CC BY
72
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1
УДК 621.6.09:534.01
АНАЛИЗ РЕЖИМОВ СКОРОСТНОЙ ОБРАБОТКИ РЕАКТОПЛАСТОВ
А. Г. Лущикова, В. Ю. Сибгатуллина, В. О. Шаповалов, Р. Р. Екимцев Научный руководитель - Ю. А. Филиппов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: sibsau-tms@mail.ru
Рассмотрены проблемы освоения высоких технологий механической обработки стеклопластика с целью повышения эффективности процесса фрезерования в условиях прецизионности.
Ключевые слова: высокоскоростная обработка, стеклопластик, процесс резания, прогрессивные режимы резания.
ANALYSIS OF THE MODES OF THERMOSETS HIGH-SPEED PROCESSING
A. G. Luschikova, V. Y. Sibgatullina, V. O. Shapovalov, R. R. Ekimtsev Scientific supervisors - Yu. A. Filippov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sibsau-tms@mail.ru
The problems of the development of high-tech machining fiberglass in order to increase the efficiency of the milling process in terms ofprecision are considered.
Keywords: high-speed processing, fiberglass, cutting process, progressive cutting conditions.
В производстве изделий авиационно-космической техники активно внедряется высокоскоростная обработка (HSC) реактопластов, в частности стеклопластика(GFK). Ряд зарубежных фирм используют скорости резания стеклопластика в операциях точения и фрезерования, значительно превышающие типовые режимы и скоростью резания.
Особенность обработки реактопласта является то, что материал представляет композит, имеющий полимерную матрицу с пространственно сшитой молекулярной структурой с энергией кова-лентной связи молекул 400-500 кДж/моль в отличие от термопластов, в которых эта энергия связи не превышает 10 кДж/моль с ударной вязкостью по Шарпи в пределах KCU 30-55 кДж/м2. Стеклопластик на основе полиамида и стекловолокна, полиметилен оксида и стекловолокна с пределом прочности g =110-130 МПа представляют особый подкласс по поддержанию высоких скоростей, особенно на основе полиэфир-кетона и углеволокна с g =224 МПа [1].
100
Содержание стекла, %
Рис. 1. Функция изменения модуля Юнга Е при росте массовой доли стекла в пластике
Аппроксимированные функции модуля упругости
Е^) = 2,1981 е0,037т, (1)
где т - содержание стекла, %.
Секция «Технологические и мехатронньж системы в производстве ракетно-космической техники»
Первичный анализ функции показывает, что с ростом содержания стекловолокна увеличивается модуль упругости и как следствие предел прочности растет по экспоненциальному закону.
Аппроксимация параметров содержания стекла в реактопласте можно представить функцией
у = 0,2273е^023т, (2)
Значение подачи на зуб для обработки стеклопластика
Массовая доля стекла т, % 25 30 45 50 55 65 75 80
мм/зуб 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,04 0,03
Технологический процесс фрезерования заготовок сопровождается вариацией амплитуды поперечных и угловых колебаний, влияющих на формирование шероховатости поверхностного слоя детали и точности геометрии заданного контура. Из множества факторов, влияющих на динамику процесса фрезерования, заметное влияние оказывает геометрические параметры, углы резания (задний 5-15°; передний 3-15°), собственная частота режущего инструмента непосредственно отражающие форму поверхности затылка как насадных, так и концевых фрез [2].
Рис. 2. Отклик функции вариации подачи заготовки при фрезеровании
Первичная проработка режимов механической обработки реактопластов позволяет сделать следующие рекомендации:
- увеличение заднего угла к концу затылка фрез превышает 2° при формировании его по спирали Архимеда, что способствует повышению эффективности операции фрезерования;
- распиловку реактопластов целесообразно выполнять тонкими биметаллическими пилами, изготовленными по аддитивной технологии; предпочтительными по стойкости и эффективности работы являются марки быстрорежущих сталей Р2М10К8Ф1 с полотном из стали марки 50ХФА, Р10М4К10Ф3 с несущей основой из стали марки 60С2Н2А;
- подача на зуб для высокоскоростной обработки стеклопластиков должна назначаться с учетом массовой доли стеклоткани в общем массиве материала, представленных в таблице выше;
- скорость резания стеклопластика не должна превышать 92-130 м/с в отличие от используемых в производстве деталей изделий АКТ 10-12 м/с.
Библиографические ссылки
1. Филиппов Ю. А., Ручкин Л. В., Утенков В. Д. Технология обработки анизотропных материалов ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 44 с.
2. Ящерицын П. И., Еременко М. Л. Основы резания материалов и режущий инструмент. Минск, Высш. шк. 1975. 528 с.
3. Раскатов В. М., Чуенков В. С., Бессонова Н. Ф. Машиностроительные материалы. М. : Машиностроение, 1980. 511 с.
© Лущикова А. Г., Сибгатуллина В. Ю., Шаповалов В. О., Екимцев Р. Р., 2015
