книги из ГПНТБ / Семко, М. Ф. Обработка резанием электроизоляционных материалов

Таблица 35

Ориентировочные режимы резания при развертывании отверстий у деталей из пластмасс

* Допускается увеличение критерия затупления до 0,15—0,20 мм.

19. ШЛИФОВАНИЕ И ПОЛИРОВАНИЕ

Шлифование и полирование электроизоляцион­ ных материалов занимают важное место в технологи­ ческом цикле изготовления из них деталей машин и ап­ паратов.

Шлифование применяют для получения точных разме­ ров, правильной формы изделий и высокой степени чисто­ ты обработки, особенно если они сделаны из твердых-, труднообрабатываемых для лезвийных инструментов ма­ териалов или если в обрабатываемый материал входит составной частью абразивный компонент. Эффективность процесса шлифования зависит, главным образом, от ха­ рактеристики абразивного материала, связки и структу­ ры круга, его «засаливаемости» и степени самозатачи­ ваемости.

Для шлифования электроизоляционных материалов чаще всего применяют плоские (ПП), чашечные (ЧЦ и ЧК), тарельчатые ■(2Т и Т), а для разрезки листовых, плиточных и профильных электроизоляционных материа­ лов отрезные (ОК), карборундовые (SiC) и корундовые (А120 3) шлифовальные круги.

Общим правилом шлифования пластмасс и других электроизоляционных материалов с органическими ■сос­ тавляющими является обязательное применение мягких (Ml; М2; М3) или среднемягких (СМ1, СМ2) шлифо­ вальных кругов с высокопористой (13—18) или открытой (10—12) структурой. Для черновых работ следует.приме­ нять крупнозернистые (63—125), а для чистовых — сред­ незернистые (25—50) карборундовые или корундовые шлифовальные круги. В подавляющем большинстве слу­ чаев обработки электроизоляционных материалов ско­ рость круга должна быть в пределах 22—35 м/сек, а ско­ рость изделия 1—5 м/мин. При этом следует иметь в виду следующее важное обстоятельство. Для большинства электроизоляционных материалов, особенно материалов с органическими компонентами, недопустим продолжи­ тельный, более 0,7—1,2 сек, контакт зерна круга с по­ верхностью изделия. Нарушение этого условия приводит к перегреву и деструкцироваиию поверхностного слоя обрабатываемой детали, вызывает прижоги или выго­ рание ее органических составляющих. При этом удель­ ная сила прижима круга к обрабатываемой детали или, наоборот, изделия к абразивному ннстументу не должны быть больше 0,003—0,012 кгс/мм2. Если условия эксплуа­ тации обрабатываемой детали позволяют при ее шлифо­ вании использовать смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ), то ее всегда следует применять, так как она интенсифицирует процесс резания и повышает качество обработки, уменьшая засаливание круга, исключая или снижая степень деструкцирования и прижигания обра­ ботанной поверхности изделия. Рекомендуемые режимы резания для трех основных (круглое наружное, плоское периферийное и разрезка) видов шлифования электро­ изоляционных материалов приводятся в табл. 36. В ней кроме режимов резания даются характеристики 'кругов из электрокорунда (Э и ЭБ), карбида кремния (КЧ и КЗ), природного (А), синтетического (СА) и синтети­ ческого поликристаллического дробленого алмаза типа «баллас» (АСБ). Для каждого вида шлифования пршво-

132

дится рекомендация по применению наиболее часто ис­ пользуемых смазочно-охлаждающих жидкостей: 2—5% эмульсол (Э), вода (В). Прочерки указывают на нецеле­ сообразность применения СОЖ.

Шлифовальные шкурки находят применение, главным образом, при очистке деталей из пластмасс и ряда дру­ гих материалов после отливки под давлением, после прес­ сования, а также когда необходимо шлифовать сложные (фасонные) поверхности. В первых двух случаях шкур­ ка закрепляется на вращающемся круглом диске, в третьем случае замкнутая шкурка-лента обкатывается между фасонными роликами, один из которых, реже оба, является ведущим.

Для сниятня грата и зачистки поверхностей и кромок деталей применяются шкурки из стекла (С), кварца (КВ), кремния (КР), электрокорунда (Э или ЭБ), карбида кремния (КЧ или КЗ) сред­ ней зернистости. Мелкозернистые шкурки обеспечивают лучшую чи­ стоту обработанной, поверхности, но они имеют существенный недо­ статок — быстро засаливаются. Наибольшую производительность шлифования обеспечивают шкурки с зернами из черного или зеле­ ного карбида кремния, так как они наиболее прочны и долго сохра­ няют остроту кромок. Шкурки с зернами из карбида кремния тре­ буют и минимальной силы прижатия изделия, что меньше утомляет рабочего. Для большинства пластмасс и других неметаллических материалов скорость резания ври шлифовании шкуркой, закреплен­ ной на торце или на периферии диска, должна быть в пределах 22—35 м/сек. Наиболее целесообразна скорость абразивной ленты 6 —'10 м/сек. У бесшовных лент скорость резания может быть до­

пущена значительно больше. Если она менее 20 м/сек, то шкурка быстрее засаливается. При скорости более 35 м/сек сильно нагре­ ваются изделие и шкурка, интенсивней осыпаются зерна. Шлифовать шкурками и абразивными лентами следует с умеренным прижимом изделия. При этом удельное давление должно быть меньше 0,004—

0,01 • кгс/смг.

Полирование деталей из электроизоляционных мате­ риалов придает им гладкую блестящую поверхность за счет сглаживания микрогребешков.

Полировальный диск из сукна, саржи, фланели или миткаля с нанесенной пастой ГОИ или алмазной пастой [Л. 1] должен иметь окружную скорость около 40 м/сек. Для полирования пластмасс рекомендуется специальная паста НИИПМ: 20% олеиновой кислоты; 20% церезина; 60% окиси хрома.

С помощью твердых полировальных кругов устраня­ ются дефекты предыдущих обработок — царапины, за­ боины, налипы и др. Мягкими кругами окончательно по­ лируют твердые электроизоляционные материалы, а так­ же термопласты.

133

Режимы резания и характеристика абразивных кругов при шлифовании и разрезке электроизоляционных материалов

П р и м е ч а н и е . В вода; Э эмульсол (2—5%); t»Kp— скорость абразивного круга; о — скорость подачи заготовки.

При напряженной работе полировальные круги силь­ но нагреваются. Для уменьшения этого нежелательного явления их делают самоохлаждающимися. Между дву­ мя рабочими дисками вставляется один промежуточный, диаметр которого в 3—4 раза меньше рабочего. Толщи­ на такого полировального круга не должна быть боль­ ше 120,—150 мм.

Мелкие детали из пластмасс и из некоторых других неметалли­ ческих материалов качественно и производительно можно полиро­ вать в галтовочных барабанах, на одну треть загружаемых опил­ ками с мелом .или опилками с пемзой и ,на одну четверть его объ­ ема— полируемыми деталями. Галтовочный барабан обычно враща­ ется со скоростью 20—30 об/мин. Она зависит от размеров самого барабана и полируемых детален.. Чем больше размер барабана, тем меньше должно быть число оборотов при приблизительно посто­ янной скорости полирования (галтовки). Время .полирования зави­ сит от требуемой чистоты обработки, обрабатываемого материала и конфигурации (перепадов размеров) изделия.

Разрезка абразивными и алмазными отрезными кру­ гами листов, плит, блоков, прутков и фасонных профи­ лей нз. электроизоляционных материалов занимает осо­ бое место среди разнообразных шлифовальных работ.

Как уже отмечалось в § 12, дисковые отрезные круги из абразивных материалов обычной твердости, несмотря на хорошие режущие свойства и небольшую ширину распила, почти не применяются из-за малой их прочно­ сти и опасности разрыва.

Абразивные крути обеспечивают сравнительно высо­ кую (0,5—2 м/мин) производительность при экономич­ ной ширине и хорошем качестве распила. Круги из элек­ трокорунда (Э и ЭБ) или карборунда (КЧ или КЗ) на бакелитовой или вулканитовой связке должны иметь скорость резания в пределах 35—45 м/сек для большин­ ства пластмасс, а также электроизоляционных материа­ лов средней и низкой твердости. При этом не допуска­ ются даже небольшие (до 3—5 мм на 1000 мм длины) перекосы заготовки.

Алмазные (природные и синтетические) круги при­ менимы как при резке материалов с ручной, так и с ме­ ханической подачей. Эти. круги могут резать как твердые абразивные материалы, так и сравнительно мягкие. Резт ка многих неметаллических материалов возможна толь­ ко при использовании смазочно-охлаждающих жидкос­

компоненты с низкой тепловой стойкостью размягчаются

137

и налипают на алмазоносный слон, увеличивая работу трения и еще больше повышая температуру контактных площадок. Металлокерамические связки Ml, МИ и др. практически не имеют пор, что ухудшает условия реза­ ния, размещения и транспортирования стружки и пыли. Поэтому правильный подбор режима резания и, если допустимо, смазочно-охлаждающей жидкости во -многом определяет эффективность алмазных отрезных кругов.

Наиболее эффективная область использования алмаз­ ных отрезных кругов, оснащенных синтетическими поликристаллическими алмазами типа «баллас» (АСБ),—рез­ ка листов и плит из стеклопластиков без 'применения смазочно-охлаждающих жидкостей. При этом скорость круга должна быть в пределах 38—45 м/сек, а подача 2—10 м/мин в зависимости от толщины и длины листа или плиты и характеристик стеклопластика. Производи­ тельность разрезки стеклопластиков кругами из АСБ сравнивалась с оптимальными условиями обработки дис­ ковыми отрезными фрезами из быстрорежущей стали и фрезами, оснащенными пластинками из твердого сплава. С учетом потери времени на съем и установку фрезы для перезаточек за всю продолжительность работы балласового круга производительность алмазной разрезки была в 1,6 раза выше производительности разрезки лис­ тов стеклотекстолита фрезами из быстрорежущей стали и в 1,4 раза выше производительности при разрезке фре­ зами, оснащенными пластинками из твердого сплава. С уменьшением толщины разрезаемого листа производи­ тельность повышается в 4—6 раз [Л. 29].

Износостойкость балласовых кругов во много раз вы­ ше износостойкости фрез. Так, полная стойкость фрез из быстрорежущей стали с учетом всех перезаточек при резке стеклотекстолита не превышает 4 ч, а фрез, осна­ щенных пластинками из твердых сплавов, в лучшем слу­ чае, если отсутствуют поломки зубьев-— 12—16 ч. Стой­ кость кругов из АСБ в зависимости от толщины разре­ заемых листов и плит того же стеклотекстолита достигает 100—300 ч. При этом следует учесть, что' ка­ чество разрезки балласовыми кругами за время их пол­ ной стойкости практически не изменяется. При сравни­ тельно небольшом (0,15—0,25 мм) износе металлических и металлокерамических фрез дробящее действие затуп­ ленных зубьев вызывает деструкцию органических сос­ тавляющих пластиков. При большем (0,3—0,5 мм) изно­

138

се зубьев обработанные поверхности прижигаются, что резко снижает качество изделий или становится причи­ ной брака. Стойкость в часах фрез и отрезных кругов ориентировочно выражается такими числами: 4 (БС); 16 (ТС); 120 (АСБ).

Сравнительная стоимость (в относительных единицах) разрезки стеклопластиков балласовымн кругами только с учетом инструмен­ тальных расходов в условиях эксплуатации фрез и кругов на харь­ ковских заводах «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина, электромеха­

ны приблизительно равна: 6,5 (БС); 3,5 (ТС); 0,05 коп. |(АСБ). Очевидно, что балласовые круги экономически выгодно использо­ вать для разрезки листовых неметаллических материалов. Их цен­ ность повышается еще и тем, что они недефицнтны и безопасны.

Величина оилы резания (усилие подачи) при разрез­ ке фрезами и кругами из-за отсутствия на станках для этой цели механической подачи приобретает чрезвычай­ но большое значение, так как она непосредственно влия­ ет на утомляемость рабочего и, следовательно, на про-* изводительность его труда. Сопоставление усилий подачи при разрезке стеклотекстолитов марок СТ и СТЭФ бы­ строрежущими, твердосплавными фрезами, отрезными кругами из природных алмазов и кругов из балласов одинаковой зернистости и концентрации показало, что при равной минутной подаче наибольшая горизонталь­ ная составляющая оилы резания была у балласового круга. По мере износа зубьев фрез эта составляющая увеличивается и при износе задней поверхности зубьев более чем на 0,15—0,20 мм превосходит горизонтальную составляющую, возникающую при резании алмазными (природными и балласовымн кругами). У неизношенных

зубьев фрез до 0,15—0,20 мм это соотношение изменя­ ется 1,6 (ВС): 1,3 (ТС): 0,8 (А): 1 (АСБ). При больших износах зубьев фрез, что допускается при предваритель­ ной неответственной резке, это соотношение еще более изменяется пользу алмазно-балласовой обработки. Здесь следует учесть и тот факт, что при фрезеровании возникают вибрации заготовки, что вредно отражается на здоровье рабочего, так как она подается вручную. Это полностью исключается при разрезке листов и плит алмазно-балласовыми кругами.

139

Качество обработки при разрезке стеклопластиков лучше, чем при фрезеровании-. Если при разрезке листов, и плит фрезами из быстрорежущей стали и твердого сплава шероховатость боковых поверхностей не превы­ шает 4-го класса чистоты, то при резании алмазными кругами шероховатость, как правило, находится в пре­ делах 5—б-го, а то и 7-го классов.

Деструкция обработанных поверхностей стеклоплас­ тиков при фрезеровании среднеизношенными фрезами (0,1—0,3-льи) несколько больше, чем при разрезке ал­ мазно-абразивными кругами. Поэтому алмазная разрез­ ка находит применение при изготовлении изделий из стеклопластиков, к которым предъявляются требования сохранения механической -прочности, диэлектрических свойств и низкого влагопоглощения.

В ближайшем будущем ■балласовые круги должны почти полностью вытеснить на операциях разрезки лис­ товых и плиточных неметаллических материалов диско­ вые металлические и металлокерамическне фрезы, а так­ же отрезные круги из дефицитных и дорогих природных алмазов.

Внедрение нового прогрессивного инструментального материала АСБ, особенно для резки абразивных элект­ роизоляционных материалов, обеспечивает значительный экономический эффект за счет уменьшения ширины рас­ пила, повышения -производительности труда и улучше­ ния качества обработки. Кроме того, создаются более безопасные и гигиенически благоприятные условия тру­ да рабочего.

резьбовыми резцами у деталей из стеклопластиков в за­

1 Ершов Е. М., Мо-рдвин А. П. Изготовление резьб на деталях

из стеклопластика. Л., «Машиностроение», 1969.

140