ОБРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Подготовил: Студент группы ТМС-14 -1 б Патраков Д. А.
ИСПОЛЬЗУЮТСЯ • Композиционные материалы широко используются в конструкциях корпусов космических кораблей, в конструкциях автомобилей, современных газотурбинных авиационных двигателей типа ПС 90 -2 А, ПД 14 и др. Двигатель ПД-14 на МАКС-2015 ПС 90 -2 А
Качество поверхности изделий, используемых в авиационной, ракетно-космической технике, играет исключительно важную роль в обеспечении высоких эксплуатационных показателей. Примеры конструкторских решений и деталей из новых композиционных материалов показаны на рис. 1
Композиционный материал представляет собой комбинацию из разнородных и нерастворимых друг в друге компонентов, соединяемых между собой в единое целое за счет адгезионного взаимодействия на границе их раздела.
ПРОБЛЕМАТИКА ПРОЦЕССМЕХАНИЧЕСКОЙ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ • Отсутствуют общие методики оценки работоспособности режущего инструмента; • Отклонение формы и взаимного расположения поверхностей; • При износе инструмента происходит расслоение материала, следовательно, сложно получить высокое качество поверхностного слоя; • Трещины и царапины; • Перерезание армирующих волокон приводит к разлохмачиванию поверхностного слоя.
АРМИРУЮЩИЕ ВОЛОКНИСТЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ Тип армирующего волокна одна из важнейших характеристик КМ, от которой во многом зависят его прочностные и конструкционные свойства. В настоящие время наибольшее распространение получили следующие типы армирующих волокон: • Стекловолокно. Получается путем вытягивания расплавленной стекломассы и быстрого охлаждения. Устойчиво к химической коррозии, кислотам и в воздействию окружающей среды. Радиопрозрачно, вследствие чего часто используется для изготовления радиопрозрачных обтекателей и куполов. Также используется для изготовления обтекателей и наплывов крыла, и задней кромки крыла.
• Высокие упругие свойства композиционных материалов, что вызывает повышенный износ инструмента по задней поверхности из-за интенсивных контактных явлений. • Стеклянным волокнам, как и стеклу, присущи высокие истирающие свойства. Поэтому в каждом сечении стеклопластика образуется что-то в виде ряда мельчайших режущих клиньев, закрепленных в относительно мягкой связке. Из -за чередования стекловолокон и пустот, которые заполнены связующим, воздействие стеклопластика на материал сверла напоминает работу инструмента, имеющего большое количество режущих кромок, т. е. шлифовального круга. Отсюда следует, что мы имеем дело с одним из типичных случаев абразивного износа в виде большого числа элементарных процессов царапания. Рисунок – Износ сверла
• Углеродные волокна. Процесс изготовления состоит в последовательном механическом и температурном воздействии на исходные органические волокна. Исходными материалами для получения углеродных волокон являются: химические волокна – вискозные или полиакрилонитрильные – и углеродные пеки. Процесс получения волокон из пеков включает в себя следующие стадии: приготовление пека, формование волокна, карбонизация и графитизация.
ПРОБЛЕМАТИКА • Низкая теплопроводность композитов, которая существенно влияет на соотношение составляющих теплового баланса при резании, в отличие от металла. При повышенных температурах, сопровождающих обработку резанием, это вызывает нарушение устойчивости и разрушение химических связей молекулярных цепей полимера, с выделением газообразных продуктов распада связующего, что сопровождается потемнением поверхности материала. Для ответственных изделий ракетно-космической техники это является недопустимым дефектом. • Невозможность применения смазочно – охлаждающих жидкостей, так как большинство КМ обладает высоким влагопоглощением и применение СОЖ ведёт к дополнительной операции – сушке изделия – или вообще недопустимо. • Необходимость изготовления дорогостоящей специальной оснастки для проведения операций механической обработки изделий. На примере деталей, средние габариты которых более 1000 мм, выявилось, что на карусельном станке провести обработку не представляется возможным из-за нагрузки на деталь при обработке токарными резцами (деталь бьется, слои композиционного материала вырываются.
• Низкая производительность операции механической обработки, так как эта операция требует высокой квалификации рабочего, а также длительный цикл по настройке и выверке детали на станке. Необходимо отметить, что подачи и скорости резания нельзя увеличить из-за высокой нагрузки на деталь при обработке токарными резцами и фрезами. • Основным способом обработки ПКМ является лезвийная механическая обработка, способы гидроабразивной резки эффективны, но не всегда подходят (как правило из-за габаритов изделий), а резка на плазменных и лазерных установках недопустима из-за невысокой температуры плавления связующих смол. Гидроабразивная резка Плазменная резка Лазерная резка
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Скачать презентацию ОБРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Подготовил Студент группы ТМС-14 -1
Проблематика КМ.pptx