The purpose of this work was to study the influence of the structural and geometric parameters of the twist drill on the quality of the processed hole and productivity of machining the high strength polymeric composite material – glass fiber epoxy-based plastics that are reinforced by titanium foil. In the structure of high loaded polymeric composite parts the reinforcing layers made from the titanium foil are used. These titanium layers are placed between layers of the winding unidirectional glass fiber tape or the carbon fiber tape. In order to reach the required dimensional accuracy, the macro- and micro geometry of the hole surfaces, to eliminate the overheat, burning, and delaminations of material, need to use sharp-edged tools, which wear out quickly, and remove the drill from the workpiece at frequent intervals to clean the chips from the flutes of the drill and the hole being drilled. We studied the drilling of glass fiber reinforced laminates at the different schemes of sharpening the drills made from the high-speed steel. We present some experimental results of the optimal feed and speed for the studied twist drills, the dependencies of the highness parameters of roughness, and also characters and degree of delamination at starting and finishing hole for the different tools, feed and cutting speed.

Keywords: GFRP, drilling GFRP, delaminations, double-angle sharpening

Одним из важнейших факторов, исключающих возникновение дефектов типа пор, расслоений, участков с неполной полимеризацией связующего в формуемой высоконагруженной полимерной композитной конструкции, является управляемость процесса во всем объеме композита. Для обеспечения однородности процесса полимеризации связующего предложен метод многокритериальной оптимизации процесса на основе математической модели, связывающей процессы распространения тепла и кинетики полимеризации. Система связанных уравнений процесса, учитывающая экзотермическое тепло, выделяемое при полимеризации термореактивного связующего, изменение теплоемкости и теплопроводности композита при фазовых переходах от жидкого к гелеобразному и, далее, к твердому состоянию, точную геометрию технологической системы, включая прессформу, а также интенсивность тепловыделения независимо управляемых нагревателей, реализована в виде конечноэлементной модели. Предложенный метод синтеза закона оптимального управления нагревателями, использующий метод множеств Парето, проиллюстрирован на примере полимеризации разностенной композитной конструкции, формуемой из стеклопластика.

Keywords: Композиционные материалы; Процесс полимеризации; Оптимальное управление; Кинетические уравнения; Уравнения в частных производных в задачах управления и оптимизации, Конечно-элементное моделирование, Фронт Парето