Пример оформления статьи




Скачать 71.49 Kb.
НазваниеПример оформления статьи
Дата публикации18.05.2013
Размер71.49 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Экономика > Документы



ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ СТАТЬИ

УДК 629.735
Ю.А. ВОРОБЬЕВ, А.И. НИКОЛЕНКО, А.Ю. ВОРОБЬЕВ
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»
АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СВЕРЛЕНИЮ СМЕШАННЫХ ПАКЕТОВ
ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Приведен аналитический обзор экспериментальных исследований по сверлению пакетов «углепластик/титановый сплав» (КМУ/Ti) с использованием инструмента стандартной геометрии из различных режущих материалов. Использовались следующие материалы сверл: быстрорежущая сталь (HSS), быстрорежущий кобальт (HSS-Со) и карбид (твердосплавный материал). Отмечено, что на границе раздела КМУ/Ti высокие температуры вызывают повреждение композита в области отверстия. Различные механические и тепловые свойства материалов пакета влияют на стойкость инструмента и качество отверстий, независимо от материала режущего инструмента. Меньшая стойкость инструмента характерна для высоких шпиндельных скоростей и малых подач. Отмечено, что карбидные сверла имеют более высокую стойкость, минимальные поверхностные повреждения и вызывают меньшие повреждения пакета вследствие высоких температур.
Ключевые слова: углепластик, сверление, износ инструмента, повреждение от высокой температуры, шероховатость, заусенцы.


Введение
К началу второго тысячелетия применение полимерных композиционных материалов (ПКМ) и металлических слоистых композиционных материалов (МКМ) в различных отраслях промышленности достигло значительных масштабов. Часто композиты используются в соединении с другими материалами для формирования гибридной структуры, характеризующейся по сравнению с металлом повышенной прочностью при минимальном весе.

В аэрокосмической отрасли давно наметились тенденции к увеличению объема использования композитов и титановых сплавов ввиду их высоких механических характеристик, которые могут быть гарантированы при высоких нагрузках, имеющих место при эксплуатации военных и гражданских самолетов. В настоящее время соединение болтами и клепка остаются основными методами для сборки композитных обшивок с металлическим или композитным каркасом. При этом очень важным фактором, влияющим на ресурс соединения, является качество выполнения отверстий под крепежные элементы [1]. Чтобы минимизировать погрешности установки, композитные панели и элементы каркаса, как правило, сверлят совместно в пакете [2]. Однако, сверление смешанных пакетов, например….



В статье представлен анализ проблемы механического сверления смешанных пакетов КМУ/Ti, описаны получаемые параметры качества отверстия (чистота поверхности и повреждения).

^ 1. Экспериментальная часть
В экспериментах использовался ПКМ висмаилемид графита, разработанный компанией Boeing, состоящий из волокон графита IM-6 и термореактивной матрицы 3501-6 с ориентацией слоев [45/90/-45/0/45/0/-45/90/-45/0/45/90/-45/90/90]s,. Толщина КМУ составляла 7,62 мм (толщина монослоя 0,2 мм), листов сплава Ti6Al4V – 3,1 мм. [11]

Базируясь на результатах поисковых экспериментов, сверление пакета КМУ/Ti осуществляли со стороны углепластика. Такое направление сверления приводит к наименьшему расслаиванию на выходе сверла из КМУ. Эксперименты по сверлению выполнялись на модифицированном вертикально-фрезерном станке с ЧПУ и редуктором с применением СОЖ. Двигатель станка обеспечивал пять значений скорости вращения шпинделя – 325, 660, 1115, 1750 и 2750 об/мин. Были использованы три типа материалов для рабочей части сверл: быстрорежущая сталь (HSS), быстрорежущий кобальт (HSS-Co) и карбид (твердосплавный материал). Выбранные типы сверл и материалы их рабочей части охватывают весь диапазон уровней используемой геометрии и твердости.

Эксперименты были направлены на исследование влияния режущих материалов, параметров технологического процесса (подачи и скорости вращения шпинделя) на износ инструмента и качество отверстий. Износ инструмента измерялся на передней и задней поверхности сверла с помощью оптического микроскопа.

Качество отверстия в Ti-сплаве и КМУ оценивалось по критериям целостности материала, шероховатости и заусенцев. Для определения качества просверленного отверстия использовались методы микроскопии: сканирующий электронный микроскоп использовался для исследования отдельных фрагментов поверхности отверстия, а также для изучения развития дефектов в каждом из слоев.
^ 2. Анализ полученных результатов
На рис. 1 показаны образцы КМУ/Ti, просверленные со стороны углепластика с использованием HSS-Со сверла (подача 0,13 мм/об, частота вращения 660 об/мин). Следует обратить внимание, что размеры заусенца увеличиваются с каждым последующим просверленным отверстием. …



Влияние материала сверл на износ инструмента, повреждение КМУ, размеры заусенцев в Ti и шероховатость поверхности отверстия будут проанализированы далее.

^ 2.1. Изготовление отверстия и износ инструмента
На рис. 2 показаны микрофотографии, изображающие износ сверл. У HSS сверл (рис. 2, б) наблюдался наибольший износ после наименьшего количества просверленных отверстий. У HSS-Со и HSS сверл (соответственно рис. 2, в и б) наблюдался боковой и канавочный износ. Незначительный боковой износ начинал формироваться на карбидном сверле (рис. 2, а). Для всех сверл наименьший износ наблюдался в угле при вершине. Также был обнаружен чрезвычайно сильный износ инструмента на винтовых режущих кромках HSS и HSS-Со сверл. При использовании HSS и HSS-Со сверл оказались поврежденными большинство отверстий в отличии от сверления карбидными сверлами.

Стойкость инструмента определялась с помощью системы ЧПУ (при достижении максимальной осевой силы ~3700 Н сверло считалось изношенным) или визуально, замечая износ лезвия и дым.




а б в

Рис. 2. Микрофотографии износа:

a – карбидного; б – HSS; в – HSS-Co сверл


^ 2.2. Качество поверхности
Чистота поверхности в пакете КМУ/Ti зависит от шпиндельной скорости и подачи. Поверхность отверстия в пластине из Ti сплава была более гладкой по сравнению с поверхностью в композите. Установлен факт, что использование HSS и HSS-Со сверл при малых подачах приводит к более высоким значениям в Ti сплаве, в то время как для карбидных сверл этого не наблюдается. Этому существует одно объяснение – при низкой подаче температура HSS и HSS-Co сверл повышается несущественно, однако при проходе через КМУ происходит сильный износ инструмента. В свою очередь изношенное сверло в Ti пластине с его высокой температурой делает шероховатость поверхности отверстия более высокой.

При слишком высокой подаче увеличивается шероховатость отверстия в композите, так как сверло имеет тенденцию тянуть волокна вместо того, чтобы их резать (происходит разрыв волокон). При высоких шпиндельных скоростях от высоких температур (приблизительно 270°C)в зоне резания происходит разрушение матрицы. Вначале разрыхляется граничный слой «матрица–волокно», что заканчивается серьезным повреждением композита. Также имеет место расплавление, которое приводит к уменьшению шероховатости. Однако, если волокна вытянуты из матрицы, то это вызывает повреждения, увеличивая тем самым шероховатость.

Заключение
Экспериментальное изучение сверления отверстий в пакетах КМУ/Ti проводилось с использованием сверл, изготовленных из различных материалов, параметры технологического процесса также варьировались. Самая существенная проблема, которая возникла при сверлении образцов – низкая теплопроводность Ti сплава, вызывающая усиленное выделение тепла в зоне сверления и увеличение температуры инструмента.



Рекомендуется для сверления пакетов КМУ/Ti использовать карбидные сверла при частоте вращения 660 об/мин и подаче 0,08 мм/об.
Литература
1. Abrate S. Machining of composite materials in composites engineering handbook / S. Abrate. – New York: Marcel Dekker, 1999. – P. 777-810.

2. Hung N.P. Machining of metal matrix composites in machining of ceramics and composites / N.P. Hung, N.L. Loh, V.C. Venkatesh. – New York: Marcel Dekker, 1999. – P. 295-356.

3. Крымов В.В. Производство лопаток газотурбинных двигателей / В.В. Крымов, Ю.С. Елисеев, К.И. Зудин; под ред. В.В. Крымова. – М.: Машиностроение: Машиностроение-Полет, 2002. – 376 с.

...

11. Ramulu M. A study on the drilling of composite and titanium stacks / M. Ramulu, T. Branson, D. Kim // Composites Structures. – 2001. – Vol. 54. – P. 67-77.


Поступила в редакцию 12.02.2008
Рецензент: д-р техн. наук, проф., проф. кафедры Ф.В. Новиков, Харьковский национальный экономический университет, Харьков.
^ АНАЛІЗ ДОСЛІДЖЕНЬ ПО СВЕРДЛІННЮ ЗМІШАНИХ ПАКЕТІВ З КОМПОЗИЦІЙНИХ
МАТЕРІАЛІВ І ТИТАНОВИХ СПЛАВІВ


Ю.А. Воробйов, О.І. Ніколенко, О.Ю. Воробйов

Наведено аналітичний огляд експериментальних досліджень по свердлінню пакетів «вуглепластик/титановий сплав» (КМВ/Ti) з використанням інструмента стандартної геометрії з різних ріжучих матеріалів. Використовувалися наступні матеріали свердел: швидкорізальна сталь (HSS), швидкорізальний кобальт ( HSS-Со) і карбід (твердосплавний матеріал). Відзначено, що на межі розділу КМВ/Ti високі температури викликають пошкодження композита в області отвору. Різні механічні й теплові властивості матеріалів пакета впливають на стійкість інструмента і якість отворів, незалежно від матеріалу різального інструменту. Менша стійкість інструмента характерна для високих шпиндельних швидкостей і малих подач. Відзначено, що карбідні свердла мають більш високу стійкість, мінімальні поверхневі пошкодження й викликають менші пошкодження пакета внаслідок високих температур.

Ключові слова: вуглепластик, сверління, зношення інструменти, пошкодження від високої температури, шорсткість, заусениця.
^ ANALYSIS OF RESEARCHES ON DRILLING THE MIXED STACKS FROM COMPOSITE
AND TITANIUM ALLOYS


J.A. Vorobyov, A.I. Nikolenko, A.J. Vorobyov

The state-of-the-art review of experimental researches on drilling graphite/bismaleimide (Gr/Bi) titanium (Ti) stacks with use of the tool of standard geometry from various cutting materials is resulted. Were used following materials of drills: high-speed steel (HSS), high-speed cobalt (HSS-Co) and carbide. It is marked, that at the interface Gr/Bi–Ti high temperatures cause damage of a composite in the field of an the hole region. Dissimilar mechanical and thermal properties of materials of stacks affected on the tool life and quality of hole, independence from material of the cutting tool. Smaller tool life is characteristic for high spindle speeds and small feed. It is marked, that carbide drills have higher tool life, the minimal surface damages and cause smaller damages of a stacks over high temperatures.

^ Key words: carbon, drilling, tool wear, high temperature damage, roughness, burr.
Воробьев Юрий Анатольевич – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры технологии производства летательных аппаратов Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Харьков, Украина, e-mail: Yuriy.Vorobyov@k104.khai.edu.

Николенко Александр Иванович – заведующий лабораторией учебно-научного центра информационных технологий Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Харьков, Украина, e-mail: alex@khai.edu.

Воробьев Александр Юрьевич – студент 3 курса факультета ракетно-космической техники Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Харьков, Украина.

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:

Пример оформления статьи iconПриказ по личному составу: понятие, содержание, правила оформления,...
Стандарт на организационно-распорядительные документы (гост р. 30-2003): состав, расположение и правила оформления реквизита резолюция....

Пример оформления статьи iconСтатья 14, Пункт 1 части 9 статьи 15, часть 6 статьи 20, часть 6...
Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 21 ноября 2011 г. N 1377

Пример оформления статьи iconПравила оформления статьи для сборника “вісник кпі” Текст аннотации...
Текст статьи должен быть набран в редакторе ms word 97-2003 (и выше) шрифтом Times New Roman, 12 pt с интервалом 1, абзацный отступ...

Пример оформления статьи iconПримеры оформления ссылок и пристатейных списков литературы Статьи из журналов и сборников
Адорно Т. В. К логике социальных наук // Вопр философии. — 1992. — №10. — С. 76-86

Пример оформления статьи iconПриложение а пример статьи №1
Сегодня красно-желтая ракушка является не только фирменной эмблемой компании Shell, зарегистрированной как товарный знак в более...

Пример оформления статьи iconНа процедуру оформления конкурентного листа
Положение «О процедуре оформления конкурентного листа при осуществлении закупок сырья, материалов и иных товаров ОАО «бзмп» за счёт...

Пример оформления статьи iconЗаграничный паспорт с электронным носителем информации (биометрический)...
Список документов для оформления загранпаспорта нового образца несовершеннолетним гражданам (до 18 лет)

Пример оформления статьи iconСловарной статьи сэд
Предложите транслитерированный (машинный) вариант заголовка словарной статьи. Это название будет отображаться в системе файлов словаря....

Пример оформления статьи iconКонтрольная работа предполагает написание студентами научной статьи...
Целью работы является овладение навыками написания и оформления научных работ, постановки целей и задач исследования, выделения предмета...

Пример оформления статьи iconО выдаче градостроительных условий
Рассмотрев представленные документы, руководствуясь частью 2 статьи 26 и частью 3 статьи 29 Закона Украины «О регулировании градостроительной...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница