Способ сверления полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для сверления полимерных композиционных материалов. Способ включает обработку заготовки, которую фиксируют неподвижно, а сверлу сообщают вращение и осевое перемещение. Одновременно со сверлением производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами. В качестве электродов для облучения импульсами используют указанное сверло, изолированное от металлических частей станка, и металлическое кольцо, которое контактирует с заготовкой в зоне обработки. Мощность одного импульса составляет от 1 до 2 МВт. Повышается производительность и обеспечивается заданная точность размеров и формы обработанных отверстий. 1 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, и может быть использовано для сверления полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Известен способ сверления отверстий в ПКМ с применением инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов (А.А. Степанов. Обработка высокопрочных композиционных полимерных композиционных материалов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - С. 100-104). Однако при реализации данного способа имеет место интенсивный износ инструмента, что не позволяет обеспечить высокие качество и производительность процесса обработки.

Известен способ сверления волокнистых полимерных композиционных материалов, который включает выполнение отверстия лезвийным инструментом с последующим нагревом обработанной поверхности и одновременным приложением механического давления (патент РФ №2593559, В23В 35/00, БИ №20, 2016 г.). Однако реализация известного технического решения не позволяет повысить производительность процесса обработки ввиду наличия дополнительной операции нагрева, и снижает точность и качество обработки из-за упругого последействия обработанной поверхности после прекращения действия механического давления.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и достижение требуемой точности размеров и формы обработанных отверстий при сверлении ПКМ.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем сверление полимерных композиционных материалов, при котором обрабатываемую заготовку фиксируют неподвижно, сверлу сообщают вращение и осевое перемещение, согласно изобретению, одновременно со сверлением производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения импульсами используют сверло, изолированное от металлических частей станка, и металлическое кольцо, которое контактирует с заготовкой в зоне обработки, а мощность одного импульса составляет от 1 до 1,2 МВт.

При этом облучение заготовки наносекундными электромагнитными импульсами приводит к образованию ослабленной структуры обрабатываемого материала за счет возбуждения полимерных цепей и, следовательно, уменьшения энергии химических связей в материале и последующего их разрыва. Данный эффект позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, то есть повысить производительность обработки полимера. Точность размеров и формы обработанных отверстий при сверлении ПКМ значительно улучшается за счет отсутствия эффекта упругого последействия благодаря технологическому охрупчиванию объема материала заготовки в зоне сверления отверстий под действием наносекундных электромагнитных импульсов.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа обработки заготовки из капролона.

Для реализации способа обработки заготовок из капролона используют следующее оборудование.

Заготовка 1 из капролона установлена на столе 2 сверлильного станка известным способом. Сверло 3 закрепляется в патроне 4, для вращения которого имеется привод и устройство подачи для вертикальных перемещений (на рисунке не показаны). Сверло 3 изолировано от патрона 4 посредством прокладки 5 из диэлектрического материала. Сверлильный станок оборудован генератором 6 наносекундных электромагнитных импульсов (например ГНИ-01-1-6 [Крымский, В. В. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение /B.C. Белкин, В. А. Бухарин и др. / Под ред. В. В. Крымского. -Челябинск, 2000. - 110 с.]) для облучения заготовки 1. Электродами для облучения заготовки 1 наносекундными электромагнитными импульсами являются режущий инструмент 3 (сверло) и металлическое кольцо 7. Кольцо 7 установлено соосно сверлу контактирует с заготовкой 1 в зоне обработки. На сверле 3 установлен съемный элемент 8 для передачи импульсов. Провода 9 служат для передачи наносекундных электромагнитных импульсов от генератора 6 к съемному элементу 8 и кольцу 7.

Пример реализации способа.

Заготовку 1 из капролона закрепляют на столе 2 сверлильного станка известным способом, а кольцо 7 устанавливают на заготовке 1 соосно сверлу 3. Включают привод станка и производят сверление отверстия сверлом 3 в заготовке 1. Одновременно включают генератор 6 и производят обработку заготовки 1 наносекундными электромагнитными импульсами с мощностью одного импульса от 1 до 2 МВт.

При этом облучение заготовки наносекундными электромагнитными импульсами приводит к образованию ослабленной структуры обрабатываемого материала за счет возбуждения полимерных цепей и, следовательно, уменьшения энергии химических связей в материале и последующего их разрыва. Данный эффект позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, то есть повысить производительность обработки полимера. Точность размеров и формы обработанных отверстий при сверлении ПКМ значительно улучшается за счет отсутствия эффекта упругого последействия благодаря технологическому разупрочнению объема материала заготовки в зоне сверления отверстий под действием наносекундных электромагнитных импульсов.

Значения мощности одного наносекундного электромагнитного импульса от 1 до 1,2 МВт выбраны такими для обеспечения гарантированного разрыва химических связей в полимерных материалах. Энергия химических связей, как известно, может достигать величины 1095 кДж/моль или 1,095 МВт (смотри, например, http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2153.html).

В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки заготовки, точность размеров и формы обработанных отверстий за счет повышения скорости резания и подачи инструмента, а так же устранения эффекта упругого последействия ПКМ благодаря технологическому разупрочнению объема материала заготовки в зоне сверления под воздействием наносекундных электромагнитных импульсов.

Способ сверления заготовок из капролона, при котором обрабатываемую заготовку фиксируют неподвижно, а сверлу сообщают вращение и осевое перемещение, отличающийся тем, что одновременно со сверлением производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения импульсами используют указанное сверло, изолированное от металлических частей станка, и металлическое кольцо, контактирующее с заготовкой в зоне обработки, а мощность одного импульса выбирают от 1 до 1,2 МВт.



 

Похожие патенты:

Раскрыта головка, предназначенная для использования вместе с производственной системой. Головка может иметь корпус, выполненный с возможностью выпуска трубчатой конструкции, армированной, по меньшей мере, одним непрерывным волокном и имеющей пространственную траекторию, и интенсификатор отверждения, функционально соединенный с корпусом и выполненный с возможностью обеспечения отверждения жидкой матрицы в трубчатой конструкции во время выпуска.

Группа изобретений относится к области медицины и косметологии, а именно к микроигле, к форме для ее изготовления и к способу изготовления микроиглы, и конкретнее к микроигле для улучшения впитывания косметического средства или лекарственного препарата в кожу, к пластиковой форме для изготовления микроиглы и к способу изготовления микроиглы.

Установка (1) для поверхностной обработки невулканизированных шин содержит опору (6) для невулканизированной шины (2). Устройство (8) для нанесения выполнено с возможностью нанесения полуперманентного вещества для обработки и содержит сопло, выполненное с возможностью распыления вещества для обработки на поверхность (3), подлежащую обработке, при низком давлении, и аппликатор (10), выполненный с возможностью распределения распыленного вещества для обработки по поверхности (3), подлежащей обработке.

Изобретение относится к металлическим покрытиям, в частности к нанесению поверхностного покрытия на композитное изделие. Способ формирования поверхностного покрытия (256) на композитном изделии (150) включает нанесение термического напыления (206, 236) на поверхность (302) инструмента (300) с обеспечением формирования поверхностного покрытия (256), имеющего раскрепляемую связь (226) с поверхностью (302) инструмента и имеющего суммарное остаточное напряжение (250), которое, по существу, эквивалентно по величине прочности (224) сцепления покрытия с инструментом.

Изобретение относится к области обработки пенопластов, полимерных и композитных материалов резанием. Может быть использовано при обработке древесины и мягких металлов.
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс. В способе токарной обработки заготовок из пластмассы заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно.

Изобретение относится к способу, а также устройству для нанесения и закрепления пленки на поверхности применяемого для изготовления волокнистого композиционного конструктивного элемента рабочего органа или применяемого для образования волокнистого композиционного конструктивного элемента компонента посредством выкладывания пленки на поверхности и закрепления выложенной пленки на поверхности.

Заявленная группа изобретений относится к способу уменьшения пористости детали из композиционного полимера. Техническим результатом является снижение или устранение пористости детали со стороны рабочего приспособления.

Изобретение относится к токарной обработке материалов и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных композиционных материалов, преимущественно из углепластика.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных композиционных материалов, преимущественно из углепластика.

Прокладочный лист предназначен для резания армированного волокном композитного материала, содержащего армированный углеродным волокном пластик. Прокладочный лист содержит водорастворимую смолу и/или водонерастворимую смолу.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при изготовлении изделий из бескислородной меди. Способ включает сверление заготовки на станке с помощью сверла глубокого сверления с использованием системы подачи и отвода смазочно-охлаждающей жидкости и выхода ее вместе со стружкой.

Режущий инструмент (100) предназначен для формирования окончательного отверстия в стопе (230), которая содержит по меньшей мере два слоя и направляющее отверстие (240), имеющее размер направляющего отверстия и проходящее по меньшей мере через один из указанных по меньшей мере двух слоев.

Настоящее изобретение относится к смазочному материалу для облегчения процесса механообработки, содержащий: высокомолекулярное соединение (A), имеющее средневесовую молекулярную массу 5 × 104 или выше и 1 × 106 или ниже; среднемолекулярное соединение (В), имеющее средневесовую молекулярную массу 1 × 103 или выше и ниже чем 5 × 104; и углерод (C), имеющий средний размер частиц 100 мкм или больше, и формой углерода (C) является форма чешуек.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при изготовлении изделий из бескислородной меди. Способ включает сверление заготовки на станке, с помощью сверла глубокого сверления с использованием системы подачи и отвода смазочно-охлаждающей жидкости и выхода ее вместе со стружкой.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при изготовлении изделий из бескислородной меди. Способ включает сверление заготовки на станке с помощью сверла глубокого сверления с использованием системы подачи и отвода смазочно-охлаждающей жидкости и выхода ее вместе со стружкой.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий в стальной заготовке. Способ включает сверление заготовки на станке с помощью сверла глубокого сверления с использованием системы подачи и отвода смазочно-охлаждающей жидкости и выхода ее вместе со стружкой.

Группа изобретений относится к сверлению отверстий с использованием струи жидкости. В способе сверления одного или более отверстий в передней стеновой секции заготовки с помощью режущей струи жидкости при необходимости подмешивают абразивный материал.

Изобретение относится к способу изготовления ультразвукового устройства измерения расхода и к ультразвуковому устройству измерения расхода. Заявлен способ изготовления ультразвукового устройства (10) измерения расхода, в котором изготавливают по меньшей мере один карман (30) для ультразвукового преобразователя (18a-b) снаружи в стенке (22) трубопровода секции (14) трубопровода, в которой при эксплуатации течет текучая среда (12), и в кармане (30) размещают ультразвуковой преобразователь (18a-b), при этом ультразвуковой преобразователь (18a-b) имеет колебательный элемент (34), соединенный с участком (32) стенки (22) трубопровода, действующим в качестве мембраны ультразвукового преобразователя (18a-b), выполненной с возможностью колебания.

Группа изобретений относится к обработке отверстий в заготовках, имеющих многослойную конструкцию. Способ выполнения отверстия в заготовке, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, расположенную напротив первой поверхности, включает выполнение в заготовке первого отверстия, имеющего первый диаметр, посредством проведения первого режущего инструмента через заготовку от первой поверхности ко второй поверхности.

Способ включает использование установленного в шпиндельной бабке устройства с механизмом зажима обрабатываемой детали, включающим зажимную цангу и упор с направляющей втулкой, продольного суппорта с поворотной многопозиционной револьверной головкой с центральным отверстием и гнездами для установки державки с заталкивателем деталей, включающим корпус, внутри которого с возможностью вращения установлена оправка с цангой и размещенным внутри ловителем, спрофилированным по форме детали.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для сверления полимерных композиционных материалов. Способ включает обработку заготовки, которую фиксируют неподвижно, а сверлу сообщают вращение и осевое перемещение. Одновременно со сверлением производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами. В качестве электродов для облучения импульсами используют указанное сверло, изолированное от металлических частей станка, и металлическое кольцо, которое контактирует с заготовкой в зоне обработки. Мощность одного импульса составляет от 1 до 2 МВт. Повышается производительность и обеспечивается заданная точность размеров и формы обработанных отверстий. 1 пр., 1 ил.

Наверх