Инструмент для обработки деталей из композитов и металлов запатентовали ИРНИТУ и Корпорация «Иркут»

В рамках совместной работы ИРНИТУ и ПАО «Научно-производственная корпорации «Иркут» (РОСТЕХ) разработали и запатентовали ступенчатое сверло для обработки отверстий в смешанных пакетах, содержащих металлы и полимерные композиционные материалы.

Всего у Иркутского авиазавода и ИРНИТУ 19 совместных патентов, а также более 20 свидетельств на регистрацию программ ЭВМ. 

В ходе экспериментов на опытных образцах ступенчатое сверло показало высокую точность и стойкость. Стоимость нового инструмента в 3-5 раз дешевле зарубежных аналогов. 

Титановые сплавы и композиционные материалы различаются по своим свойствам, поэтому сложно подобрать оптимальный инструмент и режимы резания. В частности, данные материалы имеют разные коэффициенты температурного расширения. Сотрудники ИРНИТУ уже много лет работают над этой задачей, дают рекомендации по геометрии режущей части, углам, конструкции и диаметру. Проведенные исследования позволяют решить проблему выбора режимов резания в зависимости от состава пакета, его толщины, диаметра отверстия, технологического оборудования и других технологических параметров. 

Новый инструмент отлично зарекомендовал себя на опытных образцах, имитирующих стык консоли крыла центроплана самолета МС-21. Высокотехнологичный и экономически эффективный инструмент позволит заводу не зависеть от зарубежных поставщиков.

Авторами инновационной разработки являются начальник конструкторского бюро Иркутского авиазавода Евгений Каверзин, научный руководитель политеховской лаборатории обработки, ремонта и диагностики композиционных материалов Юрий Иванов, младший научный сотрудник Николай Чащин и аспирант Антон Стуров. 

Как пояснил Юрий Иванов, ступенчатое сверло может быть использовано для сверления отверстий в деталях, содержащих полимерные композиционные материалы (углепластики и стеклопластики), в составе пакетов с металлическими сплавами. Сверло пригодно для обработки пакетов сложного состава: «титановый сплав – ПКМ – титановый сплав», «титановый сплав – ПКМ – титановый сплав – алюминиевый сплав» и др. В будущем этот инструмент может использоваться в технологии стыковки.

«Основным отличием данного сверла от прототипа является то, что оно предназначено для обработки смешанных пакетов, состоящих из разных комбинаций металлических сплавов и ПКМ. Сверло имеет хвостовик и ступенчатую режущую часть с двумя главными на ступени меньшего диаметра и вспомогательными криволинейными режущими кромками на ступени большего диаметра, поперечную режущую кромку и цилиндрические ленточки. С целью повышения производительности и улучшения качества обработки, главные режущие кромки выполнены с углом в плане 130-150 градусов, а вспомогательные режущие кромки имеют 150-170 градусов. При меньших углах в плане ухудшается подрезка полимерного композиционного материала, а при больших углах повышается интенсивность износа вспомогательных режущих кромок и уменьшается стойкость сверла», - рассказал

Юрий Иванов о конструктивных особенностях запатентованного инструмента, которые соответствуют критерию «новизна».

Первое сверло для стыковки крыла из композиционного материала и титанового центроплана самолета политеховцы и специалисты ИАЗ запатентовали в 2015 году.