Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. №15 2016 г.

15 апреля 2014 года Правительством Российской Федерации, было издано постановление №

328. Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленно-

сти и повышение ее конкурентоспособности» [9]. Одно из приоритетных направлений данной про-

граммы, ориентировано на создание новых видов инновационной продукции (конструкционные,

композиционных и редкоземельные материалы), а так же развитие отечественного станкостроения и

инструментальной промышленности. Тем более, перспективы развития новой техники в настоящее

время связывают с широким использованием композиционных материалов (КМ), уникальность

свойств которых позволяет во многих случаях значительно повысить эксплуатационные характери-

стики конструкций изделий, а также снизить трудоемкость и материалоемкость их изготовления,

способствуя тем самым росту конкурентоспособности российских товаров на мировом рынке.

Особенности обработки композиционных материалов [1] показывают, что в условиях непре-

рывного развития технологии изготовления деталей из композитов растёт необходимость в появле-

нии специализированных инструментов, учитывающих индивидуальные особенности их механиче-

ской обработки. Отличие процесса обработки композиционных материалов резанием состоит в том,

что режущая кромка не образует стружку за счет сдвига, как это происходит с большинством метал-

лов, она ломает композиционный материал, обычно срезая матрицу и при этом разрушая армирую-

щие волокна. Основные принципы обработки композитов заключаются в использовании инструмента

с очень острой режущей кромкой и достаточным задним углом для обеспечения чистого среза и сни-

жения трения поверхности резца по поверхности заготовки. Важно минимизировать износ, так как

изменение геометрии режущей кромки приводит к быстрому и чрезмерному тепловыделению, раз-

рушению кромки и снижению качества поверхности деталей [1].

Следовательно, требуется детально изучить конструктивные особенности инструментов для

обработки композиционных материалов, а так же различные виды методов обработки композитов,

свойства и возможности инструментальных материалов.

Изготовление изделий различной конфигурации из композиционных материалов производит-

ся методами лезвийной обработки [1]:

1) Точение (с механическим деформированием заготовок, путем сжатия и растяжения; с тех-

нологическим заполнением (пропиткой жидкой технической средой с последующим её отверждени-

ем.

2) Фрезерование, одна из часто встречающихся операций обработки;

3) Сверление;

4) Абразивные методы.

Рис. 1. Фрезы, рекомендуемые для обработки композиционных материалов

а – борфреза с перекрестной насечкой; б – борфреза с перекрестной насечкой и сверлом; в – фреза с разнона-

правленными спиральными канавками ; г – многозубая фреза с большим углом наклона стружечных канавок;

д – борфреза с обратным режущим торцом; е - концевая фреза с прямым зубом и стружко-разделительными

канавками; ж – сферическая концевая фреза с перекрестной насечкой; з – концевая фреза Z=1 прямой зуб для

высокоскоростной чистовой обработки; и – однозубая концевая фреза для высокоскоростной обработки Z=1

правая спираль, прерывистая режущая кромка; к - концевая фреза Z=3 спираль 45° с неравномерным шагом

режущих кромок.