Обеспечение качества отверстий при сверлении в деталях из углепластика.

Реферат 3
Введение 4
Глава 1 Анализ исследований в области механической обработки углепластика 7
1.1 Полимерные композиционные материалы 7
1.2 Углепластики 11
1.3 Особенности механической обработки углепластика 18
1.4 Отклонение от формы 25
1.5 Моделирование процесса сверления углепластика 31
1.6 Выводы по главе 31
Глава 2 Методика исследования 33
2.1 Оснащение эксперимента 33
2.2 Методика эксперимента 45
2.3 Выводы по главе 47
Глава 3 Экспериментальное исследование 48
3.1 Влияние режимов резания на отклонение от формы 48
3.2 Таблицы исходных данных 48
3.3 Процесс исследования 49
3.4 Результаты (фактические) 51
3.5 Анализ результатов 53
3.6 Выводы по главе 58
Глава 4 Практическое применение результатов 59
4.1 Пример (деталь, чертеж, технические требования) 59
4.2 Выбор режимов резания 60
4.3 Разработка технологической операции, заполнение технической документации 60
4.4 Выводы по главе 61
Заключение 62
Список использованных источников 63
Приложения

Весь текст будет доступен после покупки

С каждым годом углепластики находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Самая распространенная область применения углепластиков – создание крупногабаритных элементов конструкций, в авиа- и космической технике. Кроме этого, углепластики применяются в автомобильной промышленности, в судостроении, в сельхозмашинах, в станкостроении, для изготовления реакторов, в химическом машиностроении, в нейтронном оборудовании, в качестве нагревательных элементов, в криогенной технике, в электротехнической промышленности.
Основные дефекты, возникающие при обработке ПКМ, определяются их физико-механическими свойствами - низкой адгезионной связью матрицы с диспергированным веществом, ярко выраженной анизотропией свойств материала.
Углепластик (международное название карбон, carbon — углерод) полимерный многослойный композитный материал (композит). Переплетенные нити углеродного волокна (нити от 5 до 10 мкм), расположены в матрице из полимерных смол (как правило, эпоксидных).
Отметим, что для данного материала характерна большая степень усталостной прочности, низкая ползучесть, достаточная стойкость к радиации и небольшой коэффициент теплового расширения. А еще углепластик отличается превосходной технологичностью, следует, что из него можно сделать детали с применением стандартного оснащения.
Качество поверхности играет исключительно важную роль в обеспечении высоких эксплуатационных показателей изделий. Внешним воздействиям, в первую очередь, подвергаются поверхности изделий, при этом износ трущихся поверхностей, зарождение трещин и другие процессы протекают на поверхности изделия и в некотором прилегающем слое. Качество поверхности - это совокупность всех служебных свойств поверхностного слоя материала.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Полимерные композиционные материалы
Композиционные материалы – сокращённо компози?т — многокомпонентный материал, изготовленный (человеком или природой) из двух или более компонентов с существенно различными физическими и/или химическими свойствами, которые, в сочетании, приводят к появлению нового материала с характеристиками, отличными от характеристик отдельных компонентов и не являющимися простой их суперпозицией.

Рисунок 1.1 – Классификация композиционных материалов
Полимерные композиты – общее название двух- либо многокомпонентных материалов на основе макромолекулярного соединения (пластика), которое армируется различными наполнителями. [35] Функции связующего вещества выполняет включаемая в состав композита матрица, а необходимые физические параметры в свою очередь обеспечиваются добавками. В сравнении с традиционными материалами полимерные композиционные материалы во много имеют преимущества, к примеру, ПКМ значительно легче аналогов, не говоря уже о том, что композиты не уступают практически по всем остальным параметрам. Именно это обеспечивает полимерным композиционным материалам широкое применение: от декоративных поделок и мелких бытовых деталей до более важных и значительных деталей и изделий авиационной и космической отраслей. [7]

Рисунок 1.2 – Общий вид ПКМ
Большое количество различных новых производных материалов можно получить при помощи различной вариации процентного содержания веществ, то есть изменяя состав, при этом материалы приобретают разные характеристики жесткости, теплопроводности, прочности, химической, температурной стойкости, электроизоляции.
Плотность полимерных композитных материалов имеет широкий диапазон варьирования значений начиная от 400 и до 2800 кг/м3. Значение среднего показателя примерно в 5-6 раз меньше, чем у наиболее используемых в производстве металлов (черных и цветных), оно составляет 1400 кг/м3. Для сравнения, плотность меди – 8900 кг/м3, железа – 7800. Уступает этому параметру практически в 2 раза даже аллюминий с плотностью 2700 кг/м3.
Предел прочности композитов изменяется в диапазоне от 70 до 1800 Мпа, для сравнения этот показатель у углеродистых сталей равен 240 Мпа, а у алюминиевых сплавов равен 50-440 МПа, также они обладают другими отличными физико-механическими свойствами, при этом имея небольшую массу. Самым прочным из полимерных композиционных материалов соединением является углепластик. [35]
Некоторые композиты с наполнителем из стекловолокна и базальтового волокна являются превосходными диэлектриками. Углепластики также можно использовать в качестве проводников а электротехнике так как их удельное сопротивление невелико.
Как уже было сказано раньше, изменяя состав композитов, можно получать материалы с различными необходимыми характристиками, например некоторые соединения могут противостоять 24-процентному раствору серной кислоты при температуре до 80 °с, а базальтовые пластики и стеклопластики не разрушаются в электролитах. Такая особенность ПКМ позволяет подбирать материал с необходимой стойкостью к определенной химической среде.
Если рассматривать такой параметр как теплопроводность, то для стеклопластика например этот параметр составляет 0,75 Вт/м °с, коэффициент теплопроводности железа 64 Вт/м °с, алюминиевых сплавов 150-200 Вт/м °с. Из этой информации можно сделать вывод что полимерные композиционные материалы относятся к материалам с низким коэффициентом теплопроводности. [35]
Классификация полимерных композитных материалов производится по наполнителю и матрице.
Матрицы, которые используются в полимерах, имеют огромный номенклатурный ряд, однако условно можно разделить их на две группы, которые и являются основной классификацией.
Виды матриц для ПКМ:
- термореактивные ПКМ (реактопласты);
- термопластичные ПКМ (термопласты).
К термореактивным относятся низкомолекулярные олигомеры: фенолоальдегидные, полиэфирные, эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные смолы, бисмалеинимиды, смеси имидообразующих мономеров. Такая матрица сохраняется в жидком состоянии при комнатной температуре. Матрицы, называемые реактопласты обладают низкой вязкостью лучшей прочностью, пропитывающей способностью, термостойкостью, адгезией. Помимо преимуществ важно учесть и имеющиеся недостатки, к ним относится:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Митясов Л.В., Особенности обработки углепластика. Главный механик №6 2018. 2018;6
2. Ярославцев В.М. Высокоэффективные технологии обработки изделий из композиционных материалов. Наука и образование: Электронное научное издание. Из-во ФГБОУ ВПО “МГТУ им Н.Э. Баумана”. №1 2017- Москва.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
5. Степанов А.А. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. – Л.: Машиностроение, 1987.- 176 с.
6. Технологии производства изделий и интегрированных конструкций из композиционных материалов в машиностроении / Научный редактор А. Г. Братухин, А.С. Боголюбов, О.С. Сироткин. -М.: Готика, 2003 – 516 с.
7. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие. 3-е испр. изд. / под ред. А.А. Берлина. СПб.: ЦОП “Профессия”, 2011. 560 с.
8. Макаров В.Ф., Мешкас А. Е., Ширинкин В.В. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно – космической техники // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение. 2015. Т. 17, №2. С. 30-41.

Весь текст будет доступен после покупки