CC BY
28
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Волковский А.А., Макаров В.Ф. Оценка качества обработанной поверхности при плоском шлифовании
ПКМ // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2023. - Т. 25, № 1. - С. 73-82. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.08
Please cite this article in English as:
Volkovskii A.A., Makarov V.F. Assessment of the quality of the treated surface during flat grinding of CFRP. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2023, vol. 25, no. 1, pp. 73-82. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.08
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 25, № 1, 2023 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.08 УДК 621.91.01
1 2 А.А. Волковскии , В.Ф. Макаров
1Лысьвенский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета, Лысьва, Россия 2Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
Пермь, Росся
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ ПКМ
Представлены результаты экспериментальных исследований обрабатываемости полимерных композиционных материалов на основе углеволокна жесткими шлифовальными кругами при формировании плоскостей. В основу исследований положено подтверждение гипотезы о необходимости применения высоких скоростей резания, острой режущей кромки и высокой твердости режущих частиц с целью обеспечения качества поверхностного слоя, оцениваемого по параметру шероховатости Ка и снижения величины дефектного слоя либо полного его исключения. Исследования проводились согласно методике планирования полного факторного эксперимента, где в качестве факторов выступали глубина резания на проход ?, мм, и скорость подачи стола 5, м/мин, в свою очередь, исследуемыми параметрами принимались температура верхних слоев заготовки Т, °С, и шероховатость обработанной поверхности Ка, мкм. В результате проведения исследований были разработаны математические модели описания вышеуказанных зависимостей для обработки жесткими шлифовальными кругами из карбида кремния зеленого, электрокорунда белого и эльбора. Также были определены диапазоны значений режимов обработки, выход за пределы которых приводит к формированию дефектного слоя, вызванного увеличением степени упругих отжатий технической системы, что является следствием засаливания режущего инструмента. К основным дефектам относятся деламинация крайних слоев заготовки, трещинообразование в обрабатываемой поверхности и термодеструкция связующего, возникающая при превышении температуры верхних слоев заготовки, равной 120 °С. В заключении представлены рекомендации по применению операции плоского шлифования для обработки полимерных композиционных материалов на основе углеволокна с тканевым плетением жесткими кругами.
Ключевые слова: абразивная обработка ПКМ, композиты, шлифование, термодеструкция, деламинация, температура резания, шероховатость, шлифование ПКМ, полимерные композиционные материалы, механическая обработка.
A.A. Volkovskii1, V.F. Makarov2
1Lysva Branch of the Perm National Research Polytechnic University, Lysva, Russian Federation 2Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation
ASSESSMENT OF THE QUALITY OF THE TREATED SURFACE DURING FLAT GRINDING OF CFRP
This article presents the results of experimental studies of the machinability of polymer composite materials based on carbon fiber by hard grinding wheels during the formation of planes. The research is based on the confirmation of the hypothesis about the need to use high cutting speeds, a sharp cutting edge and high hardness of the cutting particles in order to ensure the quality of the surface layer estimated by the roughness parameter Ra and reduce the size of the defective layer, or completely eliminate it. The studies were carried out according to the method of planning a full factorial experiment, where the depth of cut per pass t mm and table feed speed S m/min acted as factors, in turn, the temperature of the upper layers of the workpiece T °C and the roughness of the machined surface Ra pm were taken as the studied parameters. As a result of the research, mathematical models were developed for describing the above dependencies for processing with hard grinding wheels made of green silicon carbide, white electrocorundum and elbor. Also, the ranges of values of processing modes were determined, going beyond which leads to the formation of a defective layer caused by an increase in the degree of elastic squeezing of the technical system, which is a consequence of clogging of the cutting tool. The main defects include delamination of the extreme layers of the workpiece, cracking in the treated surface and thermal structure of the binder, which occurs when the temperature of the upper layers of the workpiece exceeds 120°C. In conclusion, recommendations are presented on the use of the flat grinding operation for the processing of polymer composite materials based on carbon fiber with fabric weaving in hard circles.
Keywords: abrasive processing of CFRP, composites, grinding, thermal degradation, delamination, cutting temperature, roughness, CFRP grinding, polymer composite materials, mechanical processing.
Введение
Применение инновационных конструкционных материалов в современном машиностроении позволяет обеспечить высокие темпы роста развития предприятий авиационной области [1]. Основными конструкционными материалами, которые получают систематический рост исследований, являются полимерные композиционные материалы (ПКМ) на основе стекло- и углеволокна с тканевым плетением [2-5]. Основными областями применения ПКМ на сегодняшний день выступают авиастроение, ракетостроение, военная промышленность, судостроение и прочие. Наиболее ярким
примером, отражающим динамику развития, является увеличение объемов производства гражданского лайнера МС-21 до 2030 г. в количестве 230 единиц в год. Консоль крыла самолета МС-21 содержит в себе большое количество изделий из полимерных композиционных материалов. На рис. 1 представлен состав «черного крыла» для среднема-гистрального самолета МС-21-300.
Каждая область применения предъявляет различные требования к точности и качеству изделий, в связи с этим возникают новые разветвления в научной деятельности для решения задач частного характера.
Рис. 1. Консоль крыла самолета МС-21-300
На сегодняшний день приоритетной задачей, объединяющей каждую сферу машиностроения, является обеспечение качества обработанной поверхности ПКМ [6-8]. Основными технологическими операциями при обработке ПКМ выступают сверление и фрезерование, однако в результате упругих деформаций армирующих волокон, что вызвано анизотропией свойств, возникает явление образования дефектного слоя на входных и выходных кромках при сверлении и на верхних и нижних слоях при фрезеровании листового композита [915] При исследовании процессов стружкообразо-вания было предложено множество решений, таких как применение высоких скоростей резания, использование сверхтвердых материалов, нанесение дополнительных покрытий, но ни одно не позволяет обеспечить высокое качество обработанной поверхности [16-19]. На данный промежуток времени для обеспечения низких показателей шероховатости обработанной поверхности может быть применена абразивная обработка как гибкими лепестковыми кругами, так и жесткими шлифовальными кругами [20; 21]. Первый метод позволяет достичь значений шероховатости поверхности Яа в диапазоне 0,6... 1,6 мкм, однако не обеспечивает подконтрольное регулирование глубины обработки и применяется как подготовительная операция перед склейкой изделия [22]. Шлифование жестким абразивным инструментом на сегодняшний день находится на стадии исследования и математического описания зависимостей оцениваемых параметров от режимов обработки при плоском шлифовании, что в последующей адаптации может быть представлено как альтернативный метод фрезерной обработке ПКМ либо операция финишной обработки [23-25]. Данные исследования являются перспективными, что обусловлено совокупным содержанием основных рекомендаций по проектированию технологического процесса механической обработки изделий из ПКМ. Абразивная обработка позволяет обеспечить высокие скорости резания, остроту режущей кромки, а также высокую твердость режущих частиц. Представленные факторы позволяют снизить степень упругой деформации армирующих волокон и обеспечить их хрупкое разрушение, что исключает образование ворсистости поверхности, микротрещин и деламинации поверхностных слоев.
Методика проведения экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования были реализованы согласно методике планирования полного факторного эксперимента 22 (табл. 1).
Таблица 1
Матрица планирования 22
Планирование Параметр Ra, мкм
№ точки плана Хо Х1 -глубина резания t, мм х2 - Скорость подачи стола Б, м/мин Х\ x2 У,1 У,2 Уз
1 +1 +1 0,25 +1 10 +1 - - -
2 +1 -1 0,05 +1 10 -1 - - -
3 +1 +1 0,25 -1 5 -1 - - -
4 +1 -1 0,05 -1 5 +1 - - -
В качестве факторов были приняты такие режимы плоского шлифования, как глубина резания на проход t, мм, и скорость подачи стола Б, м/мин. Основными параметрами исследования выступали температура верхних слоев в процессе резания композита Т, °С, и шероховатость обработанной поверхности Яа, мкм. В качестве заготовки был принят углепластик ВКУ-39. Станочное оборудование и средства технического оснащения представлены в табл. 2. Оборудование было модернизировано системой вытяжки отработанных продуктов при резании материалов с целью обеспечения дополнительной защиты здоровья оператора.
Таблица 2
Средства технического оснащения
Оборудование и СТО Наименование Назначение
Плоскошлифовальный станок JETJPSG 1224H Обеспечение механической обработки абразивным инструментом
Режущий инструмент размерами 300x76x40 мм 25A F60 K 7 V 35 2250 25A F46 K8 V35 2250 64C F80 K 7 V35 2250 64C F60 K 7 V35 2250 1A1-1 100/80 K5 V 35
Пирометр Bosch UniversalTepm Измерение температуры в верхних слоях заготовки
Профилометр MarSurf PS 10 Оценка качества обработанной поверхности по параметру шероховатости Яа, мкм
Камертон РОС Камертон РОС Оценка динамических изменений виброускорений технической системы и стабильности акустической эмиссии
Выбор параметров исследования обосновывается связующим материалом композита, который представляет собой эпоксидную смолу. Последняя относится к классу термореактивных полимеров, что говорит о необходимости контроля температуры с целью снижения вероятности достижения температур разложения. Параметр шероховатости Ra определен с учетом комплексности предоставляемой информации о качестве обработанной поверхности, в том числе и наличии дефектного слоя. Также для оценки стабильности протекания процессов в зоне контакта режущего инструмента и заготовки был применен стенд диагностики «Камертон РОС», который предоставляет динамическую картину изменения виброускорений технической системы.
Результаты и их обсуждение
Обработанная поверхность, как было представлено в предыдущих работах, не заключает в себе дефектов поверхностного слоя, таких как де-ламинация, термодеструкция и растрескивание матрицы композита [24; 25]. Результаты экспериментальных исследований представлены в табл. 3. С учетом необходимости определения типа влияния режимов обработки на исследуемые параметры, помимо полного факторного эксперимента, были проведены расширенные опыты с детальным исследованием зависимости параметров от глубины резания как основополагающего фактора, который определяет износ инструмента.
Таблица 3
Результаты экспериментальных исследований
Материал инструмента Зернистость Скорость резания V, м/мин Глубина резания 1, мм Шероховатость поверхности Ra, мкм Температура резания Т, °С
0,05 0,312 0,376 0,4 3 37,2 42,6 41,7
0,1 0,425 0,437 0,476 40,1 37,0 39,4
5 0,15 0,371 0,373 0,367 41,1 43,3 47,5
0,2 1,346 1,796 1,671 50,6 46,7 60,3
60 0,25 0,692 0,697 0,780 44,3 49,2 4 ,3
0,05 0,519 0,544 0,515 41,8 40,9 40,3
0,1 0,644 0,693 0,600 38,2 36,1 43,3
10 0,15 0,530 0,481 0,618 46,4 47,2 43,5
0,2 0,638 0,711 0,745 60,9 54,3 55,2
0,25 0,894 0,910 0,871 51,8 63,9 64,2
64С 0,05 0,547 0,566 0,537 39,6 38,5 39,1
0,1 0,645 0,579 0,622 40,2 41,7 40,1
5 0,15 0,449 0,471 0,507 43,5 43,5 44,0
0,2 0,792 0,689 0,710 49,2 48,9 49,4
0,25 1,069 1,111 1,127 61,2 62,3 61,7
80 0,05 0,691 0,810 0,765 42,0 41,6 41,9
0,1 0,797 0,833 0,655 45,3 46,7 45,1
10 0,15 0,795 0,809 0,848 51,2 50,8 50,4
0,2 1,365 1,481 1,495 59,9 61,3 62,4
0,25 1,525 1,596 1,573 67,7 67,5 69,8
0,05 0,404 0,455 0,444 43,5 41,6 40,7
0,1 0,502 0,560 0,505 42,6 47,3 48,2
5 0,15 0,786 0,741 0,777 50,3 49,7 49,4
0,2 0,637 0,667 0, 54 53,9 51,6 52,4
0,25 ,916 0,855 0,918 54,7 56,2 60,1
60 0,05 0,435 0,443 0,469 40,1 42,6 41,
0,1 0,614 0,593 0,578 40,0 46,3 49,3
10 0,15 0,530 0,560 0,552 53,3 57,2 53,2
25А 0,2 0,806 0,915 0,878 52,0 57,2 55,4
0,25 1,113 1,036 1,097 59,4 64,6 62,7
0,05 0,365 0,324 0,226 41,6 40,8 42,3
0,1 0,402 0,445 0,449 48,1 48,8 48,7
5 0,15 0,772 0,876 0,802 39,8 43,4 46,0
46 0,2 0,902 0,945 0,906 47,7 51,0 57,7
0,25 1,113 1,036 1,097 67,5 65,7 65,2
0,05 0,706 0,665 0,680 40,1 42,0 41,4
10 0,1 0,673 0,634 0,651 41,8 41,5 42,4
0,15 1,062 1,253 1,066 45,4 48,0 48,3
Окончание табл. 3
Материал Зернистость Скорость Глубина Шероховатость Температура
инструмента резания V, м/мин резания /, мм поверхности Ra, мкм резания Т, °С
0,2 1,054 1,117 1,037 69,2 69,8 70,0
0,25 1,277 1,343 1,289 73,9 73,8 76,9
0,05 0,460 0,542 0,487 55,2 53,3 55,6
0,1 0,542 0,613 0, 40 64,9 70,8 72,7
5 0,15 ,066 0,983 1,025 52,7 51,8 57,1
0,2 0,971 0,901 0,996 67,7 69,8 72,7
1А1-1 100/80 0,25 1,716 1,879 1,887 119,1 123,2 121,4
0,05 0,662 0,592 0,590 46,9 46,6 46,2
0,1 0,799 0,730 0,781 69,5 71,2 73,1
10 0,15 1,032 0,990 1,030 53,9 51,2 54,2
0,2 1,731 1,898 1,960 61,7 63,3 63,9
0,25 1,250 1,378 1,352 85,8 80,3 82,1
Однако увеличение глубины резания стимулирует повышение износа абразивного круга, что приводит к полному засаливанию периферии (рис. 2).
б
Рис. 2. Засаливание шлифовального круга с образованием борозд от сопротивления армирующих волокон при режимах резания t=0,25 мм и Б=5 м/мин: а - шлифовальный круг 1А1 ЛКВ40 100/80 СТ1 К 5 У35 2250; б - шлифовальный круг 64С Б60 К 7 V 35 2250
Ранее было определено, что назначение глубины обработки свыше 0,2 мм влечет за собой повышение температуры в зоне обработки. Последнее является фактором изменения деформационных процессов в зоне резания, которые описываются снижением степени хрупкого разрушения и повышением упругих деформаций. При нагреве матрица композита заполняет поры между абразивными частицами, тем самым снижая режу-
щую способность инструмента. Ввиду отсутствия режущей способности инструмент выглаживает обрабатываемую поверхность, но не перерезает армирующие волокна, формируя трещины в обработанной поверхности и волнистость в поперечном сечении композита, что ярко выраженно на изношенной поверхности круга (см. рис. 2).
Стабильность процесса плоского шлифования и сохранения режущей способности обеспечивается при глубине резания до 0,15 мм, что подтверждается оценкой износа абразивного круга. Локальное изнашивание периферии полимерной матрицей и перерезанными армирующими волокнами композита показано на рис. 3.
б
Рис. 3. Износ режущего инструмента при глубине резания /=0,05 мм и Б=5 м/мин: а - 64С Б80 К 7 V 35 2250; б - 25А Б46 К 8 V 35 2250
Сохранения пористости режущего инструмента, обеспечивает действие свойства его самозатачивания. Также стоит отметить, что вышеуказанные значения глубины обработки сопровождаются допустимой температурой верхних слоев заготовки. Совокупность данных факторов обеспечивает высокое качество обработанной поверхности (см. табл. 3).
Однако при назначении режимов резания стоит учитывать скорость подачи стола, которая напрямую влияет на характер виброускорений технической системы. Наиболее наглядное представление динамики резания позволяет получить варьирование скорости подачи стола при стабильной глубине резания, равной 0,25 мм. Минимальная скорость (рис. 4, б) сопровождается плавным началом хрупкого разрушения полимера, что выражено возникновением вибраций, далее в процессе обработки вибрация системы имеет рост амплитуды, что косвенно отражает повышение сил резания и явления упругого отжатия заготовки.
нии течение процесса принимает аналогичный низким скоростям характер роста.
Следует уточнить, что с учетом исследуемых параметров амплитуда значений виброускорений не принимается во внимание, что обусловлено исследованием на данном этапе именно качества обработанной поверхности. Как сказано выше, упругое отжатие системы, постепенно нарастающее при резании, влечет за собой упругие деформации. Данные процессы определяют неравномерность качества обработанной поверхности по всей площади от точки входа до точки выхода инструмента. Ударная нагрузка может быть причиной образования микротрещин в поверхностных слоях заготовки. Упругая деформация, в свою очередь, формирует волнистость поверхности в поперечном сечении заготовки (рис. 5).
а б
Рис. 4. График возникновения виброускорений системы при режимах обработки г=0,25 мм шлифовальным кругом 25А Е60 К 7 V 35 2250: а - скорость подачи стола 5=10 м/мин; б - скорость подачи стола 5=5 м/мин
Упругое отжатие, в свою очередь, стимулирует рост упругих деформаций в зоне резания. Последнее, как было определено ранее, является негативным фактором, влияющим на параметр шероховатости. Повышение скорости подачи стола, как представлено на рис. 3, а, имеет иную динамику процесса.
Ввиду высокой скорости подачи стола начальный момент контакта заготовки и шлифовального круга представляет собой ударную нагрузку, которая впоследствии снижается до среднего значения виброускорений системы, при их достиже-
Рис. 5. Образование волнистости обработанной поверхности при режимах резания Г=0Д5 мм, 5=5 м/мин шлифовальным кругом из эльбора 1А1 ЛКВ40 100/80 СТ1 К5 V35
Одними из немаловажных факторов при абразивной обработке выступает пористость и зернистость шлифовальных кругов. На основании анализа данных табл. 3 можно сделать вывод, что увеличение параметра зернистости до Б46 и пористости кругов до 8-й степени позволяет обеспечить наилучшую шероховатость поверхности. Также стоит отметить, что снижение пористости приводит к ускоренному износу инструмента.
С учетом проведения полного факторного эксперимента 22 также были разработаны математические модели описания зависимости параметра шероховатости и температуры верхних слоев заготовки от представленных факторов для каждого режущего инструмента, принятого для проведения опытов. Полученные зависимости представлены в табл. 4.
Каждое из представленных уравнений проходит проверку адекватности и может быть применено при назначении режимов обработки полимерных композиционных материалов на основе угле-волокна на операциях плоского шлифования.
Таблица 4
Математическое описание влияния режимов плоского шлифования на шероховатость поверхности и температуру верхних слоев заготовки
Инструмент Линейная математическая модель зависимости шероховатости поверхности Яа Линейная математическая модель зависимости температуры верхних слоев Т, °С
25A F60 K 7 V 35 2250 Яа=0,106175+1,8133г+0,033075 Т=41,675-33,5Г-0,6255+4,5Б1
25A F46 K 35 2250 Яа=0,2708225+1,47667г+0,0282385+0,257Б1 Т=31,5616+94,168г+0,36175+3,8332Б1
64C F80 K 7 V35 2250 Ка=0,3467+1,455Г-0,005655+0,17Ш Т=43,63335+46,863Г-0,8555+5,7Б1
64C F60 K 7 V35 2250 Яа=-0,1458+3,4275г+0,06255 Т=38,104+77,18Г-0,53085+9,132Б1
1A1-1 100/80 СТ1 K5 V 35 Яа=-0,32223+9,08г+0,072755-0,485Б1 -
Заключение
В ходе проведения экспериментальных исследований абразивной обработки жесткими шлифовальными кругами из электрокорунда белого, карбида кремния зеленого и эльбора было определено:
- оптимальными режимами плоского шлифования с учетом качества обработанной поверхности рекомендуются значения глубины резания на проход /=0,05...0,15 мм и скорость подачи стола 5=5..10 м/мин;
- назначение глубины резания свыше 0,2 мм приводит к повышенному износу периферии шлифовального круга и снижению режущей способности, что влечет за собой рост упругого отжатия технической системы и последующее образование деламинации. Также снижение режущей способности инструмента приводит к выглаживанию поверхности и исключению эффекта хрупкого разрушения армирующих волокон, что выражается в волнистости обработанной поверхности в поперечном сечении;
- полное засаливание пористости между абразивными частицами режущего инструмента исключает возможность самозатачиваться, тем самым повышая температуру в зоне обработки и переходу в температурную зону разложения материала;
- применение шлифовальных кругов средней и высокой пористости, а также зернистости Б60 и Б46 позволяет обеспечить самозатачивание инструмента и повысить качество обработанной поверхности, что выражено снижением шероховатости обработанной поверхности при прочих равных условиях;
- разработанные математические модели могут быть рекомендованы для применения на машиностроительных предприятиях авиационной промышленности.
Также в ряд основных положений включают причины засаливания периферии шлифовальных кругов, к которым относится высокая твердость абразивных зерен и пористость круга. При исполь-
зовании абразивного инструмента с высокой твердостью частиц исключается их износ, в результате чего не обеспечивается последующее их вырывание из связующего шлифовального круга. Как следствие, возникает засаливание пор между абразивными зернами и снижение режущей способности инструмента. На основании данного явления опытным путем установлено, что наиболее эффективным является применение шлифовальных кругов из электрокорунда белого. В процессе шлифования абразивные частицы электрокорунда белого подвергаются постепенному износу и последующему вырыванию из связующего, что стимулирует явление самозатачивания шлифовального круга.
На основании результатов экспериментальных исследований операция плоского шлифования полимерных композиционных материалов рекомендуется к внедрению в технологические процессы механической обработки как операция финишной обработки с учетом предварительной лезвийной обработке поверхностей. Это обусловлено тем, что режимы шлифования, обеспечивающие высокое качество обработанной поверхности с полным отсутствием дефектного слоя, не могут конкурировать в производительности с предварительным фрезерованием.
Библиографический список
1. Toray Advanced Composites [Электронный ресурс] / Aerospace Advanced Composites Materials Selector Guide. - URL: https://www.toraytac.com/markets/aerospace/ aerostructures (дата обращения: 11.01.2021).
2. Макаров В.Ф. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетной космической техники // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. - 2015. - Т. 17, № 2. -С. 30-41.
3. Рубцов С.М. Полимерные волокнистые композиты в конструкции турбовентиляторного авиационного двигателя ПС-90А // Конверсия в машиностроении. -2007. - № 3. - С. 19-26.
4. Ярославцев В.М. Новые технологии повышения качества поверхностного слоя при резании волокнистых полимерных композиционных материалов // Вест-
ник МГТУ им. Баумана. Серия: Машиностроение. -2017. - № 6. - С. 15-18.
5. Бондарь Е.В, Марков В.А. Точение стеклопластиков резцами со сменными многогранными пластинами // Обработка металлов (Технология, оборудование, инструменты). - 2009. - № 2. - С. 6-10.
6. Некоторые особенности применения семипре-гов для вакуумного формирования ПКМ (обзор) / К.И. Донецкий, М.И. Душин, М.И. Мищун, Д.В. Севастьянов // Труды ВИАМ. - 2017. - № 12(60). - С. 81-93.
7. Минибаев М.И., Раскутин А.Е., Гончаров В.А. Особенности техп нологии изготовления образцов из ПКМ на станках с ЧПУ (обзор) // Труды ВИАМ. -2019. - № 1 (73). - С. 105-114.
8. Макаров, В.Ф. Особенности диагностики процесса резания при сверлении композиционных материалов // Наукоёмкие технологии в машиностроении. -2016. - № 12(66). - С. 20-27.
9. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Инновационные технологии обработки полимерных композиционных материалов в машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2017. - № 8(74). - С. 36-42.
10. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В., Заостров-ский А.С. Особенности лезвийной обработки резанием заготовок из полимерных композиционных материалов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2018. -№ 2(80). - С. 40-48.
11. Experimental study towards determination of critical feed for minimization of delamination damage in drilling flax natural fiber composites / Aiman Akmal Abdul Nasir, Azwan Iskandar Azmi, Tan Chye Lih [et al.] // Procedia CIRP 8th CIRP conference on high-performance cutting (HPC 2018). - 2018. - Р. 191-194.
12. Dedicated drill design for the reduction in burr and delamination during the drilling of composite materials / N. Sugita, L. Shu, K. Kimura [et al.] // CIRP Ann Manuf Technol. - 2019. - Vol. 68. - P. 89-92.
13. Wet vs dry CFRP drilling: Comparison of cutting fluid delivery methods / Julian L. Merino-Perer [et al.] // Procedia CIRP 85 (2019) 2nd CIRP Conference on Composite Material Parts Manufacturing. - Elsevier, 2019. -P. 335-340.
14. Способы механической и электроэрозионной обработки полимерных композиционных материалов (обзор) / В.С. Дышенко, К.И. Донецкий, М.И. Минибаев, Т.Р. Абляз, Е.С. Шлыков, В.В. Ширяев // Труды ВИАМ. -2022. - № 3 (109). - С. 10. DOI: 10.18577/2307-60462022-0-3-102-120
15. Ярославцев В.М. Обработка резанием полимерных композиционных материалов: учеб. пособие. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - С. 32-58
16. Ярославцев В.М. Совершенствование метода резания с дополнительным технологическим покрытием для чистовой обработки волокнистых композитов // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2016. -№ 02. - С. 196-209. DOI: 10.7463/0216.0/833934
17. Дударев А. С. Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композици-
онных материалов: автореф. дис. ... канд. техн. наук. -2009 [Электронный ресурс]. - URL: https://www.disser-cat.com/content/povyshenie-effektivnosti-i-kachestva-obrabotki-otverstii-naosnove-stabilizatsii-protsessa-s (дата обращения: 27.10.2022).
18. Блотников И.С., Косенко Е.А. Способы и технологические особенности резки полимерных композиционных материалов(обзор) // Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях. - 2021. - С. 19-25.
19. Особенности механической обработки полимерных композиционных материалов / В.А. Вавилин, К. А. Пасечник, А. Ю. Пушкарев, Н. А. Амельченко // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2018. -Т. 1, № 14. - С. 12-14.
20. Козулько Н.В. Механизация абразивной обработки деталей из полимерных композиционных материалов // Вестник Донского государственного технического университета - 2018. - Т. 18, № 2. - С. 179-189.
21. Макаров В.Ф., Волковский А.А., Сабирзя-нов А. И. Повышение производительности и качества обработки композиционных материалов на основе выбора и рационального применения абразивного инструмента // Наукоемкие технологии в машиностроении. -
2020. - № 9. - С. 40-48.
22. Исследование параметров шероховатости поверхности при абразивной обработке деталей из полимерных композиционных материалов / М.А. Тамаркин, Э.Э. Тищенко, П.Д. Мотренко, А.Г. Коханюк // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации: материалы XIV всеросс. науч-тех. конф. - 2021. - Т. 2. -С. 198-202.
23. Volkovskiy A.A., Makarov V.F. The study of grinding polymer composite material // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). ICIE: International Conference on Industrial Engineering. - Челябинск, 2022. - Р. 548-555.
24. Volkovsky A., Makarov V. Chip formation processes based on orthogonal processing of polymer composite materials // Journal of Physics: Conference Series. Серия: Intelligent Information Technology and Mathematical Modeling
2021. - IITMM 2021. - Mathematical Modeling in the SocioEconomic and Informational Spheres, 2021. - Р. 042018.
25. Волковский А.А., Макаров В.Ф., Песин М.В. Исследование абразивной обработки композиционных материалов жесткими шлифовальными кругами // Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2021): материалы 5-й Всеросс. на-уч.практич. конф с межд. уч. - Пермь, 2021. - С. 52-57.
References
1. Toray Advanced Composites [Elektronnyi resurs]. Aerospace Advanced Composites Materials Selector Guide. URL: https://www.toraytac.com/markets/aerospace/ aerostructures (data avalable 11 January 2021).
2. Makarov V.F. Issledovanie problem mekhani-cheskoi obrabotki sovremennykh vysokoprochnykh kompo-zitsionnykh materialov, ispol'zuemykh dlia proizvodstva
detalei aviatsionnoi i raketno kosmicheskoi tekhniki [Study of problems of machining of modern high-strength composite materials used for the production of parts for aircraft and rocket and space technology]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta, 2015, vol. 17, no. 2, pp. 30-41.
3. Rubtsov S.M. Polimernye voloknistye kompozity v konstruktsii turboventiliatornogo aviatsionnogo dvigatelia PS-90A [Polymeric fiber composites in the construction of PS-90A turbofan aircraft engine]. Konversiia v mashinostroenii, 2007, no. 3, pp. 19-26.
4. Iaroslavtsev V.M. Novye tekhnologii povysheniia kachestva poverkhnostnogo sloia pri rezanii voloknistykh polimernykh kompozitsionnykh materialov [New technologies for improving the quality of the surface layer when cutting fibrous polymer composites]. Vestnik MGTU im. Baumana. Seriia: Mashinostroenie, 2017, no. 6, pp. 15-18.
5. Bondar' E.V, Markov V.A. Tochenie steklopla-stikov reztsami so smennymi mnogogrannymi plastinami [Turning fiberglass with interchangeable inserts]. Obrabotka metallov (Tekhnologiia, oborudovanie, instrumenty), 2009, no. 2, pp. 6-10.
6. Donetskii K.I., Dushin M.I., Mishchun M.I., Seva-st'ianov D.V. Nekotorye osobennosti primeneniia semipregov dlia vakuumnogo formirovaniia PKM (obzor) [Some peculiarities of semipregs application for vacuum forming of PCM (review)]. Trudy VIAM, 2017, no. 12(60), pp. 81-93.
7. Minibaev M.I., Raskutin A.E., Goncharov V.A. Osobennosti tekh nologii izgotovleniia obraztsov iz PKM na stankakh s ChPU (obzor) [Specific features of the technology for manufacturing samples from PCM on CNC machines (review)]. Trudy VIAM, 2019, no. 1 (73), pp. 105-114.
8. Makarov, V.F. Osobennosti diagnostiki pro-tsessa rezaniia pri sverlenii kompozitsionnykh materialov [Peculiarities of diagnostics of the cutting process when drilling composite materials]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii, 2016, no. 12(66), pp. 20-27.
9. Zubarev Iu.M., Priemyshev A.V. Innovatsion-nye tekhnologii obrabotki polimernykh kompozitsionnykh materialov v mashinostroenii [Innovative processing technologies of polymer composite materials in mechanical engineering]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii, 2017, no. 8(74), pp. 36-42.
10. Zubarev Iu.M., Priemyshev A.V., Zaostrov-skii A.S. Osobennosti lezviinoi obrabotki rezaniem zagotovok iz polimernykh kompozitsionnykh materialov [Peculiarities of blade cutting of workpieces made of polymer composites]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii, 2018, no. 2(80), pp. 40-48.
11. Aiman Akmal Abdul Nasir, Azwan Iskandar Azmi, Tan Chye Lih et al. Experimental study towards determination of critical feed for minimization of delamination damage in drilling flax natural fiber composites. Procedia CIRP 8th CIRP conference on high-performance cutting (HPC 2018), 2018, pp. 191-194.
12. Sugita N., Shu L., Kimura K. et al. Dedicated drill design for the reduction in burr and delamination during the drilling of composite materials. CIRP Ann Manuf Technol., 2019, vol. 68, pp. 89-92.
13. Julian L. Merino-Perer et al. Wet vs dry CFRP drilling: Comparison of cutting fluid delivery methods. Procedia CIRP 85 (2019) 2nd CIRP Conference on Composite Material Parts Manufacturing. Elsevier, 2019, pp. 335-340.
14. Dyshenko V.S., Donetskii K.I., Minibaev M.I., Abliaz T.R., Shlykov E.S., Shiriaev V.V. Sposoby mekhanicheskoi i elektroerozionnoi obrabotki polimernykh kompozitsionnykh materialov (obzor) [Methods of mechanical and electrical discharge machining of polymer composites (review)]. Trudy VIAM, 2022, no. 3 (109), pp. 10. DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-3-102-120
15. Iaroslavtsev V.M. Obrabotka rezaniem poli-mernykh kompozitsionnykh materialov: ucheb. Posobie [Machining of polymer composites]. Moscow: Izdatelstvo MGTU im. N.E. Baumana, 2012, pp. 32-58
16. Iaroslavtsev V.M. Sovershenstvovanie metoda rezaniia s dopolnitel'nym tekhnologicheskim pokrytiem dlia chistovoi obrabotki voloknistykh kompozitov [Improvement of cutting method with additional technological coating for finishing of fibrous composites]. Nauka i Obrazovanie. MGTU im. N.E. Baumana, 2016, no. 02, pp. 196-209. DOI: 10.7463/0216.0/833934
17. Dudarev A.S. Povyshenie effektivnosti i kachestva obrabotki otverstii na osnove stabilizatsii protsessa sverleniia izdelii iz polimernykh kompozitsi-onnykh materialov [Improving the efficiency and quality of hole machining based on the stabilization of the drilling process of products made of polymer composites]. PhD. Theses. 2009 [Elektronnyi resurs]. URL: https://www.disser-cat.com/content/povyshenie-effek-tivnosti-i-kachestva-obrabotki-otverstii-naosnove-stabilizatsii-protsessa-s (data avalable 27. October 2022).
18. Blotnikov I.S., Kosenko E.A. Sposoby i tekhnologicheskie osobennosti rezki polimernykh kompo-zitsionnykh materialov (obzor) [Methods and technological features of cutting polymer composites (review)]. Energoresursosberega-iushchie tekhnologii i oborudovanie v dorozhnoi i stroitel'noi otrasliakh, 2021, pp. 19-25.
19. Vavilin V.A., Pasechnik K.A., Pushkarev A.Iu., Amel'chenko N.A. Osobennosti mekhanicheskoi obrabotki poli-mernykh kompozitsionnykh materialov [Peculiarities of mechanical processing of polymer composites]. Aktual'nye problemy aviatsii i kosmonavtiki, 2018, vol. 1, no. 14, pp. 12-14.
20. Kozul'ko N.V. Mekhanizatsiia abrazivnoi ob-rabotki detalei iz polimernykh kompozitsionnykh mate-rialov [Mechanization of abrasive machining of parts from polymer composites]. Vestnik Donskogo gosudarstvennogo tekhniche-skogo universiteta, 2018, vol. 18, no. 2, pp. 179-189.
21. Makarov V.F., Volkovskii A.A., Sabirzia-nov A.I. Povyshenie proizvoditel'nosti i kachestva obrabotki kompozitsionnykh materialov na osnove vybora i ratsional'nogo primeneniia abrazivnogo instrumenta [Improvement of productivity and quality of machining of composite materials on the basis of selection and rational application of abrasive tools]. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii, 2020, no. 9, pp. 40-48.
22. Tamarkin M.A., Tishchenko E.E., Motrenko P.D., Kokhaniuk A.G. Issledovanie parametrov sherokhovatosti po-
verkhnosti pii abrazivnoi obrabotke detalei iz poli-mernykh kompozitsionnykh materialov [Study of surface roughness parameters during abrasive machining of parts made of polymer composites]. Aerokosmicheskaia tekhnika, vysokie tekhnologii i innovatsii: materialy XIV vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, 2021, vol. 2, pp. 198-202.
23. Volkovskiy A.A., Makarov V.F. The study of grinding polymer composite material. Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). ICIE: International Conference on Industrial Engineering, Cheliabinsk, 2022, pp. 548-555.
24. Volkovsky A., Makarov V. Chip formation processes based on orthogonal processing of polymer composite materials. Journal of Physics: Conference Series. Seriia: Intelligent Information Technology and Mathematical Modeling 2021. IITMM 2021. Mathematical Modeling in the Socio-Economic and Informational Spheres, 2021, pp. 042018.
25. Volkovskii A.A., Makarov V.F., Pesin M.V. Issledovanie abrazivnoi obrabotki kompozitsionnykh materialov zhestkimi shlifoval'nymi krugami [Study of abrasive machining of composite materials with hard grinding wheels]. Innovatsionnye tekhnologii v materialovedenii i mashinostroenii (ITMM-2021): materialy 5-i Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Perm', 2021, pp. 52-57.
Поступила: 17.01.2023
Одобрена: 09.02.2023
Принята к публикации: 15.02.2023
Об авторах
Волковский Артем Александрович (Лысьва, Россия) - аспирант, старший преподаватель кафедры технических дисциплин ЛФ Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 618900, г. Лысьва, ул. Ленина 2, e-mail: [email protected]).
Макаров Владимир Федорович (Пермь, Россия) - доктор технических наук, доцент, профессор, профессор кафедры инновационные технологии машиностроения Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр. 29, e-mail: [email protected]).
About the authors
Artem A. Volkovsky (Lysva, Russian Federation) -postgraduate student, senior lecturer of the Department of Technical Disciplines of the PNRPU LF (2, Lenin str., Lysva, 618900, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Vladimir F. Makarov (Perm, Russian Federation) -Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor, Professor of the Department of Innovative Engineering Technologies of PNRPU (29, Komsomolsky ave., Perm, 614990, Russian Federation, e-mail: [email protected]).
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
