Method for vibration drilling holes in composite materials tool modification of cubic boron nitride

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

High performance of highly engineered product processing is reached by development and adoption of special technologies based on the application of modern instrumental support and progressive tooling. The paper shows the composite materials relevance in modern engineering and also considers the problems associated with holes drilling in these materials. It proposes the ways of the increase of process efficiency and quality improvement of the finished surface when drilling the composite materials by using of the modern tool materials coupled with the instrument axial vibration. The article defines the description of the holes’ vibrational cut in higher-melting-point materials using especial device and drill equipped with cutting elements made of cubic boron nitride. The advantages of the processing method and cutting tool with composite plates over traditional tools using in the enterprises are shown. The using the cubic boron nitride plates as a cutting part of drills allows to increase the processing performance more than 7 times due to intensification of cutting modes. The created design of device for drilling machines, allows to apply axial vibration on a drill in the range 20-500 Hz. The specifications of created device support the implementation of a wide range of tool feed required spindle speed, cutting speed and required amplitude high-frequency axial tool vibrations. The circuit of two stacked inductors is accepted for converting electrical into mechanical vibrations. A direct current is supplied to fixed top inductor, and alternating current is supplied low inductor, fixed coaxially with the upper inductor, and having axial movement. The using of this device allows providing the quality of finished surface and increasing durability of cutting tool with composite plates due to adhesive wear decrease.

About the authors

E. A Kudryashov

Southwest State University

Email: kea@swsu.ru
94, 50 let Oktyabrya str., Kursk, 305040, Russian Federation

I. M Smirnov

Southwest State University

Email: kea-swsu@list.ru
94, 50 let Oktyabrya str., Kursk, 305040, Russian Federation

S. A Chevychelov

Southwest State University

Email: tschsa@yandex.ru
94, 50 let Oktyabrya str., Kursk, 305040, Russian Federation

E. I Yatsun

Southwest State University

Email: el.yatsun@gmail.com
94, 50 let Oktyabrya str., Kursk, 305040, Russian Federation

References

  1. Смирнов И.М. Повышение эффективности процессов механической обработки конструктивно сложных деталей машин. - М.: Триумф, 2012. - 224 с. - ISBN 978-5-89392-576-0.
  2. Технологическое оснащение процессов изготовления конструктивно сложных деталей / Е.А. Кудряшов, С.Г. Емельянов, Е.И. Яцун, Е.В. Павлов. - Старый Оскол: ТНТ, 2013. - 268 с. - ISBN: 978-5-94178-375-5.
  3. Смирнов И.М. Инструментальное обеспечение процессов механической обработки конструктивно сложных деталей машин. - М.: Триумф, 2014. - 128 с. - ISBN 978-5-89392-607-1.
  4. Кудряшов Е.А. Обработка деталей инструментом из композитов в осложненных технологических условиях. Т. 1. - Чита: Изд-во ЧитГУ, 2002. - 257 с.
  5. Технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей деталей / Е.А. Кудряшов, А.Ю. Алтухов, Д.Ю. Лунин, Е.Н. Фомичев // Известия ВолгГТУ. - 2010. - Т. 6, № 12 (72). - С. 15-20.
  6. Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. К вопросу выбора рациональной марки и инструментального материала // Системы. Методы. Технологии. - 2014. - № 2 (22). - С. 118-125.
  7. Анализ эффективности процесса вибрационного формообразования отверстий / А.В. Масленников, С.А. Чевычелов, Д.И. Гвоздев, М.С. Мержоева, М.Ш. Гатиев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. - 2012. - № 2, ч. 3. - С. 47-52.
  8. Кумабэ Д. Вибрационное резание: пер. с яп. - М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.
  9. Ломаев В.Н., Дударев А.С. Перспективы механической обработки отверстий при производстве изделий из волокнистых композиционных материалов гражданской авиатехники // Технология машиностроения. - 2006. -№ 7. - С. 18-22.
  10. Подураев В.Н., Валиков В.И. Физические особенности процесса вибрационного сверления // Резание труднообрабатываемых материалов: материалы семинара / Московский дом научно-технической пропаганды. - М., 1969. - С. 95-101.
  11. Influence of axial harmonic oscillations on chip formation when drilling holes in ductile metals / A.V. Maslennikov, S.A. Chevychelov, M.S. Merzhoeva, M.S. Gatiev, V.V. Sidorova // Russian Engineering Research. - 2014. - Vol. 34, N 11. - P. 722-724. - doi: 10.3103/S1068798X14110136.
  12. Maslennikov A.V., Chevychelov S.A., Golubev I.G. Rear angle of a helical bit in hole shaping with axial vibration // Russian Engineering Research. - 2013. - Vol. 33, N 5. - P. 295-298. - doi: 10.3103/S1068798X13050092.
  13. Использование вибрационного резания для управления стружкообразованием / А.В. Масленников, С.А. Чевычелов, Д.И. Гвоздев, В.В. Сидорова, М.Ш. Гатиев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. - 2012. - № 2, ч. 1. - С. 117-120.
  14. Сидорова В.В., Разумов М.С. Устройство для вибрационного сверления // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2014. - № 4 (306). - С. 51-54.
  15. Razumov M.S., Sidorova V.V., Grechukhin A.N. Automated control of process conditions during drilling with imposition of vibrations // Metallurgical and Mining Industry. - 2014. - Vol. 6, no. 5. - P. 19-23.
  16. Патент на полезную модель 147317 Российская Федерация, B 23 B 35/00. Устройство для вибрационного сверления / В.В. Сидорова, М.С. Разумов, П.А. Понкратов. - № 2014120738/02; заявл. 22.05.2014; опубл. 10.11.2014, Бюл. № 31.
  17. Выявление эмпирических зависимостей конструктивных параметров устройства для наложения вибраций на осевое усилие при сверлении отверстий малого диаметра / С.Г. Емельянов, М.С. Разумов, А.Н. Гречухин, В.В. Сидорова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 10-3. - С. 484-488.
  18. Емельянов С.Г., Сидорова В.В., Разумов М.С. Разработка конструктивных параметров устройства для наложения вибраций на осевое усилие при сверлении отверстий малого диаметра с использованием неодимовых магнитов // Национальная ассоциация ученых. - 2015. - № 9-1 (14). - С. 149-151.
  19. Сидорова В.В., Разумов М.С., Гречухин А.Н. Определение зависимости силы постоянных магнитов от расстояния при вибрационном резании // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: V-я Международная научно-практическая конференция: сборник научных трудов. - Курск, 2015. - С. 284-287.
  20. Сидорова В.В., Разумов М.С., Гречухин А.Н. Расчет силовых параметров вибрационного резания // Будущее машиностроения России: сборник трудов Седьмой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов / МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М., 2014. - С. 10-11.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».