Дослідження впливу режимів різання на температурне розширення свердла та точність отворів свердлінні пакетів "вуглепластик / титановий сплав"

Abstract

У цій роботі представлені та проаналізовані результати експериментального дослідження по вивченню впливу технологічних параметрів (режимів різання) на геометричну точність отворів та температурне розширення свердла в процесі свердління. Планування експерименту здійснювалось за методикою Тагучі за варіювання швидкості різання, подачі та часу відтермінування на трьох рівнях. Контрольованими параметрами була точність отворів, що вимірювалась за координатним методом на координатно-вимірювальній машині. Крім того у процесі свердління контролювався температура свердління за допомогою бездротового пристрою WICUTEM, що поєднав метод штучної термопари та технологію Bluetooth. Перевірка гіпотези про вплив температурного розширення свердла та точність отворів в залежності від технологічних параметрів здійснювалась за допомогою методу скінчених елементів.

В данной работе представлены и проанализированы результаты экспериментального исследования по изучению влияния технологических параметров (режимов резания) на геометрическую точность отверстий и температурное расширение сверла в процессе сверления. Планирование эксперимента осуществлялось по методике Тагучи с варьированием скорости резания, подачи и времени отсрочки на трех уровнях. Контролируемыми параметрами была точность отверстий, измеряемая по координатному методу на координатно-измерительной машине. Кроме того, в процессе сверления контролировалась температура сверления с помощью беспроводного устройства WICUTEM, сочетающего метод искусственной термопары и технологию Bluetooth. Проверка гипотезы о влиянии температурного расширения сверла и точность отверстий в зависимости от технологических параметров осуществлялась при помощи метода конечных элементов.

This paper presents the results of an experimental study which investigates the influence of technological parameters (cutting parameters) on the accuracy of holes and thermal expansion of the drill during drilling. The experiment was planned at three levels by varying the cutting speed, feed, and time delay according to the Taguchi method. During the experiment the controlled parameters were the holes' accuracy, which was measured by the coordinate method on a CNC coordinate measuring machine. In addition, during machining the drilling temperature was controlled via WICUTEM wireless device that combined an artificial thermocouple method with Bluetooth technology. The finite element method tested the hypothesis about the influence of thermal expansion of the drill and the accuracy of the holes depending on the technological parameters. According to the results of the study, it was determined that the value of thermal expansion of the drill does not significantly affect the accuracy of holes when drilling CFRP layer, which was mostly affected by sliding titanium chips on the hole walls. However, thermal expansion is an essential factor in determining the accuracy of the holes in the titanium alloy layer.