文章基本信息

标题：Cutting carbon-carbon composites by the diamond drills variable cyclic feed
本地全文：下载
作者：Oleksandr Salenko ; Olga Chencheva ; Viktor Shchetynin 等
期刊名称：Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kiïvsʹkij Polìtehničnij Institut. Serìâ Mašinobuduvannâ
印刷版ISSN：2305-9001
出版年度：2019
卷号：87
期号：3
页码：47-60
DOI：10.20535/2521-1943.2019.87.188721
出版社：Natsional'nyi Tekhnichnyi Universytet Ukrainy "Kyivs'kyi Politekhnichnyi Instytut imeni Ihorya Sikors'koho",National Technical University of Ukraine "Ihor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
摘要：Аннотация. В статье представлено оригинальное решение актуальной проблемы повышения эффективности сверления композиционных материалов углеродной группы алмазными сверлами за счет использования динамической рабочей подачи. Показано, что приложение циклической низкочастотной нагрузки к алмазному сверлу позволяет повысить эффективность и качество обработки, не разрушая композит. Для решения задач определения рациоанльной динамической нагрузки сверла при выполнении операции использовался подход микро- и макроанализа поведения обрабатываемого материала. Сам материал представляли неоднородной конечной средой, свойства которой описаны с применением понятия начального структурного элемента материала. На основе анализа поведения начального структурного элемента было оценено напряженное состояние зоны резания в углеродных композиционных материалах, при этом показано, что их обработка с помощью алмазных кольцевых сверл является действенной и эффективной. Построение моделей на основе начального структурного элемента и установление закономерностей развития трещин в неоднородной среде позволила получить выражение для оценки размеров образующихся в процессе обработки частиц шлама и установить рациональные условия обработки. Применение изменяемого циклического нагружения позволяет значительно уменьшить толщину разрушающего слоя, формируемого самим свердом, а также уменьшить силу резания, особенно при длительной работе. Поскольку пыле- и шламообразование играют важную роль при сверлении, дальнейшие исследования должны быть направлены на установление рациональных параметров рабочего слоя инструмента, наличия на нем плостей для удаления микрошлама и пыли из зоны обработки.↓Аннотация. У статті представлено оригінальне вирішення актуальної проблеми підвищення ефективності свердління композиційних матеріалів вуглецевої групи алмазними свердлами за рахунок використання динамічної робочої подачі. Показано, що накладання циклічного низькочастотного навантаження алмазного свердла дозволяє підвищити ефективність і якість обробки, без деструкції та руйнування композиту. На основі аналізу поведінки початкового структурного елементу було оцінено напружений стан зони різання у вуглецевих композиційних матеріалах, при цьому показано, що їх обробка за допомогою алмазних кільцевих свердел є дієвою і ефективною. Застосування змінного циклічного навантаження дозволяє значно зменшити товщину еструктованого шару, який формується самим свердлом, а також зменшити силу різання, особливо при тривалій роботі. Оскільки пило- та шламоутворення грають важливу роль під час свердління, подальші дослідження повинні бути спрямовані на встановлення раціональних параметрів робочого шару інструменту, наявності на ньому порожнин для видалення мікрошламу і пилу за зону обробки..
其他摘要：Purpose. The article presents an original solution to the actuality problem of increasing the efficiency of drilling composite materials of the carbon group with diamond drills through the use of a dynamic working feed. It is shown that the application of a cyclic low-frequency load to a diamond drill makes it possible to increase the efficiency and quality of processing without destroying the composite. Methodology . To solve the problems of determining the rational dynamic load of the drill during the operation, the approach of micro- and macroanalysis of the behavior of the processed material was used. The material itself was represented by an inhomogeneous finite medium, the properties of which are described using the concept of the initial structural element of the material. Results. Based on the analysis of the behavior of the primary structural element, the stress state of the cutting zone in carbon composite materials was estimated, and it was shown that their processing using diamond ring drills is effective and efficient. Originality. The construction of models based on the primary structural element and the establishment of patterns of crack development in an inhomogeneous medium allowed us to obtain an expression for estimating the sizes of sludge particles formed during processing and determined rational processing conditions. Practical value . The use of variable cyclic loading can significantly reduce the thickness of the destructive layer formed by the drill, as well as reduce the cutting force, especially during prolonged use. Since dust and sludge formation play an important role in drilling, further research should be aimed at establishing rational parameters of the working layer of the tool, the presence of cavities on it to remove microsludge and dust from the treatment zone.
关键词：углеродные композиты;сверление;резка;алмазный инструмент;вуглецеві композити;свердлування;різання;алмазний інструмент
其他关键词：carbon composites;drilling; cutting;diamond tools