Вплив режимів різання на стійкість різального інструменту при свердлінні вуглепластику
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-2(40)-148-157Ключові слова:
вуглепластик; CFRP; свердління; режими різання; композиційні матеріали; регресійний аналізАнотація
При виготовленні виробів із вуглепластиків однією з найпоширеніших операцій оброблення різанням є свердління отворів. Цей процес супроводжується інтенсивним зносом різального інструменту та специфічними дефектами отворів. У роботі представлено результати дослідження впливу режимів різання та геометричних параметрів свердла на кількість придатних отворів при свердлінні спіральними свердлами зі швидкорізальної сталі. Якість отворів оцінювалась за допомогою світло-оптичної мікроскопії, за критерій якості прийнято значення коефіцієнта розшарування. Робастний план експерименту побудовано на основі псевдовипадкових ЛПτ-чисел. Регресійна модель та її статистичні характеристики отримані за допомогою програмного забезпечення ПРІАМ. Аналіз отриманої моделі, маргінальних рівнянь регресії та маргінальних поверхонь відгуку дозволив сформулювати рекомендації щодо вибору режимів різання. Встановлено, що для заданих умов найбільшу кількість придатних отворів можна отримати при частоті обертання шпинделя 1050 об/хв та подачі 0,17 мм/об – це твердження справедливе для всіх досліджуваних діаметрів свердел (2 мм, 2,5 мм, 3 мм, 4 мм) та для обох варіантів кута при вершині свердла (90°, 118°), при цьому свердла з кутом заточування 118° демонструють кращі результати.
Посилання
Пасічник, В. А., Глоба, О. В. (2011). Технології отримання отворів у композиційних мате-ріалах і методи контролю якості обробки. Технологические системы, 4(57), 48-53.
Xu, J., Geier, N., Shen, J., Krishnaraj, V., & Samsudeensadham, S. (2023). A review on CFRP drilling: Fundamental mechanisms, damage issues, and approaches toward high-quality drilling. Journal of Materials Research and Technology. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.023.
Пасічник, В. А., Черказний, В. Ю. (2015). Систематизація та аналіз методів механічного оброблення отворів в композиційних матеріалах. Вісник НТУУ «КПІ». Серiя машинобудування, 1(73), 29-37.
Wang, Q., & Jia, X. (2021). Optimization of cutting parameters for improving exit delamination, surface roughness, and production rate in drilling of CFRP composites. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07918-2.
Yaşar, N., & Günay, M. (2019). Experimental investigation on novel drilling strategy of CFRP laminates using variable feed rate. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 41(3). https://doi.org/10.1007/s40430-019-1658-2.
Zhang, B., Wang, F., Wang, X., Li, Y., & Wang, Q. (2020). Optimized selection of process parameters based on reasonable control of axial force and hole-exit temperature in drilling of CFRP. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 110(3-4), 797–812. https://doi.org/ 10.1007/s00170-020-05868-9
Chen, R., Li, S., Li, C., Li, P., Jiang, Y., & Ko, T. J. (2021). Influence of fiber direction and processing parameters on drilling temperature of CFRP. Journal of Mechanical Science and Technology, 35(4), 1663–1669. https://doi.org/10.1007/s12206-021-0329-2.
Durão, L. M. P., Gonçalves, D. J. S., Tavares, J. M. R. S., de Albuquerque, V. H. C., Aguiar Vieira, A., & Torres Marques, A. (2010). Drilling tool geometry evaluation for reinforced composite laminates. Composite Structures, 92(7), 1545–1550. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2009.10.035.
Shyha, I. S., Aspinwall, D. K., Soo, S. L., & Bradley, S. (2009). Drill geometry and operating effects when cutting small diameter holes in CFRP. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 49(12-13), 1008–1014. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2009.05.009.
Sandvik coromant. (n.d.). Sandvik Coromant. https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/tools/ drilling-tools/solid-carbide-drills/corodrill-863.
Hocheng, H., & Tsao, C. C. (2003). Comprehensive analysis of delamination in drilling of composite materials with various drill bits. Journal of Materials Processing Technology, 140(1-3), 335–339. https://doi.org/10.1016/s0924-0136(03)00749-0.
Hrechuk, A., Bushlya, V., M’Saoubi, R., & Ståhl, J.-E. (2018). Experimental investigations into tool wear of drilling CFRP. Procedia Manufacturing, 25, 294–301. https://doi.org/10.1016/ j.promfg.2018.06.086.
Karpat, Y., & Bahtiyar, O. (2015). Comparative Analysis of PCD Drill Designs During Drilling of CFRP Laminates. 15th CIRP Conference on Modelling of Machining Operations (15th CMMO), 31, 316–321. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.03.094.
Іванченко, І. І. (2024). Визначення періоду стійкості спіральних свердл при обробленні композиційних матеріалів [Неопубл. магіст. дисерт].
Chen, W.-C. (1997). Some experimental investigations in the drilling of carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) composite laminates. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 37(8), 1097–1108. https://doi.org/10.1016/s0890-6955(96)00095-8.
Lapach, S., Radchenko, S. & Babich P. (1993). Planning, regression and analysis of PRIAM models (PRIAM).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
