On the nature of feed variation in the tool exit from the work piece body in the process of the through holes drilling

На основі міцнісних характеристик свердла, яке розглянуто як консольно-закріплений стержень, з урахуванням приведеної жорсткості механізму подач вертикально-свердлильного верстата отримано різні закономірності зміни подачі при виході інструмента із тіла заготовки в процесі свердління наскрізних отворів залежно від діаметра свердла у вигляді системи рівнянь, виходячи із певних обмежень, а саме: пластичної міцності матеріалу інструменту; стійкості на поздовжній згин; міцності на кручення; міцності механізму подач вертикально-свердлильних верстатів.The paper deals with the investigation of feed variations regularities in the tool exit from the work piece body in the process of through holes drilling. It is stressed that the labor input of drilling depending on the production mode including single part, small batch, batch and high volume manufacturing, are respectively from 6 – 7% to 20 – 30% the total value of the machining labor input. As a result of detailed and profound analysis of home bibliography dealing with the through holes drilling process it was found that at present time there is no unanimous opinion on the feed variations character on the stage of tool exit from the work piece body. The paper proposes to examine the drill as a console mounted rod (shank) which is hinged tilting with its free end. The rod feed is determined basing on certain restrictions: plastic strength of tool material; longitudinal bending resistance; torsion strength; strength of vertical drilling machine feed mechanism. The dependences are determined to found the ratios of the drilling axial force value and the force at which the Vickers hardness of the machining material. The dependences are also developed to calculate the feed value on the assumption of the condition of the strength ensuring of the tool material used. The design parameters of drills of different manufacturers that are regulated by Ukraine, Russian Federation, Sweden, Germany and the USA standards are analyzed. The formulae are found to calculate the length of the mounted drill console for different helical drills types and series. More accurate mathematical model is found to determine the feed value with the given assumptions considering the drill rod console length and as an example it is illustrated by different materials of corresponding graphs. The diagram of the feed variation depending on the drill diameter while drilling the holes in the steel with σв=750 MPa is given for the high speed steel Р9Ф5 taper-shank drills (tungsten content is about 9%, vanadium – 5%, carbon – 1%, chromium – 3,5 – 4%, molybdenum – 1%). The dependences to calculate the ranges of drills for which a feed is determined considering some or other restrictions are found. It is stated that depending on the drill diameter and the vertical drilling machine rigidity spindle as well as the parts deformation value of feeling, the character of feed change in the tool exit from the work piece body while holes drilling can cause the feed increase, decrease or can not change it at all

Оптимізація вмісту добавок у епокси-поліефірному зв'язувачі для підвищення когезійної міцності композитів

Protective coatings of polymeric composites are proved to be effective in protecting metal surfaces from corrosion and wear. In order to create a polymeric composite material with improved cohesive properties, fillers of different nature and dispersion, modifiers and plasticizers should be introduced into the epoxy-polyester binder. For optimization of the content of components in epoxy-polyester binder, the method of orthogonal central compositional planning was used. Analysing the experimental obtained data, the regression equations for properties such as fracture stresses during the flexion and impact strength were obtained. For the statistical processing of the experimental results, testing of the reproducibility of experiments was performed on the Cochran criterion. Significance of regression coefficients was determined according to Student's criterion. The adequacy of the obtained model was confirmed by Fischer's criterion. According to the results received we have found that the introduction of two-component filler of different nature and dispersion affects the indices of fracture stresses during the flexion of composite material. It is proved that in order to create a composite with increased values of fracture stresses during the flexion, a discrete carbon fiber with particle sizes d = 6…8 μm, l = 0.5…1.5 mm – 0.05 pts. wt. and an oxidized nanodispersed additive with a dispersion d = 5…8 nm – 0.05…0.075 pts. wt. should be introduced per 100 pts. wt. of epoxy-polyester binder. At this content, the parameters of fracture stresses during the flexion increase to σfl = 72.6…75.5 MPa. Additionally, the effect of two-component filler on the impact strength of the developed epoxy-polyester composite was determined. It is analyzed that the introduction of a discrete carbon fiber at the content from 0.10 to 0.15 pts. wt. and an oxidized nano-dispersed additive at the content from 0.05 to 0.075 pts. wt. per 100 pts. wt. of the epoxy-polyester matrix allows to receive the increased indexes of the impact strength of the composite material (W = 9.1…9.4 kJ/m2). The obtained results allow creating a polymeric material with the improved parameters of cohesive properties in the complex.Доведено, що для захисту елементів металевих поверхонь від корозії та зношення ефективним є використання захисних полімерних композитних покриттів. Встановлено, що для створення полімерного композитного матеріалу з поліпшеними когезійними властивостями потрібно вводити в епокси-поліефірний зв'язувач наповнювачі різної природи та дисперсності, модифікатори та пластифікатори. Експериментально встановлено, що введення двокомпонентного наповнювача різної природи та дисперсності впливає на показники руйнівних напружень під час згинання композитного матеріалу. Методом ортогонального центрального композиційного планування експерименту доведено, що для створення композиту з підвищеними показниками руйнівних напружень під час згинання потрібно вводити дискретне вуглецеве волокно з розмірами часток d = 6…8 мкм, l = 0,5…1,5 мм – 0,05 мас. ч. та окиснену нанодисперсну добавку з дисперсністю d = 5…8 нм – 0,05…0,075 мас. ч. на 100 мас. ч. епокси-поліефірного зв'язувача. При цьому показники руйнівних напружень під час згинання підвищуються до σзг = 72,6…75,5 МПа. Додатково встановлено вплив двокомпонентного наповнювача на ударну в'язкість розробленого епокси-поліефірного композиту. Проаналізовано, що введення дискретного вуглецевого волокна за вмісту 0,10…0,15 мас. ч. та окисненої нанодисперсної добавки 0,05…0,075 мас. ч. на 100 мас. ч. епокси-поліефірної матриці дає змогу отримати підвищені показники ударної в'язкості композитного матеріалу (W = 9,1…9,4 кДж/м2). Отримані результати дають змогу створити полімерний матеріал із поліпшеними в комплексі показниками когезійних властивостей

The mathematical model of the feed stochasticity influence on the cutting force size in the probability aspect

The prevalence of the use of probabilistic statistical methods in the study of cutting processes is shown. A mathematical model of the influence of feed stochasticity on the tangential cutting force has been developed. For specific conditions, it was established that the stochasticity of the feed increases the tangential component of the cutting force to 18.7%, which is significant and must be taken into account at the stage of designing technological processe