Вплив шламо- та пилоутворення при обробці карбон-карбонових композитів на процес абразивного мікрорізання
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203279Ключові слова:
абразивне різання, свердлування, частота коливань, алмазне зерно, вуглецевмісний композиційний матеріал, шлам, пилАнотація
Представлені результати теоретико-експериментальних досліджень, направлених на установлення особливостей мікрорізання абразивними зернами, що характеризується активним виділенням шламу та пилових частинок. Частинки шламу частково видаляються із зони взаємодії, а частково змінюють поверхні інструменту та оброблюваної заготовки із вуглецевих композиційних матеріалів, зокрема, вуглець-вуглецевої та вуглець-полімерної груп.
Володіючи комплексом унікальних фізико-механічних властивостей, останні знаходять застосування у високотехнологічному виробництві, водночас композити все ще залишаються важкооброблюваними матеріалами. Максимально проблеми виявляються при виконанні різних отворів, уступів, при вирізці вікон, обробленні крайок.
Дослідженням показано, що явище пило- та шламоутворення при абразивній обробці вуглецевих порожнистих композитів та пластиків уявляється наслідком ковзного руйнування та циклічного роззміцнення поверхневого порожнистого шару, який виявляє квазікрихкі властивості під дією швидкорухомих мікроінденторів. При цьому виявлена обумовленість середніх розмірів частинок шламу нормальними напруженнями в зоні різання та величиною виступання алмазних зерен над різальною поверхнею інструмента.
Оскільки встановлено, що частинки, які утворюються при різанні, лише частково видаляються за межі зони різання, і обсяг видалення зменшується зі зростанням часу обробки, зроблено висновок про причину зміни стану поверхні інструменту. Залишений шлам і бруд змінює топографію поверхні, внаслідок чого температура в зоні різання підвищується до критичних величин.
Показано, що використання інструментів із циклічною подачею дозволяє частково поліпшити умови обробки матеріалу, що є актуальним для реалізації процесів кільцевого алмазного свердлування, обробки алмазним полотном. Доведено, що зміна ділянок алмазоносного шару зменшує явище налипання частинок бруду на поверхню робочого інструменту. Таким чином, інструмент довше залишається без забруднень і процес оброблення здійснюється ефективніше
Посилання
- Sheikh-Ahmad, J. Y., Davim, J. P. (2012). Cutting and Machining of Polymer Composites. Wiley Encyclopedia of Composites, 2, 648–658. doi: https://doi.org/10.1002/9781118097298.weoc061
- Bayraktar, S., Turgut, Y. (2016). Investigation of the cutting forces and surface roughness in milling carbon-fiber-reinforced polymer composite material. Materiali in Tehnologije, 50 (4), 591–600. doi: https://doi.org/10.17222/mit.2015.199
- Wang, H., Sun, J., Li, J., Lu, L., Li, N. (2015). Evaluation of cutting force and cutting temperature in milling carbon fiber-reinforced polymer composites. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 82 (9-12), 1517–1525. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-015-7479-2
- Venkatesh, B., Singh Sikarwar, R. (2018). Drilling of Carbon Fibre Reinforced Polymer Materials - A Review. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 8 (2), 157–166. doi: https://doi.org/10.24247/ijmperdapr201817
- Geier, N., Davim, J. P., Szalay, T. (2019). Advanced cutting tools and technologies for drilling carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites: A review. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 125, 105552. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.105552
- Melentiev, R., Priarone, P. C., Robiglio, M., Settineri, L. (2016). Effects of Tool Geometry and Process Parameters on Delamination in CFRP Drilling: An Overview. Procedia CIRP, 45, 31–34. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.02.255
- Pinho, L., Carou, D., Davim, J. (2015). Comparative study of the performance of diamond-coated drills on the delamination in drilling of carbon fiber reinforced plastics: Assessing the influence of the temperature of the drill. Journal of Composite Materials, 50 (2), 179–189. doi: https://doi.org/10.1177/0021998315571973
- Ma, F. J., Zhu, X. L., Kang, R. K., Dong, Z. G., Zou, S. Q. (2013). Study on the Subsurface Damages of Glass Fiber Reinforced Composites. Advanced Materials Research, 797, 691–695. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.797.691
- Bonnet, C., Poulachon, G., Rech, J., Girard, Y., Costes, J. P. (2015). CFRP drilling: Fundamental study of local feed force and consequences on hole exit damage. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 94, 57–64. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2015.04.006
- Kirichenko, A., Al Ibrahim, M., Schetinin, V., Chencheva, O. (2018). Improving the quality of abrasive cutting carbon-carbon composites through rational conditions of dynamic contact. Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 5 (112), 94–102. doi: https://doi.org/10.30929/1995-0519.2018.5.94-102
- Al-wandi Sinan, Ding, S., Mo, J. (2017). An approach to evaluate delamination factor when drilling carbon fiber-reinforced plastics using different drill geometries: experiment and finite element study. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 93 (9-12), 4043–4061. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-017-0880-2
- Tsao, C. C., Hocheng, H., Chen, Y. C. (2012). Delamination reduction in drilling composite materials by active backup force. CIRP Annals, 61 (1), 91–94. doi: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2012.03.036
- Chenchevaya, O., Salenko, A. (2014). About expedience the use of compounds of rotating electrical machines in the power head of new technological equipment. Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 4 (87), 111–118. Available at: http://visnikkrnu.kdu.edu.ua/statti/2014_4_111.pdf
- Salenko, A., Chencheva, O., Lashko, E., Shchetynin, V., Klimenko, S., Samusenko, A. et. al. (2018). Forming a defective surface layer when cutting parts made from carbon-carbon and carbon-polymeric composites. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (94)), 61–72. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139556
- Kuznietsov, V., Shinkarenko, V. (2011). The genetic approach is the key to innovative synthesis of complicated technical systems. Journal of the Technical University at Plovdiv, Bulgaria Fundamental Sciences and Applications, 16, 15–33. Available at: http://www.tu-plovdiv.bg/Container/journal/journal_V16_book2.pdf
- Salenko, A., Chencheva, O., Lashko, E., Shchetynin, V., Klimenko, S., Samusenko, A. et. al. (2018). Forming a defective surface layer when cutting parts made from carbon-carbon and carbon-polymeric composites. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (94)), 61–72. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139556
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Alexandr Salenko, Olga Chencheva, Valentyna Glukhova, Viktor Shchetynin, Mohamed R. F. Budar, Sergey Klimenko, Evgeny Lashko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
