The new designs of diamond drill bits for composite polymers tooling.

Abstract

The author explores the drilling operation of some new engineering materials such as car bon fiber reinforced plastics (CFRP) and othe r polymers that have an anisotropic stru cture, high- strength and elastic properties combined w ith low heat endurance . Such combination of properties makes impossible the simple tr ansfer of the existing technologies for classic materials working to considered new class. At the same time , the existing tools cannot assure the specified quality of tooled products at the current productivity and tool life. Aim: The aim of this research is to increase the process efficiency of diamond drilling in composite polymers by developi ng the new designs of diamond drill bits. Materials and Methods: One of the most promising direc- tions to solve this problem is the diamond coated abrasive type tool. This paper addresses and classifies the existing types of diamond drill bits according to their application and operation. The literature data analysis of known disadvanta ges during drilling operation, th e quality of surface and joining face was performed. Results: The experimental researches of the author prove the negative meaning of the already known but kept out fact ⎯ the drill core blocking. The most important factors and structural features affecting the CFRP drilling process are revealed. The accounting of these factors allo wed creating the set of unique de signs of diamond drill bits for different purposes. The presen ted patented models has different allowance distribution schemes and cutting forces, thus satisfy the mechanical requirements of quality, productiv ity, tool life and hole geometry in the tooling of the specified material class.

Автор досліджує процес свердлін - ня ряду нових конструкційних матеріалів таких як вуглепластики та інші полімери , що мають анізотропну структуру , високі міцнісні і пружні властивості в поєднанні з низькою теплостійкістю . Таке поєднання властивостей унеможливлює просте перенесення положень існуючих технологій обробки класичних матеріалів на аналізований новий клас . У місці з тим існуючий інструмент не може забезпечувати задану якість обробленої продукції при збереженні колишньої продуктивності та стійкості інструменту . Мета : Метою цього дослідження є підвищення ефективності процесу свердління композиційних полімерів шляхом розробки нових конструкцій алмазних свердел . Матері - али і методи : Одним з найбільш перспективних напрямків у вирішенні даної задачі є алмазно - абразивний тип інструменту . У роботі розг - лянуті і класифіковані існуючі типів алмазних свердел за призначенням і принципом роботи . Проведено літературний аналіз відомих недо - ліків процесу свердління , якості обробленої і прилеглих поверхонь . Результати : Експериментальні дослідження автора доводять негатив - ну значимість вже відомої , але залишаємої в стороні обставини ⎯ блокування керна . Виявлено найбільш значущі фактори і конструктивні особливості , які впливають на процес свердління вуглепластиків , при маніпуляції якими , був створений ряд унікальних конструкцій алмаз - них свердел різного призначення . Представлені запатентовані моделі мають різну схему розподілу припуску та сил різання , чим задоволь - няють виробничі вимоги до якості , продуктивності , стійкості інструменту та розміру отвору при обробці зазначеного класу матеріалів .