСНОВЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность - 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

□□346Э851

ПЕРМЬ - 2009

003469851

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Свирщёв Валентин Иванович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Кугультинов Сергей Данилович

кандидат технических наук, доцент Спирин Владимир Алексеевич

Ведущее предприятие - ОАО НПО «Искра», г. Пермь

Защита диссертации состоится «19» июня 2009 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.188.06 в Пермском государственном техническом университете по адресу: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 423 б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан «15» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

„ В.И. Свирщёв

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие конкурентоспособной авиационной техники связано с расширением внедрения особого класса материалов - композиционных, обладающих высокими физико-механическими, теплофизическими, диэлектрическими и др. характеристиками.

Конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ) обладают способностью гасить шумы. Благодаря этому свойству, из ПКМ (углепластиков марок КМУ-4э, КМУ-11э), на ОАО «ПЗ Машиностроитель» изготавливают звукопоглощающие панели для авиадвигателей ПС-90А2 и др.

Звукопоглощающие панели (ЗПК), серийно изготавливаемые на ОАО «ПЗ Машиностроитель» имеют высокую стоимость, не технологичны в изготовлении. Конструктивно ЗПК представляют собой однослойные и трехслойные оболочки сложной конфигурации, представляющие собой кожуха, обтекатели, диафрагмы и др. ЗПК содержат огромное количество отверстий. Отверстия в панелях имеют различное назначение (для поглощения шума - межоразмерные отверстия диаметрами 1,6 и 2 мм, для крепежных элементов диаметрами 6,5 мм и др.).

Причиной ограниченного применения немеханических методов формообразования отверстий, таких как гидравлическая струйная или электрофизическая обработки, заключается в том, что ЗПК представляют многослойную ячеистую конструкцию, наружную стенку которой необходимо сохранить целостной, т.е. не допускается сквозная перфорация.

Механическая обработка деталей из ПКМ, вызывает следующие проблемы:

1. Сложность получения высокого качества обработанной поверхности (отсутствия сколов и расслоений, необходимой шероховатости), из-за ярко выраженной анизотропии свойств и низкой адгезионной связи наполнителя со связующим ПКМ.

2. Низкая теплопроводность материала, обуславливающая плохой отвод теплоты из зоны резания.

3. Интенсивное абразивное воздействие твердого наполнителя приводят к низкой стойкости инструмента.

4. Низкая производительность процесса, из-за невысоких скоростей резания, т. к. не допустимо применение смазочно-охлаждающей жидкости на водной основе (СОЖ), вследствие влагопоглощающих свойств ПКМ.

5. Выделение летучих токсичных частиц ПКМ при обработке.

Сверление - один из трудоемких способов обработки отверстий 10-11 квалитета

точности в деталях из ПКМ. Физическая сущность процесса резания при сверлении ПКМ в литературе не освещена, а рекомендации по выбору условий сверления приведены без учета стойкости инструмента и качества обработки. Расчётная зависимость для скорости резания установлена при сверлении лишь некоторых видов углепластиков.

В связи с этим совершенствование технологических процессов механической обработки ПКМ приводящих к снижению себестоимости обработки и повышения качества изготовления изделий машиностроительного производства, является весьма актуальней задачей. Поэтому разработка и исследование технологических возможностей стабилизации процессов сверления изделий из ПКМ характеризует актуальность темы работы.

Цель работы. Повышение эффективности сверления отверстий в ПКМ на основе разработки и исследования технологических возможностей новых путей стабилизации динамики сверления.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• Получены аналитические выражения для определения силовых характеристик процесса сверления с учетом строения ПКМ;

• Разработаны теоретические основы стабилизации процесса сверления ПКМ;

• Разработана методика назначения управляемых параметров вибросверления ПКМ, обеспечивающих стабильность процесса сверления;

• Разработаны конструкции технологического оснащения, повышающих эффективность сверления отверстий;

• Уточнены эмпирические зависимости для определения силовых характеристик процесса сверления с учётом строения ПКМ;

• Показана производственная эффективность реализации результатов исследования и рекомендаций по конструктивно-технологическому обеспечению стабильности процессов сверления ПКМ.

Научная новизна работы. Совокупность полученных в диссертации научных результатов обеспечивает решение проблемы технологического обеспечения динамической стабильности сверления ПКМ на базе разработки теоретических основ и новых технических решений конструктивно-технологических средств их реализации.

К ним можно отнести:

• Математические модели силовых характеристик (осевая-сила, крутящий момент) при сверлении отверстий в ПКМ с учётом геометрических параметров специального режущего инструмента и строения ПКМ. На основе полученных аналитических выражений установлено, что осевая сила и крутящий момент непостоянны в течение времени од-

ного оборота сверла. Определены пути управления процессом сверления ПКМ, с целью его стабилизации.

• Два новых способа сверления ПКМ, повышающих качество обработки отверстий: сверление с компенсирующими колебаниями, сверление с воздушным охлаждением.

• Эмпирические зависимости силовых характеристик при традиционном сверлении углепластиков марки КМУ-11э, дополненные поправочным коэффициентом, учитывающим строение ПКМ.

• Эмпирические зависимости величины заусенцев вокруг отверстия при сверлении ПКМ, от величины износа инструмента по задней поверхности.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории резания материалов, теории математического моделирования с использованием аналитических методов аппарата математического анализа.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик, в лабораторных и производственных условиях, на современном оборудовании с применением методов математической статистики. Исследования проводились на специальных установках и модернизированных станках с использованием современной контрольно-измерительной аппаратуры.

При аналитических исследованиях, расчётах, обработке экспериментальных данных использовалась ПЭВМ.

Достоверность полученных результатов подтверждена сравнением расчетных и экспериментальных данных.

Практическая ценность работы.

• Разработаны и апробированы методики назначения параметров вибрационного сверления ПКМ для получения высокого качества обработанных отверстий, повышения стойкости режущего инструмента;

• Разработано и апробировано технологическое оснащение двух новых способов сверления (вибросверления и сверления с охлаждением), повышающее стойкость режущего инструмента, улучшающее качество обработанной поверхности.

• Даны рекомендации по параметрам режима сверления ПКМ.

Реализация риультатов работы. Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации и технологическое оснащение внедрены в производство на ОАО «ПЗ Машиностроитель», ФГУП «УНИИКМ» г. Перми. Предполагаемый годовой экономический эффект от внедрения на ФГУП «УНИИКМ» составляет 210 тыс. руб. (за счёт повышения износостойкости сверл на 35% и увеличения годных по качеству изделий на 20%).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались в период с 2005 г. по 2008 г. на научно-технических конференциях: «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» в г. Перми (2005); «Технологическое обеспечение надежности и долговечности машин» в г. Ижевске (2006); «XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий» в г. Миассе (2006); «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике» в г. Королеве (2006); «Металлорежущие станки и инструменты» в ПГТУ, г. Перми (2006); «Материаловедение и технология конструкционных материалов...» в г. Волжском (2007); ОАО «ПЗ Машиностроитель» (г. Пермь) в 2006-2008 г.

В полном объёме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструмент» Пермского государственного технического университета в 2009 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях по списку ВАК РФ.

Струюура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержит 170 страниц текста, включая 25 таблиц, 81 рисунок, список литературы из 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, изложена краткая характеристика работы, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения об апробации основных положений диссертации.

Глава 1 посвящена анализу состояния проблемы обеспечения стабильности и качества обработки отверстий в изделиях из ПКМ, формированию задач, решения которых необходимо для достижения поставленной цели работы.

На основании анализа работ авторов, исследовавших лезвийную обработку ПКМ: Родина П.Р., Криштопа H.A., Житника Н.И., Кравченко Л.С., Буловского П.И., Дрожжина В.И., Штучного Б.П., Руднева A.B., Тихомирова P.A., Степанова A.A., Петрова В.М., Иноземцева К.А. и др., и на основании рассмотрения особенностей производства звукопоглощающих панелей из ПКМ (стеклопластика ВПС-33, углепластиков КМУ-11э, КМУ-4э) показано, что наибольшие трудности вызывает обработка отверстий заданного уровня качества (требуемая шероховатость, отсутствие сколов в местах выхода инструмента) из-за слабой адгезионной связи матрицы с волокнами ПКМ, а также из-за ярко выраженной анизотропии свойств ПКМ. Кроме этого, наблюдается низкая стойкость режущего инструмента из-за абразивного износа при сверлении. Вышесказанное привело к необходимо-

сти совершенствования процесса обработки отверстий в ПКМ.

Ввиду отсутствия систематизированных данных о физической природе резания ПКМ был проделан анализ различных подходов для описания процесса стружкообразова-ния, рассмотрены связи напряжения сдвига при резании с механическими характеристиками обрабатываемого материала, найдены способы определения важнейших характеристик резания - угла сдвига и усадки стружки.

Рассмотрены особенности геометрии режущего инструмента, применяемого при сверлении ПКМ, показано, что наиболее перспективными являются сверла с подрезающими режущими кромками (ПРК). Приводятся известные подходы к назначению параметров режима сверления.

Анализируются существующие подходы описания силовых характеристик (осевой силы, крутящего момента) процесса сверления ПКМ.

Рассмотрены технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки отверстий в ПКМ. Проведенный анализ перспективных методов обработки ПКМ показал, что наиболее эффективными путями решения указанных проблем является два способа сверления: сверление с осциллирующими колебаниями; сверление с воздушным охлаждением.

Выдвигается гипотеза, заключающиеся в том, что с целью повышения стабильности процесса сверления и повышения качества обработки отверстий в заготовках из ПКМ, следует накладывать на инструмент вынужденные колебания. Резанию материалов с вибрациями посвящено множество исследований, в том числе работы МВТУ (МГТУ) им. Баумана под руководством Подураева В.Н., но все теоретические и экспериментальные проработки проводились на образцах из различных металлических материалов.

Делается предположение, что повышение производительности процесса сверления ПКМ с обеспечением при этом высокого качества отверстий, возможно достичь путем охлаждения зоны резания и режущего инструмента за счёт применения охлажденного до отрицательных температур воздуха. Получение такого воздуха возможно в вихревых трубках, на основе эффекта Ранка-Хилша.

В заключении главы на основании анализа состояния проблемы и выбранного направления исследований сформулированы цель работы и задачи исследований.

Глава 2 посвящена теоретическому исследованию силовых характеристик при сверлении изделий из ПКМ.

Аналитическим методом были определены суммарный крутящий момент, осевая сила при сверлении изделий из ПКМ, с учётом строения ПКМ. Анизотропность ПКМ, предложено учитывать в расчетных моделях, путём функциональной зависимости напря-

жения сдвига Тф (как определяющей характеристики резания) от угла поворота инструмента.

Напряжение сдвига, при сверлении, определялось зависимостью Тф=/(а, в), где за а принят угол укладки волокон ПКМ, а за в угол поворота инструмента.

Методика определения функции напряжения сдвига в зависимости от угла поворота инструмента Тф=Г(8), заключатся в выборе из справочной литературы значений предела прочности при сдвиге для различных углов приложения нагрузки к ПКМ: то и Т90 (нижний индекс соответствует углу приложения нагрузки, в град.).

У исследуемого ПКМ марки КМУ-11э, с ортотропной укладкой волокон, функция Тф=Д0) имеет линейную зависимость, монотонно убывающая или монотонно возрастающая при изменении в в диапазоне [0; 90°]. Такая функция Тф=^0) была использована при определении силовых характеристик процесса сверления.

Общий вид уравнения суммарного крутящего момента при сверлении:

М^Мкр+Мъ, (1)

где: Мпер - крутящий момент при резании главной режущей кромкой;

Мр3 - крутящий момент от сил трения на задней поверхности режущей кромки.

Путем интегрирования уравнения элементарного крутящего момента с учётом принятой зависимости Тф=Д9), получено выражение М„ер, для анизотропных материалов:

= j \zjmp

, coso

cos(ía + Ф)--

siní>

dpdO (2)

о о

где sz - величина подачи, приходящаяся на одно перо сверла (s2 = s/2); s - подача, мм/об; со - угол действия, градус; Ф - угол сдвига (принято Ф=43°); р - текущий радиус от оси сверла, мм; R - радиус сверла, мм.

Крутящий момент от сил трения на задней поверхности режущей кромки:

mf, = PC0SA,-avCtgy/)lsm<p\iF,R, (3)

где: - угол, вычисляемый как: na=arcsin (ац/р,); щ - половина толщины перемычки режущей кромки (ао=0,25 мм); у - угол наклона перемычки режущей кромки; AF3 - сила трения на единице длины (1 мм) главной режущей кромки; <р - половина угла при вершине. В нашем случае при сверлении сверлами с ПРК 2<?/const, <p=f(R).

Для расчета распределения крутящего момента от сил трения на задней поверхности, по длине режущей кромки, математически описана геометрия инструмента (сверла с ПРК, рис. 1), в частности найдены значения угла (ф) при различных радиусах сверла (р).

Рис. 1. Геометрические параметры сверла с подрезающими режущими кромками -половина угла в плане; аг - угол определяемый из соотношения аг=90° - <р; - текущий радиус (расстояние от оси сверла до рассматриваемой точки); Л - радиус режущего лезвия; Б - диаметр сверла; Ъ - высота от вершины сверла до дна режущей кромки; Ьь - высота от вершины сверла до подрезающей кромки.

Результаты расчета суммарного крутящего момента приведен на рис. 2.

150 200 250

Угол поворота сверла, градус в'

Рис. 2. График изменения суммарного крутящего момента за один оборот сверла, при установившемся режиме (8=0,12 мм/об)

Суммарная осевая сила Ро, определялась как сумма осевой составляющей силы резания РХ1, действующей на пере главной кромки и осевой составляющей Ра от нормальной

силы, действующей на задней поверхности, при сверлении ПКМ:

Ро = 2-Рх1 + Рхз (5)

Получено уравнение осевой составляющей силы резания на пере режущей кромки:

не

Рй ~ Л тф(6>>;Ыпш1йпФсоъ{о) + Ф))с1рс(в (6)

о о

После интегрирования, выражение (6) преобразуется к виду:

где 1и, 12х, - интегралы.

Значения интегралов определялись численным методом Симпсона:

« » ¿СО 8/

4,= I-Чр =

— + 4—^— + —^—);

б

СОву сов/™, СОБ/

(8) (9)

где ур - рабочий передний угол главного лезвия сверла в рассматриваемой точке режущей кромки; - усадка стружки в соответствующей точке (индекс указывает на рас-

положение точки текущего радиуса);

Осевая составляющая от нормальных сил, действующих на задней поверхности обеих главных лезвий сверла:

Р„ =2|зтрДN,dp

(10)

где ДЭД - нормальная сила на задней поверхности на единице длины (1 мм) главной режущей кромки.

Для вычисления осевой составляющей <1РИ необходимо было найти нормальную силу N3, возникающую в результате упругого восстановления обрабатываемого материала. Расчет N3 выполнен по задаче упругости Штаермана, т.е. задаче определения нормального давления на поверхности контакта двух тел, с разными упругими свойствами. Путем подстановки на ЭВМ справочных данных обрабатываемого материала, углепластика

КМУ-11э (индекс 1), и данных обрабатывающего материала (индекс 2): [а]ср=670 МПа, модули упругости при срезе Е1Ср=81000 Мпа Е2=592000 Мпа, коэффициенты Пуассона у,Ср=0,3, у2=0,2, коэффициента трения ц^,=0,35 и др., были получены N3.

В результате расчета нормальной силы N3 на задней поверхности инструмента выявлено, что сила зависит от девяти факторов. Упругие константы: модули упругости первого и второго коптактируемых тел, коэффициенты Пуассона влияют на N3 незначительно. Существенно влияют пять факторов: предел прочности материала, полуширина фаски износа, параметры профиля фаски износа, коэффициент трения, ширина среза.

Результат расчета осевой силы сверления состоящей из сил на главных кромках (Рх,) и сил на задней поверхности сверла (Рхз) приведены на рис. 3.

Р,Н

100,00

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Угол поворота сверла, градус д0

Рис. 3 График изменения суммарной осевой силы за один оборот сверла (S=0,12 мм/об)

Установлено, что при сверлении ортотропного углепластика КМУ-Пэ анизотропность проявляется в виде пульсирующего характера изменения силовых факторов, в пределах одного оборота сверла.

У силовых факторов процесса сверления, значительные доли занимают их составляющие, возникающие на задней поверхности инструмента: у крутящего момента, эта доля достигает - 46%, а у осевой силы - 67%.

В главе 3 изложена методика назначения параметров компенсирующих колебаний при сверлении ПКМ, стабилизирующих силовые характеристики процесса.

Сущность предлагаемого метода, заключается в установлении амплитуд и частот колебаний силовых характеристик обусловленных строением ПКМ и заданием компенсирующих вынужденных колебаний в противофазе. В этом случае динамика процесса свер-

ления стабилизируется за счёт сглаживания силовых характеристик сверления (крутящего момента, осевой силы). В результате снижается образование сколов на выходе сверла из отверстий, повышается стойкость инструмента.

При сверлении отверстий в углепластике КМУ-Пэ, с ортотропной схемой армирования, колебания силовых характеристик происходят по периодическим законам, так как в многослойной конструкции ПКМ, каждый слой чередуется взаимно-перпендикулярным изменением направления основы смежных слоев. Анализ зависимостей Р, М-/(в), показывает, что в течение времени одного оборота сверла при сверлении углепластика КМУ-11э происходит периодическое изменение Р к М с частотой в 2 раза, превышающей циклическую частоту вращения сверла сосв.

В общем случае, при возможном изменении а (угла укладки волокон) ПКМ в диапазоне 0<а<180°, коэффициент превышения циклической частоты вращения сверла ©„будет равен ISO/а.

Частота компенсирующих колебаний подбирается таким образом, чтобы она соответствовала частоте колебаний, обусловленных строением ПКМ. Частоту накладываемых на сверло в противофазе компенсирующих колебаний определяют по формуле:

180 /1,4

®«=—01) а

где: да. - циклическая частота компенсирующих колебаний, (с"1); <оа - циклическая частота вращения сверла, (с"1);

Закон изменения осевой силы (Ро) при сверлении углепластика КМУ-11э аппроксимирован гармонической функцией:

Р шах + Р min Р шах ~Р min , . . ..

Р0 =---+---соз(4я/>) (12)

где f св- частота вращения сверла, Гц; Pmax, Pmin - максимальная и минимальная величина осевой силы; t - время, с.

Аналогично закон изменения крутящего момента (М) при сверлении:

,, М шах min , м шах — м min .. /. ч

М=---+---cos(4^CTr) (13)

где Мтв, М„ы- максимальный и минимальный крутящий момент.

Для стабилизации процесса сверления ПКМ по силовым характеристикам (Р, М) необходимо на сверло в противофазе наложить осевые или крутильные компенсирующие

колебания (рис. 4). В течение времени одного оборота сверла сумма двух колебаний даст стабильное среднее значение силовых характеристик: средней осевой силы (Рср) и крутящего момента (Мср).

Закон изменения компенсирующей силы Рю„„ :

(14)

где Т- период компенсирующих колебаний, с.

Р шах — Р 1

О, град 360

Рис. 4 Изменение силовых показателей в зависимости от угла поворота сверла с наложением компенсирующих колебаний: 1 - колебания, обусловленные строением ПКМ; 2 - компенсирующие колебания; 3 - суммарная характеристика силовых показателей.

Аналогично, выражение компенсирующего крутящего момента:

М тгч+М

М„

М та* -М тт - +-СОБ

(15)

Амплитуда колебаний (выраженная в единицах силовых параметров), при наложении осевых колебаний:

об)

Амплитуда при наложении крутильных колебаний:

(17)

При сверлении отверстий 0 6,5 мм в углепластике КМУ-Пэ, при числе оборотов

сверла п=1000 об/мин или циклической частоте вращения = -104,66 с-1, осевой

подаче сверла So=0,12 мм/об, динамометром были зафиксированы следующие пороговые значения осевой силы: Ртк = 90,ЗН;РтГ1 = 81,7#.

Расчетные значения параметров компенсирующих колебаний состави-

Р — Р 90 4-XI 7 ли: = (180 / а)оа = 209,32 с"'; Ар = - jas_j2s_ = 7 ' = 4,3Я.

На способ сверления ПКМ с компенсирующими колебаниями подана заявка на патент РФ. Для промышленного использования вибросверления ПКМ, разработана вибрационная оправка, чертеж и описание которой, приведены в диссертации.

В главе 4 приводятся методики проведения экспериментальных исследований для комплексного исследования технологических возможностей вибросверления и сверления с охлаждением ПКМ.

Приводится описание конструкции динамометра для измерения сил и моментов резания, схема соединения тензодатчиков, тарировочные графики для определения сил и моментов сверления и описание всей необходимой аппаратуры для исследований.

Приводятся описания разработанных средств технологического оснащения: вибрационного стенда, вихревой трубы, пылестружкоприёмника.

Экспериментальные исследования проводились в две стадии. В первой серии экспериментов, на базе полного факторного эксперимента, получены эмпирические зависимости осевой силы и крутящего момента при сверлении ПКМ. Во второй серии экспериментов, проверялись воспроизводимость процессов стабильного сверления с компенсирующими колебаниями и сверления с охлаждением воздушным потоком. Постановка исследований планировалась в соответствии с законами теории эксперимента и математической статистики.

Обосновывается выбор параметров режима сверления, использованных при проведении экспериментов.

За критерий затупления сверл принят технологический критерий. Проявлением технологического критерия являются признаки нарушения нормальной работы инструмента из-за резкого падения качества обработанных отверстий: выкрашивание на стенках отверстия матрицы ПКМ, появления предельной величины заусенца (вырывов) вокруг отверстия. Для отверстий 0 2 мм принята предельная величина заусенца [Вск] вокруг отверстия до 0,45 мм, для отверстий 0 6,5 мм не более 0,65 мм. Принятый технологический критерий стойкости соответствовал износу инструмента по задней поверхности h3 >0,2 мм на периферии режущей кромки сверла.

В главе 5 представлены результаты экспериментальных исследований технологических возможностей стабилизации процесса сверления ПКМ при применении новых средств технологического оснащения.

Исследования преследовали цель получить эмпирические зависимости силовых характеристик (осевой силы, крутящего момента) процесса сверления ПКМ на основе постановки полного факторного эксперимента. А также экспериментальной проверки воспроизводимости процессов стабильного сверления ПКМ - вибросверления с компенсирующими колебаниями и сверления с воздушным охлаждением.

Исследования в лабораторных условиях промышленного предприятия проводились на универсальном фрезерном станке 6А75 ВФ1. В качестве технологического оснащения для закрепления образцов использовались струбцины, а также вибрациошый стенд, вихревая труба, пылестружкоприёмник. Исследования проводились на образцах (фрагментах натурных ЗПК). Материал образцов углепластик КМУ-11э.

На основании обработки данных полного факторного эксперимента были получены эмпирические зависимости осевой силы и крутящего момента:

Ра =СрПг^"КрКСЩ11 (18)

М„=СиПш*тКмКс„р, (19)

где Ср, См - постоянные величины; хр, ур, хм, у и - показатели степени. Кр = КпКРрКРаКРг,Км =К.шКщ-поправочные коэффициенты, учитывающие измененные условия работы; Кстр - коэффициент, учитывающий анизотропную структуру ПКМ.

По результатам экспериментов получены следующие постоянные: Ср=153; См=2298; хр=0,64;У,=0.78; *м=0,47;уи=\,07.

Значения поправочного коэффициента Кшр приведены в табл. 1.

Результаты расчётов по полученным эмпирическим выражениям, на основе полного факторного эксперимента, подтвердили достоверность полученных аналитических расчетных выражений с максимальной относительной погрешностью по осевым силам-17 %, а по суммарному крутящему моменту до 8%.

На основании обработки данных эксперимента проверена воспроизводимость стабильного сверления нескольких альтернативных процессов - традиционного сверления и вибрационного сверления с рекомендуемыми параметрами компенсирующих колебаний, (расчётные параметры компенсирующих колебаний: частота Г=33,3 Гц; амплитуда осевых колебаний А=0,024 мм), а также сверления с воздушным охлаждением. В каждом случае

выполняли 14 опытов по замерам соответственно осевой силы, крутящего момента и показателей стойкости сверл, выраженных в количестве обработанных отверстий до признаков нарушения нормальной работы, требующих замены инструмента. Стойкость сверла определялась, по технологическому критерию превышения износа по задней поверхности Ь3 >0,2 мм. Стойкость сверл также исследовалась при комбинированном способе сверления (совместное действие вибраций и охлаждения).

Таблица 1

Коэффициент структуры различных ПКМ с прямолинейными волокнами

№ п.п Название структуры армирования Угол укладки, (анизотропии), 0 Схема армирования Жсто

1. Однонаправленная (Одноосно-армированнные) 0° 00* 1,0

2. Ортотропная(продольно-поперечная, двуосно-армированная) ±90° 1,09

3. Гексагональная («звездная» укладка) угол между смежными слоями от 61° до 85° 1,125

4. Трансверсально-изотропная (транстропная) ±30° ±45° ±60° 1,15

Результаты показывают, что при вариантах сверления с охлаждением и с вибрациями, значения осевой силы, крутящего момента имеют меньшую вариацию по сравнению с традиционным сверлением. Это означает, что процессы сверления с охлаждением и с вибрациями более стабильны по силовым характеристикам по сравнению с традиционным сверлением, т. е. предложенные способы сверления: как с охлаждением, так и с вибрациями обеспечивают более стабильную обработку отверстий в ПКМ.

При вариантах сверления с охлаждением и с вибрациями, а также в комбинированном варианте сверления с вибрациями и охлаждением, зафиксированы не только большие показатели стойкости сверл, но и меньшие вариации значений стойкости, значит процессы сверления с охлаждением, с вибрациями и в комбинации обеспечивают повышенную стойкость сверл.

Установлено повышение стойкости свёрл при сверлении с компенсирующими колебаниями на 35-45%, при сверлении с охлаждением воздушным потоком на 20-25%, при комбинированном способе сверления с вибрациями и охлаждением на 40-48%, по сравнению с традиционным сверлением.

Исследования параметров процесса сверления ПКМ влияющих на качество обработанных отверстий позволило установить, что на величину поверхностных сколов вокруг отверстия В« влияют, в первую очередь, выбор геометрических параметров сверла и, во вторую - параметры режима обработки.

При рекомендуемой геометрии сверла, обеспечивающей надежное перерезание сло-ёв наполнителя ПКМ (у свёрл 06,5 мм ПРК с 11=1,94 мм, передний угол 7=15°, задний а=20°, износ Ь3 <0,2 мм) качество отверстий зависит от параметров режима сверления. Для обеспечения наилучшего качества, значения благоприятных подач при сверлении отверстий 0 6,5 мм составляют 0,04-0,06 мм/об.

На основании экспериментальных данных обработки углепластика КМУ-11э, получен график (рис. 5) зависимости величины заусенца вокруг отверстия (ВСк, мм) на выходе инструмента, от величины износа сверл 02 мм и 06,5 мм по задней поверхности (Ь3, мм).

Аппроксимация графиков (рис. 5) полиномиальными функциями третьей степени позволила получить зависимости величины сколов (Вск, мм) от степени износа сверл (Ь,), приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Диаметры отверстий от 2 до 4 мм Диаметры отверстий от 4 до 6,5 мм

Вс,=П5,6-Ь,'-29-Ь,':+3,211,-0,007 Вск=140-Ь,-|-45Ьа''+б,52-11,-0,0226

Величина сколов ПКМ на входе и выходе сверла с достаточной для практики точностью могут быть рассчитаны по формулам табл. 2.

Век, мм 1,8

1,6

1,4

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Износ Из, мм

Рис. 5 Зависимости величины заусенца на выходе инструмента от износа по задней поверхности свёрл. Кривые: 1 - теоретическая для 0 6,5 мм; 2 - экспериментальная для 0 6,5 мм; 3 -теоретическая для 0 2 мм; 4 - экспериментальная для 0 2 мм.

Приложения включают документы о внедрении результатов работы в производство.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной, имеющей важное народнохозяйственное значение, научно-технической проблемы обеспечения стабильного качества обработки отверстий при сверлении изделий из полимерных композиционных материалов на базе разработки теоретических основ и конструктивно-технологических средств их реализации. Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. На базе системного подхода при моделировании силовых характеристик (осевой силы, крутящего момента) процесса сверления отверстий в ПКМ с учётом геометрических параметров специального инструмента (сверла с ПРК), получены аналитические выражения для их описания, учитывающие строение ПКМ и технологические условия выполнения операций сверления. Полученные закономерности являются основой для управления главными выходными характеристиками качества обработанных отверстий - величины заусенца, стойкость инструмента, а также назначения рациональных технологических условий выполнения операций сверления. По полученным аналитическим выражениям выполнены расчеты для случая сверления отверстий диаметром 6,5 мм в элементах звукопоглощающих панелей авиационного двигателя ПС-90А2 из углепластика марки КМУ-11э.

2. Установлено, что превалирующее влияние на качество обработанных отверстий при сверлении ПКМ оказывают силовые характеристики процесса, определяемые строением ПКМ. Показано, что осевая сила, крутящий момент непостоянны в течение времени одного оборота сверла при сверлении анизотропных ПКМ, причем разброс силовых характеристик и дефектов обработанных отверстий минимизируется за счёт изменения кинематики движения режущих лезвий, при наложении компенсирующих колебаний.

3. Предложен способ сверления ПКМ, предусматривающий подавление колебаний силовых характеристик, возникающих при сверлении анизотропных ПКМ. Подавление осуществляется за счет наложения компенсирующих крутильных или осевых осцилляции, что позволяет повысить качество обработанных отверстий и снизить себестоимость обработки, за счет повышения стойкости инструмента.

4. Выполнено комплексное экспериментальное исследование функциональных (силовых) характеристик процесса сверления ПКМ. Результаты исследований подтвердили достоверность полученных аналитических расчетных выражений с наибольшей относительной погрешностью по осевым силам - 17%, крутящему моменту - 8%. Получены уточненные

эмпирические выражения для расчёта осевой силы и суммарного крутящего момента при сверлении ПКМ.

5. Выполненные экспериментальные исследования выходных характеристик процесса сверления ПКМ (величина сколов вокруг отверстия), позволили получить зависимости величин сколов вокруг отверстия от степени износа инструмента по задней поверхности.

6. Разработаны рекомендации по сверлению ПКМ, позволяющие назначать рациональные параметры режима сверления (при обработке отверстий 02 мм - п=6700 об/мин, S=0,05 мм/об; 06,5 мм - п=1000 об/мин, S=0,06 мм/об), обеспечивающие требуемое качество обработанных отверстий. Эти параметры режима сверления являются нормативными руководящими материалами для технологов при разработке операций сверления ПКМ.

7. Разработан научно-технический комплекс, объединяющий теоретические основы и конструктивно-технологические средства обеспечения стабильности качества обработки при сверлении, базирующиеся на прогнозировании и управлении динамикой процесса сверления.

8. Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций сверления с осциллирующими колебаниями, сверления с воздушным охлаждением на ОАО «ПЗ Машиностроитель» при изготовлении элементов звукопоглощающих панелей и на ФГУП «УНИИКМ» г. Перми.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Дударев A.C. Вопросы получения отверстий в элементах звукопоглощающих панелей авиационных двигателей из композиционных материалов. VIII Всероссийская научно-техническая конференция «АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ». Сборник тезисов. - Пермь: ПГТУ, 2005. С. 45.

2. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Вибрационное сверление отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. Международная научно-техническая конференция, посвященная 50-летию Механико-технологического факультета ПГТУ. «ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ». Сборник тезисов. - Пермь: ПГТУ, 2005. С. 47-49.

3. Дударев A.C. О деструкции при резании полимерных композиционных материалов. IV Всероссийская научно-техническая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ». Материалы конференции. - Нижний Новгород: 2005. С. 8.

4. Дударев A.C., Ломаев В.И., Щснев Б.А. Некоторые аспекты необходимости применения охлаждения при механической обработке отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. Международная научно-техническая конференция «ПРОЦЕССЫ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, АБРАЗИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И МАТЕРИАЛЫ. ШЛИФ АБРАЗИВ - 2005» Сборник статей. - Волжский: ВИСТвх (филиал) ВолгГАСУ «Югполиграфиздат», 2005. С. 189-192.

5. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Явление усадки отверстий полученных способом сверления в изделиях из полимерных композиционных материалов. Сборник научных трудов «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН». Ижевск: ИПМ УроРАН, 2006. С. 168-170.

6. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Предпосылки к построению расчётной модели резания отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий. Краткие сообщения - Екатеринбург: Уро РАН, 2006. С. 32-33.

7. Дударев A.C., Ломаев В.И. Перспективы механической обработки отверстий при производстве изделий из волокнистых композиционных материалов гражданской авиатехники. Научно-технический журнал. «Технология машиностроения», 2006, №7. С. 1822.

8. Дударев A.C. О необходимости применения вибраций при механической обработке отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. Научно-технический журнал. «СТИН», 2006, №9. С. 31-32.

9. Дударев A.C. и др. Низкотемпературное охлаждение и наложение вынужденных колебаний на инструмент, как пути улучшения качества изготовления отверстий при сверлении элементов звукопоглощающих панелей авиационных двигателей из полимерных композиционных материалов. «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике» //Тезисы докладов. - Королёв: Изд-во НОУ «ИПК Машпри-бор», 2006. С. 22-28.

10. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Критерии затупления свёрл при изготовлении отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. Юбилейная научно-техническая конференция, посвященная 50-летию кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ПГТУ. Сборник тезисов. - Пермь: ПГТУ, 2006. С. 81-82.

11. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Природа стружкообразования при резании полимерных композиционных материалов. «МЕХАНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ». Вестник ПГТУ. 2006, №9. С. 111-115.

12. Дударев A.C., Ломаев В.И., Свирщёв В.И. Методика подбора параметров колебаний при сверлении изделий из полимерных композиционных материалов. XXVII Российская школа по проблемам науки и технологий. Сборник тезисов. - Миасс: 2007. С. 21.

13. Дударев A.C., Свирщёв В.И. Теоретическое определение силовых показателей при сверлении углепластиков. «Физические и компьютерные технологии». Труды 13-й Международной научно-технической конференции - Харьков: ХНПК «ФЭД», 2007. С. 97-99.

14. Дударев A.C., Ломаев В.И., Свирщёв В.И. Теоретическое определение суммарных сил резания при сверлении полимерных композиционных материалов. Сборник статей Всероссийского совещания «Материаловедение и технология конструкционных материалов. Проблемы качества технологической подготовки». - Волжский: ВИСТех (филиал) ВолгГАСУ «Югполиграфиздат», 2007. С. 266-268.

Подписано в печать 27.04.2009. Формат 60x90/16. Набор компьютерный. Тираж 100 экз. Объём 1,0 уч-изд. п.л. Заказ № 874/2009.

Издательство

Пермского государственного технического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113 тел. (342) 219-80-33

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОВ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Актуальность производства звукопоглощающих конструкций.

1.2 Конструктивные особенности звукопоглощающих панелей и материала для их изготовления.

1.3 Анализ альтернативных методов формирования отверстий в звукопоглощающих панелях.

1.4 Технологические особенности механической обработки полимерных композиционных материалов.

1.5 Анализ подходов к исследованию процесса резания конструкционных материалов и ПКМ.

1.5.1 Связь напряжения сдвига при резании с механическими характеристиками обрабатываемого материала.

1.5.2 Определение усадки стружки и угла сдвига.281.6 Режущий инструмент для сверления отверстий в ПКМ.

1.6.1 Материал режущих лезвий.

1.6.2 Особенности конструкции и геометрических параметров заточки инструмента.

1.7 Назначение режимов резания при сверлении ПКМ;.

1.8 Существующие подходы к описанию силовых характеристик сверления ПКМ.

1.9 Технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки отверстий в ПКМ.

1.10 Выводы, постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ В ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ.

2.1 Теоретическое описание силы стружкообразования.

2.2 Анализ структурного строения ПКМ.

2.2.1 Оценка многофазного строения однонаправленных ПКМ.

2.2.2 Оценка влияния анизотропных свойств композиционных материалов на характеристики стружкообразования.

2.2.3 Оценка постоянства площади срезаемого слоя полимерных композиционных материалов.

2.3 Определение силовых факторов при сверлении.

2.3.1 Определение суммарного крутящего момента.

2.3.1.1 Определение угла при вершине для сверл с подрезающими режущими кромками.

2.3.2 Определение осевой силы.

2.3.2.1 Нахождение переднего угла.

2.3.2.2 Определение усадки стружки.

2.3.2.3 Вычисление нормальной силы на задней поверхности.

Выводы.

ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХМАТЕРИЛОВ.

3.1 Методика назначения параметров компенсирующих колебаний при сверлении ПКМ.

3.1.1 Определение частоты вынужденных колебаний1.

3.1.2 Определение амплитуды вынужденных колебаний.

3.2 Производственная реализация вибрационного сверления.

3.3 Конструкция оправки для реализации процесса вибрационного сверления ПКМ.

Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ -ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Основное оборудование и инструмент.

4.2 Исследуемые материалы и образцы.'.

4.3 Методика измерения сил и моментов резания.1034.4 Методика исследования вибрационного сверления.

4.4.1 Аппаратура для реализации процесса сверления с вибрациями. 109'

4.4.2 Методика задания амплитуды колебаний.

4.5 Методика испытаний сверления с воздушным охлаждением.

4.5.1 Аппаратура для реализации процесса сверления с охлаждением.

4.6 Исследуемые показатели при проведении экспериментов.

4.7 Методика измерения износа сверл.

4.8 Исследование качества обработанных отверстий.

4.9 Условия проведения экспериментов.

4.9.1 Выбор режимов резания.

4.10 Математическая обработка результатов экспериментов.

4.10.1 Математическая обработка результатов полных факторных экспериментов.

4.10.2 Математическая обработка результатов экспериментов

5 исследования воспроизводимости процессов стабильного сверления. 126 Выводы.

1 ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИ Л OB.

5.1 Эмпирические зависимости силовых факторов процесса сверления на базе активного эксперимента.

5.1.1 Получение математической модели осевой силы на основе обработки данных полного факторного эксперимента.

5.1.2 Получение математической модели суммарного крутящего момента на основе обработки данных полного факторного эксперимента.

5.2 Исследование воспроизводимости процессов стабильного сверления по результатам экспериментов.

5.2.1 Оценка статистических показателей замеров осевой силы.

5.2.2 Оценка статистических показателей замеров суммарного крутящего момента.

5.2.3 Оценка показателей стойкости.

5.3 Параметры и условия процесса сверления ПКМ в зависимости от качества обработанных отверстий.

Выводы.

Развитие авиационной и космической техники связано с расширением применения композиционных материалов, которые обладают высокими физико-механическими, теплофизическими, диэлектрическими характеристиками.

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) представляют собой сочетание высокопрочных волокон с матрицей. Матрица обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия и взаимное расположение армирующих волокон, распределяет действующие внешние напряжения по объему композита, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее перераспределение при разрушении части армирующих волокон. В качестве матрицы используются эпоксидные и полиамидные смолы. Волокна производят из графита, бора, стекла, карбида кремния, сапфира.

Современные методы армирования материалов волокнами впервые стали использоваться в промышленности в 1940-х годах для получения стеклопластиков на основе ненасыщенных полиэфирных смол.

Одни и те же ПКМ, содержащие армирующие волокна, одни исследователи, как например, А.А. Степанов, называет ВКПМ (высокопрочные композиционные полимерные материалы), другие исследователи, как например, О.Г. Цыплаков, называет волокнистыми полимерными композиционными материалами.

ПКМ получили широкое распространение в авиационной промышленности благодаря сочетанию механических, физических и химических свойств. Например, по основным показателям — плотности, модулю упругости, прочности при растяжении, ползучести, усталостной прочности, демпфирующей способности и коррозионной стойкости — ПКМ в диапазоне температур от -60 °С до +200 °С превосходят алюминиевые сплавы.

Среди ПКМ на органической основе высокой прочностью и модулем Юнга обладает армированная углеродными волокнами смола. Применение

ПКМ на основе углеродных волокон - одно из эффективных средств снижения массы конструкций, обусловленное по сравнению с традиционными конструкционными материалами рядом неоспоримых преимуществ: высокие характеристики прочности и жесткости; стойкость к вибрационным и акустическим воздействиям; свойство сдерживать развитие трещин; коррозионная стойкость изделий; технологичность (возможности создания крупногабаритных конструкций сложной аэродинамической формы и др).

ПКМ обладают способностью поглощать и гасить акустические шумы. Во многом благодаря последнему свойству, из ПКМ (стекло- и углепластиков марок КМУ 4э, КМУ 11э разработанных Всероссийским Институтом авиационных материалов), на Пермском заводе «Машиностроитель» изготавливают звукопоглощающие панели для авиадвигателей серии ПС-90А2.

Конструкции звукопоглощающих панелей содержат огромное количество отверстий. Отверстия в панелях имеют различное назначение (для поглощения шума, крепежных элементов и др.). Традиционное получение отверстий в звукопоглощающих панелях из ПКМ методом сверления - имеет недостатки: низкое качество обработанных отверстий (наличие сколов), низкая стойкость режущего инструмента, малая производительность процесса.

Процесс механической лезвийной обработки углепластиков в настоящее время мало изучен, по целому ряду причин. Углепластики, как новый класс материалов первоначально использовался в оборонной промышленности, этот материал не был доступен широкому кругу исследователей, возникающие вопросы обработки решали частным образом.

Исследования резания неметаллов начались в первой половине XIX века. Теория резания неметаллических материалов заимствовала методы исследования и законы резания из теории обработки металлов и переносила их в практику обработки пластмасс, текстолита и др.

Среди отечественных ученых проводивших исследования обработки пластмасс, т.е. особых классов материалов близким по свойствам к ПКМ, были А.И. Исаев, М.Ф. Семко, П.Р. Родин, Б.П. Штучный, В.И. Дрожжин,

Н.И. Житник. Среди зарубежных ученых следует выделить работы А. Ко-баяши. Исследованию резания стеклопластиков посвящены работы: П.И. Булевского, А.В. Руднева, Р.А. Тихомирова, А.П. Никитина.

Научные вопросы прикладного значения по обработке отверстий в неметаллических слоистых материалах решали JI.C. Кравченко, Н.А. Кришто-па. Наиболее систематизирован материал о различных видах механической обработки ПКМ у А.А. Степанова.

Среди современных исследователей механической обработки углепластиков судостроительного назначения отметим работы В.М. Петрова, О.А. Иванова [47].

Расширение спектра использования углепластиков в различных отраслях народного хозяйства требуют разработки эффективных технологий их механической обработки. Основные трудности заключаются в отсутствии методики назначения режимов обработки, которая позволила бы определить параметры качества механически обработанной поверхности ПКМ. Недопустимо применять подходы к описанию процесса резания металлов к ПКМ, что связано с анизотропными свойствами ПКМ.

Анизотропные свойства ПКМ требуют многофакторного рассмотрения процесса резания с учётом, как многофазного строения ПКМ, так;И направления укладки армирующих волокон. Таким образом, анизотропия свойств ПКМ предопределяет особенности процессов, проходящих в зоне контакта, оказывает существенное влияние на качество обрабатываемой поверхности и стойкость инструмента. При решении этой прикладной задачи необходим комплексный подход. На сегодняшний день отсутствуют исследования по прогнозированию и технологическому обеспечению геометрических показателей качества обработанных отверстий методом сверления. Это не позволяет осознанно управлять процессами сверления, с целью обеспечения заданного качества обработки при наивысшей её производительности, а также изыскать пути повышения интенсификации процессов и расширения их технологических возможностей.

Дальнейшее развитие технологий сверления ПКМ, повышения качества и производительности обработки возможно лишь на базе теории, описывающей основные закономерности функциональных характеристик процессов сверления и их связи с формированием качества обработанных отверстий. Отмеченное выше явилось предпосылкой для постановки этой работы, основная цель которой - развитие теории процесса сверления ПКМ, разработка новых усовершенствованных способов сверления, технологическое обеспечение заданных параметров качества и производительности обработки.

В соответствии с указанными целями в работе было выполнено следующее:

- аналитически получены выражения для нахождения силовых параметров, являющихся основными функциональными параметрами* (осевая сила, суммарный крутящий момент) при сверлении ПКМ;

- разработаны способы стабилизации процесса сверления ПКМ (один способ на основе вибросверления ПКМ с разработанной методикой определения задаваемых параметров вибраций, второй способ на основе конструк-торско-технологических решений для реализации сверления с охлаждением воздушным потоком);

- разработаны практические рекомендации по технологическим параметрам сверления, позволяющих достигать удовлетворительное качество обработанных отверстий изделий из ПКМ.

Решению поставленных в работе задач посвящено 5 глав.

В первой главе показана актуальность производства звукопоглощающих панелей авиационных двигателей из ПКМ, проанализированы существующие и применяемые структуры ПКМ. На основании рассмотрения технологических особенностей обработки резанием изделий из ПКМ на промышленных предприятиях и по данным литературы, определены основные пути совершенствования их обработки:

- повышение качества обрабатываемых отверстий в ПКМ на базе выбора специальной геометрии инструмента;

- использование высокоэффективного способа получения отверстий (сверление с осцилляциями) на основе разработки особой кинематики резания с вибрациями с учетом строения ПКМ;

- сверления с предварительно охлажденным воздушным потоком.

Вторая глава посвящена теоретическому определению силовых параметров процесса сверления, с учётом строения ПКМ и особенностей геометрии специального инструмента. Решение теоретической задачи позволило, установить пульсирующий характер силовых параметров процесса (осевой силы, крутящего момента), что в последствии позволило реализовать динамическую стабилизацию процесса сверления за счет компенсирующих колебаний.

Третья глава посвящена конструкторско-технологической реализации стабилизации процесса сверления изделий из ПКМ. Разработана методика назначения параметров компенсирующих колебаний при сверлении ПКМ (определение частот и амплитуд вынужденных колебаний). Предложена конструкция оправки для производственной реализации процесса вибрационного сверления ПКМ.

В четвертой главе приводится методика* проведения экспериментальных исследований, для проверки влияния компенсирующих колебаний при сверлении изделий из ПКМ, а также проверки влияния охлаждения воздушным потоком при сверлении. Приводятся описания спроектированного вибрационного стенда, чертежи вихревой трубы и применяемой технологической оснастки.

Пятая глава посвящена результатам экспериментальных исследований. В ней рассмотрен комплекс вопросов, связанных:

- с получением эмпирических силовых характеристик на основе полного факторного эксперимента;

- с экспериментальными исследованиями эффективности процесса сверления ПКМ с вибрациями и сверления с предварительно охлажденным воздухом;

- с разработкой практических рекомендаций по назначению ^рациональных параметров режима сверления ПКМ и требований к инструменту.

Научная новизна работы. Совокупность полученных в диссертации научных результатов обеспечивает решение' проблемы технологического обеспечения динамической стабильности сверления ПКМ на базе разработки теоретических основ и новых технических решений конструктивно-технологических средств их реализации.

К ним можно отнести:

• Математические модели силовых характеристик (осевая сила, крутящий момент)- при- сверлении отверстий в ПКМ с учётом геометрических параметров специального режущего инструмента настроения ПКМ. На'основе полученных аналитических выражений установлено,- что осевая сила и крутящий момент непостоянны в течение времени одного оборота сверла. Определены пути управления» процессом сверления ПКМ; с целью его стабилизации.

•- Два новых способа» сверления ПКМ, повышающих качество обработки отверстий: сверление с компенсирующими-колебаниями, и сверление с воздушным охлаждением. На разработанный способ^ сверления ПКМ' с компенсирующими колебаниями подана заявка на патент РФ.

• Эмпирические зависимости силовых характеристик при* традиционном сверлении углепластиков марки КМУ-11э, дополненные поправочным коэффициентом, учитывающим строение ПКМ.

• Эмпирические зависимости величины заусенцев вокруг отверстия, при сверлении ПКМ, от величины износа инструмента по задней поверхности.

Практическая ценность работы.

• Разработаны, и апробированы методики назначения параметров вибрационного сверления'ПКМ для получения высокого качества обработанных отверстий, повышения стойкости режущего инструмента;

• Разработано и апробировано технологическое оснащение двух новых способов сверления (вибросверления и сверления с охлаждением), повышающее стойкость режущего инструмента, улучшающее качество обработанной поверхности.

• Даны рекомендации по параметрам режима сверления ПКМ.

Результаты диссертационной работы докладывались в период с 2005 г. по 2008 г. на научно-технических конференциях: «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» г. Пермь, (2005); «XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий» г. Миасс, (2006); «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике» г. Королёв, (2006); «Материаловедение и технология конструкционных материалов.» г. Волжский, (2007) и др.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 печатных работах и патенте РФ.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, приложения. Содержит 170 страниц текста, включая 25 таблиц, 81 рисунок, список литературы из 126 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Исследованы функциональные (силовые) характеристики процесса сверления ПКМ. Получены эмпирические выражения силовых параметров на основе полного факторного эксперимента. Результаты исследований подтвердили достоверность полученных аналитических расчетных выражений с относительной погрешностью по осевым силам - 17 %, суммарному крутящему моменту - до 8 %.

2. Результаты статистической обработки пассивного эксперимента показали, что при вариантах сверления с охлаждением и с вибрациями, зафиксированы большие показатели стойкости сверл, меньшие вариации значений стойкости, а также меньшие значения и меньшие вариации осевой силы, крутящего момента. Т. е. результаты экспериментов показали стабильность выходных характеристик процессов сверления с вибрациями и сверления с охлаждением.

3. Установлено повышение стойкости свёрл при сверлении с компенсирующими колебаниями на 35-45%, при сверлении с охлаждением воздушным потоком на 20-25%, по сравнению с традиционным сверлением. Разработанные конструкторско-технологические средства оснащения для реализации сверления с охлаждением воздушным потоком позволяют улучшить условия труда за счет совмещения роли охлаждающего канала и канала отвода фрагментов резания ПКМ в одном элементе - пылеструж-коприёмнике. Установлено повышение стойкости свёрл при комбинированном способе сверления с вибрациями и охлаждением - на 40-48%, по сравнению с традиционным сверлением.

4. Разработаны рекомендации сверления ПКМ, позволяющие назначать рациональные параметры режима сверления, обеспечивающие требования технических условий чертежей по заданной величине допускаемых отслоений, повышение стойкости инструмента. При малых значениях подач (0,02-0,04 мм/об) отсутствуют сколы. При больших значениях подач ухудшается качество - появляются сколы вокруг отверстия на выходе сверла. Для обеспечения наилучшего качества, значения благоприятных подач при сверлении отверстий 0 6,5 мм составляют 0,04-0,06 мм/об.

5. Увеличение скорости резания и подачи приводит к снижению стойкости, за счёт роста сил резания.

6. При затуплении сверл с подрезающими кромками, наполнитель ПКМ со стороны выхода свёрл расслаивается, выкрашивается связующее (матрица) ПКМ со стенок отверстия, т.к. осевая составляющая усилия резания начинает нарастать значительно интенсивнее, чем в случае обработки обычными сверлами. Однако до наступления износа по задней поверхности h3 =0,2 мм следует отметить удовлетворительную работу сверл с подрезающими режущими кромками.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной, имеющей важное народнохозяйственное значение, научно-технической проблемы обеспечения стабильного качества обработки отверстий при сверлении изделий из полимерных композиционных материалов на базе разработки теоретических основ и конструктивно-технологических средств их реализации. Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. На базе системного подхода при моделировании силовых характеристик (осевой силы, крутящего момента) процесса сверления отверстий в ПКМ с учётом геометрических параметров специального инструмента (сверла с ПРК), получены аналитические выражения для их описания, учитывающие строение ПКМ и технологические условия выполнения операций сверления. Полученные закономерности являются основой для управления главными выходными характеристиками качества обработанных отверстий - величины заусенца, стойкость инструмента, а также назначения рациональных . | технологических условий выполнения операций сверления. По полученным аналитическим выражениям выполнены расчеты для случая сверления отверстий диаметром 6,5 мм в элементах звукопоглощающих панелей авиационного двигателя ПС-90А2 из углепластика марки КМУ-11э.

2. Установлено, что превалирующее влияние на качество обработанных отверстий при сверлении ПКМ оказывают силовые характеристики процесса, определяемые строением ПКМ. Показано, что осевая сила, крутящий момент непостоянны в течение времени одного оборота сверла при сверлении анизотропных ПКМ, причем разброс силовых характеристик и дефектов обработанных отверстий минимизируется за счёт изменения кинематики движения режущих лезвий, при наложении компенсирующих колебаний.

3. Предложен способ сверления ПКМ, предусматривающий подавление колебаний силовых характеристик, возникающих при сверлении анизотропных ПКМ. Подавление осуществляется за счет наложения компенсирующих крутильных или осевых осцилляций, что позволяет повысить качество обработанных отверстий и снизить себестоимость обработки, за счет повышения стойкости инструмента.

4. Выполнено комплексное экспериментальное исследование функциональных (силовых) характеристик процесса сверления ПКМ. Результаты исследований подтвердили достоверность полученных аналитических расчетных выражений с наибольшей относительной погрешностью по осевым силам - 17 %, крутящему моменту - 8%. Получены уточненные эмпирические выражения для расчёта осевой силы и суммарного крутящего момента при сверлении ПКМ.

5. Выполненные экспериментальные исследования выходных характеристик процесса сверления ПКМ (величина скола вокруг отверстия), позволили получить зависимости величин сколов вокруг отверстия от степени износа инструмента по задней поверхности.

6. Разработаны рекомендации по сверлению ПКМ, позволяющие назначать рациональные параметры режима сверления (при обработке отверстий 02 мм - п=6700 об/мин, S=0,05 мм/об; 06,5 мм - п=1000 об/мин, S=0,06 мм/об), обеспечивающие требуемое качество обработанных отверстий. Эти параметры режима сверления являются нормативными руководящими материалами для технологов при разработке операций сверления ПКМ.

7. Разработан научно-технический комплекс, объединяющий теоретические основы и конструктивно-технологические средства обеспечения стабильности качества обработки при сверлении, базирующиеся на прогнозировании и управлении динамикой процесса сверления.

8. Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций сверления с осциллирующими колебаниями, сверления с воздушным охлаждением на ОАО «ПЗ Машиностроитель» при изготовлении элементов звукопоглощающих панелей.

1. А.с. RU 2095199 С1. Сверло для обработки полимерных композиционных материалов типа углепластиков и стеклопластиков/Балла О.МЛО.11.1997.

2. А.с. RU 2197361 С2. Способ вибрационного сверления / Иноземцев К.А., Барботько А.И./27.01.2003.

3. Аверченков В.И., Горленко О.А. Проектирование технологических процессов на основе системного подхода. Брянск: БИТМ, 1986. - 88 с.

4. Авиационные материалы: Справочник / Том 7, часть 1. Полимерныекомпозиционные материалы. М.: ОНТИ, 1976. - 391 с.

5. Автоматизация экспериментальных исследований (организация эксперимента). Чиченев Н.А. Под ред. академика АН КазССР П.И. Полухина. -М.: Металлургия, 1983. 256 с.

6. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1968.- 155 с.

7. Алексеев Г.А. и др. Конструирование инструмента. М.: Машиностроение, 1979. - 384 с.

8. Аликина О.Н. Гидродинамика и теплообмен в вихревой трубке Ранка-Хилша. Дис. . канд. физ.-математ. наук. Пермь: ПГУ, 2003. - 115 с.

9. Арзамасов Б.Н. Новые материалы в машиностроении: Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1983. - 32 с.

10. Армарего И. Дж. А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием. Пер. с англ. В.А. Пастунова. М.: Машиностроение, 1977. - 325 с.

11. Ашкенази Е.К. Анизотропность материалов. М.: Гослесбумиздат, 1977.-330 с.

12. Балыков А.В. Повышение эффективности обработки отверстий в деталях из хрупких неметаллических материалов на основе алмазного сверления. Диссертация . докт. техн. наук. Москва: МГТУ «СТАНКИН», 2004. -437 с.

13. Баранчиков В.И., Тарапанов А.С. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. М.: Машиностроение, 2002. — 264 с.

14. Башков В.М., Кацев П.Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М.: Машиностроение, 1985. - 136 с.

15. Блехман И.И., Джанилидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964.-399 с.

16. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.-344 с.

17. Братухин А.Г. Композиционные материалы в Российской гражданской авиатехнике. Вестник машиностроения, №7, 1997, с. 25-31.

18. Бронштейн И.Н. и др. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 544 с.

19. Буловский П.И., Петрова Н.А. Механическая обработка стеклопластиков. Л.: Машиностроение, 1969. 152 с.

20. Васин С.А. и др. Резание материалов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-448 с.

21. Вульф A.M. Обработка металлов резанием. М.: ОНТИ, 1936. 441 с.

22. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие. Изд. 4-е, стер. М.: Высш. шк., 1997.-400 с.

23. Гольдман А .Я. Методы испытаний композиционных материалов при сдвиге. Л.: ЛДНТП, 1987. - 28 с.

24. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Высш. шк., 1985.-304 с.

25. Грубый С.В. Разработка методологии управления режимными параметрами и процессом изнашивания инструментов как основы повышения эффективности лезвийной обработки. Автореферат диссерт. . докт. техн. наук. Москва: МГТУ, 2004. - 34 с.

26. Динамика процесса резания металлов. Сборник статей «ЭНИМС». Под ред. А.И. Каширина. М.: ГНТИ Машиностроительной и судостроительной лит-ры, 1953. - 189 с.

27. Дрожжин В.И. Физические особенности и закономерности процесса резания слоистых пластмасс. Автореф. диссерт. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук. - Харьков: ХПИ, 1982. - 32 с.

28. Дударев А.С. Вопросы получения отверстий в элементах звукопоглощающих панелей авиационных двигателей из композиционных материалов. VIII Всероссийская научно-техническая конференция «АЭРОКОСМИ

29. ЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ». Сборник тезисов. -Пермь: ПГТУ, 2005. С. 45.

30. Дударев А.С. О деструкции при резании полимерных композиционных материалов. IV Всероссийская научно-техническая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ». Материалы конференции. -Нижний Новгород: 2005. С. 8.

31. Дударев А.С., Свирщёв В.И. Предпосылки к построению расчётной модели резания отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. XXVT Российская школа по проблемам науки и технологий. Краткие сообщения-Екатеринбург: Уро РАН, 2006. С. 32-33.

32. Дударев А.С., Ломаев В.И. Перспективы механической обработки отверстий при производстве изделий из волокнистых композиционных материалов гражданской авиатехники. Научно-технический журнал. «Технология машиностроения», 2006, №7. С. 18-22.

33. Дударев А.С. О необходимости применения вибраций при механической обработке отверстий в изделиях из полимерных композиционных материалов. Научно-технический журнал. «СТИН», 2006, №9. С. 31-32.

34. Дударев А.С., Свирщёв В.И. Природа стружкообразования при резании полимерных композиционных материалов. «МЕХАНИКА И ТЕХНОЛО-ГИЯ'МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ». Вестник ПГТУ. 2006, №9:. С. 111115.

35. Дударев А.С., Ломаев В.И., Свирщёв В.И. Методика подбора параметров колебаний при сверлении изделий из полимерных композиционных материалов. XXVII Российская школа по проблемам науки и технологий. Сборник тезисов. Миасс: 2007. С. 21.

36. Дударев А.С., Свирщёв В.И. Теоретическое определение силовых показателей при сверлении углепластиков. «Физические и компьютерные технологии». Труды 13-й Международной научно-технической конференции-Харьков: ХНПК «ФЭД», 2007. С. 97-99.

37. Жарков И.Г., Попов И.Г. Влияние автоколебаний на стойкость инструмента //Станки и инструмент. 1971. №5. С. 7-8.

38. Житник Н.И. и др. Справочник по обработке пластмасс. К.: Тэхни-ка, 1988.- 160 с.

39. Житник Н.И. Современные конструкционные полимерные материалы и прогрессивные технологические процессы обработки. К.: Знание, 1980. — 17 с.

40. Зорев Н.Н. Исследования процесса резания металлов в США. Выпуск 1. Механика процесса резания. М.: НИИМАШ, 1965. - 166 с.

41. Иванов О.А. Повышение эффективности лезвийной обработки композиционных углепластиков на основе учёта их физико-механических характеристик. Диссертация . канд. техн. наук. С.-Петербург: ГОУ С.-Петер. Институт машиностроения, 2006. - 130 с.

42. Иноземцев К.А. Повышение производительности обработки отверстий малого диаметра в термореактивных пластмассах при сверлении с низкочастотными осевыми колебаниями. Диссертация . канд. техн. наук. -Брянск: КГТУ, 2001.- 173 с.

43. Исследования процесса резания металлов. М.И. Клушин М.: ГНТИ Машиностроительной литературы, 1949.- 161 с.

44. Капустин Н.М., Мещеряков Р.К. Применение вычислительной техники для расчёта оптимальных режимов резания. М.: Машиностроение, 1981. — 50 с.

45. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. Изд. 2-е, перер. и доп. М.: Машиностроение, 1974. -231 с.

46. Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978.- 199 с.

47. Кирилин А.Н., Простодушев Б.Н. и др. Высокооборотное сверление отверстий под болтовые соединения конструкций, содержащих углепластик. -Авиационная промышленность, 1984, №7, с. 10-14.

48. Кириллов К.Н. Сверление отверстий в деталях из труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1965. 87 с.

49. Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием. (Сокращ. перев. с англ. П.А. Кунина). М.: Машиностроение, 1974, 192 с.

50. Композиционные материалы: Справочник/ В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин и др.; Под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнаполь-ского. М.: Машиностроение, 1990. - 512 е.; ил.

51. Композиционные материалы: Справочник/ Под ред. Д.М. Карпиноса. Киев: Наук, думка, 1985. - 592 с.

52. Конструкции из армированных пластмасс. Ван Фо Фы Г.А. К.: Тэхни-ка, 1971.-220 с.

53. Копьёв И.М. Разрушение металлов, армированных волокнами. М.: Наука, 1977.-240 с.

54. Кортен Х.Т. Разрушение армированных пластиков. — М.: Химия, 1967.- 160 с.

55. Кравченко Л.С. Исследование процесса сверления слоистых пластмасс. Дис. . канд. техн. наук. Харьков: ХПИ, 1973. - Г76 с.

56. Криштопа Н.А. и др. Обработка отверстий в композиционных и неметаллических материалах. К.: Тэхника, 1980. - 126 с.

57. Кугультинов С.Д. Спецтема. Диссертация . докт. техн. наук. -Ижевск: ИЛУ, 1999. 280 с.

58. Кумабэ Д. Вибрационное резание: Пер. с япон. С.Л. Масленникова/Под ред. И.И. Портнова. М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.

59. Левинсон Е.М. Отверстия малых размеров (методы получения). Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1977. 152 с.

60. Лоладзе Т.Н. Прочность и изностойкость режущего инструмента. -М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

61. Ломаев В.И. Технология производства изделий ракетно-космической техники из композиционных материалов: Монография. М.: «Сатурн-С», 2004. -150 с.

62. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976.-278 с.

63. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980. - 237 с.

64. Математические методы в технологических исследованиях. Рыжов Э.В., Горленко О.А. Киев: Наук, думка, 1990: 184 с.

65. Махов А.А., Палей С.М. Влияние геометрии режущей части инструмента и режимов резания на стружкообразование. Лабораторная работа. Учебно-методическое пособие. — М.: «Миратос», 2004. 24 с.

66. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. — М.: Машиностроение, 1988. 194 с.

67. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания / Розенберг A.M. Киев: Наук, думка, 1990. -320 с.

68. Мигранов М.Ш. Пути повышения эффективности механической обработки резанием. Технология машиностроения, 2004, №5, с. 19-22.

69. Миркин Л.И. Физические основы прочности и пластичности. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1968. - 540 с.

70. Мороз К.А. Повышение качества изготовления отверстий многолезвийным инструментом на основе управления динамикой процесса. Диссертация . канд. техн. наук. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2005. - 150 с.

71. Немец И. Практическое применение тензорезисторов. Пер. с чешек., М., «Энергия», 1970. 144 с.

72. Нефедов Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1976. — 288 с.

73. Никитин А.П. Механическая обработка стеклопластиков алмазным инструментом. Д.: ЛДНТП, 1963. - 16 с.

74. Обработка резанием стеклопластиков. Руднев А.В. и Королев А.А. М.: Машиностроение, 1969. 119 с.

75. Петров В.М. Реологическая модель разрушения углепластиков при резании лезвийным инструментом. «Вопросы материаловедения», 2002, №3 (31). С. 104-109.

76. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. - 350 с.

77. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974.-587 с.

78. Подураев В.Н. Технология физико-химических методов обработки. М.: Машиностроение, 1985. -264 с.

79. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник. В 2-х кн. Кн. 1/Под ред. В.В. Клюева.- М.: Машиностроение, 1978. -449 с.

80. Простодушев Б.Н., Сироткин О.С. Оборудование и инструмент для сверления и зенкования отверстий в металло-композиционных конструкциях. -Авиационная промышленность, 1981, №12, с. 31-32.

81. Режущий инструмент. Лабораторный практикум по спец. «Технология машиностроения». Под. общ. ред. Н.Н. Щеголькова. М.: Машиностроение, 1985.- 168 с.

82. Резание металлов и режущий инструмент. Аршинов В.А. и Алексеев Г.А. М.: Машиностроение, 1967. 500 с.

83. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчёта режущих аппаратов. Ml: Машиностроение, 1975. — 311 с.

84. Решение по заявке №2008119145/12(022272) на патент РФ. Способ сверления полимерных композиционных материалов. Дударев А.С., Свирщёв В.И. Заяв. 14.05.2008.

85. Рубцов» С.М. Полимерные волокнистые композиты в конструкции турбовентиляторного авиационного двигателя ПС-90А. Конверсия в машиностроении, 2007, №3, с. 14-18.

86. Руководство к решению задач по'математическому анализу / Запорожец Г.И. Mi: Издательство «Высшая школа», 1964. - 479 с.

87. Руководящий технический материал. Клёпка полимерных композиционных материалов (углепластиков, стеклотекстолитов). РТМ» 1.4.1030-82. НИАТ, 1984.-44 с.

88. Салабаев.Д.Е. Повышение точности при сверлении отверстийшутем динамической'настройки технологической системы. Дис. . канд. техн. наук. Тольятти: ТГУ, 2005. - 196 с.

89. Серопян Г.В. Разработка кинематических и технологических параметров процесса вибрационного сверления на примере производства типовых деталей гидравлических молотов. — Автореф. диссерт. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. Ижевск: ИГТУ, 2002. — 20 с.

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

91. Сопротивление хрупких материалов/резанию /Некрасов С.С. М.: Машиностроение, 1971. 186 с.

92. Статистические методы исследования режущего инструмента. П.Г. Кацев. — М.: Машиностроение, 1968. 156 с.

93. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. — JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. -176 с.

94. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

95. Суслов А.Г. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 2004. - 420 с.

96. Тарнопольский Ю.М. и др. Пространственно-армированные композиционные материалы: Справочник / М.: Машиностроение, 1987. 224 с.

97. Тензодатчики для экспериментальных исследований. Клокова Н.П. -М.: Машиностроение, 1972. 152 с.

98. Теплофизика резания. Резников А.Н. М.: Машиностроение, 1969. — 288 с.

99. Технологические рекомендации. TP-1.4.299-77. Механическая обработка углепластиков и боропластиков. НИАТ, 1978. 25 с.

100. Тихомиров Р.А., Николаев В.И. Механическая обработка пластмасс. -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1975. 208 с. '

101. Углеродные волокна: Пер. с япон./ Под ред. С. Симамуры. М.: Мир, 1987.-304 с.

102. Физические основы процесса сверления труднообрабатываемых металлов твердосплавными сверлами / Виноградов А. А. — Киев: Наук, думка, 1985.-264 с.

103. Филиппов Г.В. Режущий инструмент. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. 392 с.

104. ПЗ.Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов. М.: Мир. 1982. - 200 с.

105. Холмогорцев Ю.П. Оптимизация процессов обработки отверстий -М.: Машиностроение, 1984 184 с.

106. Цыплаков 0:Г. Конструирование изделий из композиционно-волокнистых материалов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. — 140 с.

107. Пб.Цыплаков О.Г. Научные основы технологии композиционно-волокнистых материалов. Часть 1. Пермь: Пермское книжное изд-во, 1974. -316 с.

108. Черепанов Г.П. Механика разрушения композиционных материалов.-М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. -296 с.

109. Шведков Е.Л. Элементарная математическая статистика в экспериментальных задачах материаловедения Киев: Наук, думка, 1975. - 111 с.

110. Штаерман И.Я! Контактная задача теории упругости. М.: Гостехиз-дат, 1949.-126 с.

111. Штучный Б.П. Механическая*обработка пластмасс: Справочник. Mi: Машиностроение, 1987. — 152 с.

112. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом. М.: Машиностроение, 1988. - 96 с. J

113. Юдковский П.А. Повышение качества спиральных сверл. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1970. 110 с.

114. Якобе Г.Ю. и др. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации: Пер. с нем. В.Ф. Колотенкова. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

115. Ящерицын П.И. и др. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Мн.: Выш. шк., 1990. 512 с.