Технологические методы изготовления и выбора режущего инструмента для фрезерования композиционных материалов на полимерной основе

Abstract

Обработка резанием композиционных неметаллических материалов обладает рядом особенностей, отличающих ее от аналогичной обработки металлов, возрастают требования к износостойкости и качеству режущего инструмента. Применяемые в настоящее время инструменты и режимы обработки очень часто не позволяют обеспечить требуемого качества изделий. Для решения этих проблем нами разработан комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности применения режущих инструментов для обработки композиционных материалов. Разработана методика моделирования сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов, позволившая математически описать конструктивные и геометрические особенности, определить характер структурных связей в системе инструмента. Предложена методика многокритериального сравнительного анализа конструктивных решений инструмента для выбора рациональной конструкции при варьируемых условиях сопоставимости. Создан программный комплекс формирования базы данных сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных неметаллических материалов и выбора рациональной конструкции в одном программном приложении. Спроектированы новые конструкции сборного фрезерного инструмента, увеличивающие его технологические возможности, снижающие расход инструментальных материалов, простои, связанные с переналадкой инструмента и его заменой при потере режущей способности и отличающиеся повышенной точностью и надежностью при обработке композиционных материалов. Разработана физико-математическая модель процессов деформации, повреждения и разрушения инструментальных материалов типа WC-Co при алмазном затачивании на основе теоретических положений механики повреждаемых твердых сред. Установлены закономерности влияния комбинированных методов электроалмазной обработки на экономические и качественные параметры обработки. Научно обоснованы технологические режимы, позволяющие с гарантированным качеством затачивать твердосплавные режущие инструменты комбинированным методом электроалмазной обработки. Исследован процесс обработки композиционных неметаллических материалов инструментом, подготовленным с учетом рекомендаций по созданию, изготовлению и анализу конструктивных решений. Экспериментально обоснованы геометрические параметры инструмента и режимы, гарантирующие высокое качество обработки композиционных материалов на полимерной основе. Machining of composite nonmetallic materials has several features that distinguish it from similar treatment of metals, increased requirements for durability and quality of the training tool. Currently used tools and modes of processing can’t provide the required quality of the products. To solve these problems, we have developed a set of measures aimed at improving the efficiency of cutting tools for the processing of composite materials. The technique of modeling precast milling tools for machining of composite materials, which allowed mathematically describe the structural and geometrical characteristics, to determine the nature of the structural relationships in the system tool. The technique of multi-criteria comparative analysis of design solutions tool for selecting rational design at varying conditions of comparability. The program complex formation of databases collecting milling tools for machining of composite and non-metallic materials of choice in the rational design of a software application. Design new constructions of precast milling tool, enhancing its technological capabilities, reduces the cost of tool materials, downtime associated with the readjustment of the instrument and its replacement with the loss of cutting ability and characterized by high accuracy and reliability in the processing of composite materials. The physical and mathematical model of the processes of deformation, damage and time-violations tool materials such as WC-Co in diamond sharpening based on theoretical principles of mechanics damaged solid media. The regularities of the influence of the combined methods of electro diamond processing on economic and quality of the treatment. Scientifically based technological modes that enable guaranteed quality sharpening carbide cutting tools combined method electro diamond processing. The process of composite non-metallic materials processing tools, prepared with the advice on the creation, production and analysis of design solutions. Experimentally proved the geometric parameters of the tool and to ensure high quality processing of composite materials based on polymers.