Оптимизация процесса сверления армированного титаном стеклопластикового лонжерона лопасти несущего винта вертолета

Авторы

Чигринец Е. Г.

Донской государственный технический университет, ДГТУ, площадь Гагарина, 1, Ростов-на-Дону, 344003, Россия

e-mail: egchigrinets@gmail.com

Аннотация

Выполнены исследования по выявлению влияния конструктивно-геометрических параметров сверл на качество обработанных отверстий, производительность, динамику и теплофизику процесса механической обработки высокопрочного полимерного композиционного материала стеклопластика, армированного титановой фольгой и применяемого в изготовлении высоконагруженной лопасти несущего винта (ЛНВ) вертолета Ми-28. Представлены результаты определения оптимальных режимов обработки для исследуемых геометрий инструмента, зависимости высотных параметров шероховатости, характера и величины расслоений в местах входа-выхода сверла от типа инструмента и режимов обработки. С использованием разработанной компьютеризированной системы измерения крутящего момента определена виброактивность процесса сверления и ее связь с показателями качества. Выполнено компьютерное моделирование теплообразования в зоне резания методом конечных элементов в среде Comsol Multiphysics.

Ключевые слова

сверление армированного стеклопластика, расслоения, моделирование тепловых потоков, крутящий момент

Библиографический список

1. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учеб. для вузов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. — 516 с.

2. Официальный сайт компании Boeing. URL: http://www.boeing.com/boeing/commercial/787family/background.html (дата обращения: 5.04.2015).

3. Рубцов С.М. Применение современных полимерных композиционных материалов в элементах и узлах газотурбинных авиационных двигателей: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — Пермь: ПГТУ, 2009. — 17 с.

4. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. — Л.: Машиностроение, 1987. — 175 с.

5. Ghasemi F.A. Effects of Drilling Parameters on Delamination of Glass-Epoxy Composites / F.A. Ghasemi, A. Hyvadi, G. Payganeh, N.B.M. Arab //Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 2011, no. 5(12), pp. 1433-1440.

6. Okutan E. A Study on the Derivation of Parametric Cutting Force Equations in Drilling of GFRP Composites / E. Okutan, S. Karabay, T. S’nmazcelik, E. Avcu // Journal of Mechanical Engineering. 2013, no. 59, pp. 97-105.

7. Murugesh M.C. Influence of filler material on Glass fiber epoxy composite laminates during drilling / M.C. Murugesh, K.Sadashivappa // International Journal of Advances in Engineering & Technology. 2012. Vol. 3, iss. 1, pp. 233-239.

8. Durao L.M. Comparative analysis of drills for composite laminates / L. M. Durao, D.J. Goncalves, J. M. Tavares, V. H. de Albuquerque, A.T. Marques // Journal of Composite Materials. 2011, no. 46(14), pp. 1649-1659.

9. Gaitonde V.N. A study aimed at minimizing delamination during drilling of CFRP composites / V.N. Gaitonde, S.R. Karnik, J.C. Rubio, A.E. Correia, A.M. Abrao, J.P. Davim // Journal of Composite Materials. 2011, no. 45(22), pp. 2359-2368.

10. Wang B. Mechanism of damage generation during drilling of carbon/epoxy composites and titanium alloy stacks / B. Wang, H. Gao, B. Cao, Y. Zhuang, Z. Zhao // Engineering Manufacture. 2014. Vol. 228, iss. 7, pp. 698-706.

11. Isbilir O. Delamination and wear in drilling of carbon-fiber reinforced plastic composites using multilayer TiAlN/TiN PVD-coated tungsten carbide tools / O. Isbilir, E. Ghassemieh // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2012, no. 31(10), pp. 717-727.

12. Иванов Ю.Н., Чапышев А.П., Каверзин Е.Я. Экспериментальное влияние теплового расширения обрабатываемых материалов при сухом сверлении отверстий в пакетах структуры «полимерный композиционный материал — титановый сплав» // Вестник ИрГУ. 2013. № 10 (81). С. 36-42.

Скачать статью