ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

В работе решена актуальная задача повышения производительности и качества обработки новых полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе углепластика при обработке деталей ракетно-космической и авиационной техники. Одним из прорывов российского отечественного машиностроения является внедрение элементов крыла нового гражданского лайнера МС-21, производство корпусов шумоглушения, лопаток компрессора и других деталей газотурбинных двигателей из углепластика, требующих проведения высококачественной и производительной механической обработки. Механическая обработка данных изделий заключает в себе сложности, вызванные требованиями конструкторской документации по обеспечению необходимой шероховатости, отсутствия дефектов обработанной поверхности и высокой прочности окончательно обработанной детали. В данной статье представлены результаты исследования применения высокопроизводительной технологии последовательной лезвийно-абразивной обработки изделий из ПКМ на основе углеволокна. Определена рациональная геометрия лезвийного режущего инструмента для предварительной черновой обработки ПКМ. Разработана адекватная эмпирическая математическая модель влияния режимов резания при фрезеровании на шероховатость поверхностного слоя, а также определены рациональные режимы обработки. Представлены результаты экспериментальных исследований абразивной обработки ПКМ жесткими шлифовальными кругами из электрокорунда белого, карбида кремния зеленого и эльбора. Представлены зависимости шероховатости поверхностного слоя от режимов шлифования. По результатам исследований согласно разработанной математической модели определены рациональные характеристики шлифовальных кругов и режимы обработки. Впервые рассмотрены вопросы влияния дефектов механической обработки на прочность ПКМ. Представлены сравнительные испытания на прочность при растяжении и разрыве образцов, изготовленных традиционной лезвийной обработкой и последовательной лезвийно-абразивной обработкой. Доказано повышение прочности на растяжение и разрыв деталей из ПКМ, изготовленных согласно технологии последовательной лезвийно-абразивной обработки на 20…30 % по сравнению с традиционной лезвийной обработкой.