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

Все оказанное о вспомогательных задних углах почти полностью можно перенести и на выбор величины вспо­ могательных углов в плане. Они должны быть макси­ мально возможными. С их увеличением, правда, не-, сколько ухудшается чистота обработки, но значительно снижаются работа трения и температура резания. У про­ ходных резцон их следует делать в пределах 12—15°. Нет смысла увеличивать их до 45°, так как при этом ухудшаются условия теплоотвода. У отрезных резцов и дисковых фрез вспомогательные углы в плане нужно увеличивать в 2—3 раза по сравнению с углами у стан­ дартных металлорежущих инструментов, они должны быть /равными 3—5°.

Обратную конусность у сверл, разверток, зенкеров и метчиков нужно увеличивать в 1,5—2 раза по сравне­ нию с обратной конусностью у стандартных металлоре­ жущих инструментов.

Радиус сопряжения режущих кромок (радиус при вершине) у проходных резцов в зависимости от обраба­ тываемого электроизоляционного материала следует делать в пределах 0,5—2 мм, у отрезных — 0,1—0,3 мм. Дополнительную чистовую кромку, параллельную на­ правлению подачи по типу резца Колесова, предусмат­ ривать у проходных резцов из-за её малой эффективно­ сти при резании .пластмасс и других неметаллов не сле­ дует. Кроме того, даже небольшая непараллельность установки чистовой кромки такого резца направлению подачи приводит к отрицательному эффекту. В общем случае увеличение радиуса сопряжения режущих кро­ мок резцов и ножей торцовых фрез приводит к улучше­ нию чистоты обработанной поверхности, особенно при резании с большими подачами. При достаточной жест­ кости системы СПИД этот радиус можно увеличивать до 2—3 мм.

Усол наклона главной режущей кромки у резцов, но­ жей торцовых ф/рез и у косозубых (не винтозубых) дис­

с «елейными» зубьями уменьшают сколы и расслаива­ ние наружных листов у засотовок.

Угол ' подъема винтовой линии зуба или ленточки улучшает условия процесса резания и транспортирова­ ние стружки по стружечной канавке, придает большую устойчивость инструменту. У стандартных цилиидриче-

61

m ix металлорежущих фрез o)='20°, у стандартных ци-. линдрических спиральных (винтовых) сверл из быстро­ режущей стали в зависимости от диаметра ш=19-нЗЗ°. Такие углы у инструментов благоприятны для резания большинства электроизоляционных материалов, однако если проектируются специальные сверла и фрезы для обработки диэлектриков, то их нужно увеличить с целью лучшего транспортирования стружки: у фрез до 40—50°, у сверл до 20—36° (в зависимости от диаметра). Награфике рис. 23,6 показано влияние угла .подъема винто­ вой линии зуба цилиндрической твердосплавной фрезы ВК4 на стойкость инструмента при обработке асбесто­ цемента (кривая <3). Малые значения угла подъема почти не оказывают влияния на стойкость, большие, увеличивая передний угол в главной секущей плоскости, тем самым в -процессе заточки уменьшают угол заостре­ ния, что несколько интенсифицирует износ. Кроме того, при обработке слоистых и волокнистых диэлектриков режущая кромка инструментов с винтовым зубом посте-, пенно выходит из обрабатываемого материала. При этом уменьшается общая сила резания, воздействующая на наружные слои изделия, и уменьшается вероятность их отслаивания.

От величины радиуса округления во многом зависят качество среза, работа и температура резания. Как от­

(характеристики шлифовального круга, режима реза­ ния); 3) степени износа режущего клина инструмента [см. формулу (32)]. При резании электронзоляции во­ локнистого строения величина радиуса округления ре­ жущих кромок предопределяет характер среза отдель­ ного волокна композиции. От того, насколько «чист» срез, во многом зависит шероховатость обработанной поверхности. Волокно может оказаться срезанным, обор­ ванным, разлохмаченным, вырванным со связующим ма­ териалом или -вырванным с группой волокон. Это .опре­ делит ворсистость -обработанной поверхности, т. е. -чисто­ ту обработки. Срезание или вырыв гранулированных наполнителей у композиционных материалов также бу­ дет определять высоту .микроиеровностей обработанной поверхности диэлектрика. Чем меньше величина радну-

62

са округления режущей .кромки инструмента по сравне­ нию с радиусом гранулы наполнителя обрабатываемого материала, тем больше вероятность, что произойдет срез или скол, а не вырыв. Радиус округления режущей кромки заметно влияет па точность обработки. Из фор­ мулы (39) следует, что его величина существенно вли­ яет на упругое восстановление поверхностного слоя. Первый член изменяется главным образом за счет изно­

са h-j. определяющего длину 1а контакта по задней по­

верхности, т. е. с ростом износа инструмента увеличи­ вается радиус округления режущей кромки и возрастает величина упругого восстановления поверхностного слоя, снижающая точность обработки.

10. РЕЗЦЫ

Для различных токарных работ при точении деталей из электроизоляционных материалов первой группы обрабатываемости обычно применяют резцы общего назначения из быстрорежущей стали (ГОСТ 10043-62) « резцы общего назначения, оонащенные пластинками из твердого сплава (ГОСТ 6743-61). Так как силы реза­ ния, возникающие при точении неметаллов, во много раз меньше, чем силы при обработке металлов, то .державки при изготовлении резцов могут быть менее жесткими. При этом можно использовать обычные конструкционные стали.

Выбирать геометрические параметры режущей части .резцов для обработки точением электроизоляционных материалов можно, поль­ зуясь данными табл. 17, в которой приводятся средние значения параметров для наиболее общих условий резания.

При расточке отверстий в электроизоляционных мате­ риалах из-за большого упругого восстановления поверх­ ностных слоев условия контактирования хуже, чем при наружном точении. Для некоторой компенсации этого нежелательного влияния (для уменьшения длины кон­ такта по задней поверхности) рекомендуется увеличи­ вать величину заднего угла у расточных резцов пример­ но на 2—3° по сравнению с резцами для наружного то­

при расточке и наружном точении проходным и расточ­ ным резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК8. Резцы имели одинаковые геометрические параметры режущей части: а = 18°; у=5°; ф = 45°; cpi= 15°;

Я = 0°; r= 1-г-1,2 мм.

6 3

Т а б л и ц а 17

Геометрические параметры режущей части токарных резцов из быстрорежущей стали и резцов, оснащенных пластинками из твердого сплава

Материалы тетинакс III, текстолит ПТ, вторичный капрон и винипласт А обрабатывались на одном режиме резания: v —176-7-181 м/мин; s = 0,2I мм/об] t = 2 мм, при одинаковом диаметре 'наружного точения и растачива­ ния. Неточность углов заточки не превышала 15—30'. Во втором опыте у расточного резца был увеличен зад­ ний угол на 5° (до 23°). Результаты измерения длины

контакта по задней поверхности /априведены в табл.18. I

Т а б л и ц а 18

Длина контакта по задней поверхности инструмент— изделие

64

Из данных таблицы следует, что при расточке длина контакта / инструмент — изделие больше и для ее

уменьшения нужно увеличивать задние углы инструмента. Это явление мы объясняем большей долей сжимающих

•напряжений в поверхностном слое внутренней цилиндри­ ческой поверхности, чем в поверхностном слое наруж­ ного цилиндра. Внутренняя и наружная поверхности образцов были перед опытом предварительно обработа­ ны примерно с одинаковыми условиями резания.

Передний угол резца заметно влияет на ход процес­ са образования стружки- и на вид сходящей стружки при обработке термопластичных [Л. 19] и термореактив­ ных пластмасс [Л. 13, 20].

Однако при резании большинства электроизоляцион­ ных материалов передний угол оказывает небольшое влияние как на стойкость инструмента, так и на качест­ во обработанной поверхности изделия.

Строгальные резцы применяются редко. На про­ дольно-строгальных станках отрезными резцами разре­ зают длинные диеты и плиты из слоистых пластиков, асбестоцемента. Иногда для придания заготовкам то­ варного вида разрезке предшествует снятие фасок про­ ходным .резцом с одинаковыми главным и вспомогатель­ ным задними углами (cp=cpi). Геометрические парамет­ ры режущей части строгальных резцов назначаются близкими проходным.

Строгание твердой изоляции на поперечно-строгаль­ ных станках, как правило, заменяется более производи­ тельным процессом обработки— фрезерованием. При строгании используются перезаточенные металлорежу­ щие' строгальные резцы. Их геометрия выбирается при­ мерно такой же, как и у ; г с ж а р н ы х резцов. У прорезных и отрезных резцов вспомогательный угол в плане cpi дол­ жен быть не меньше 2—3°. В противном случае качество обработки становится плохим. Строгание фасонными резцами применяется редко. У них должны быть увели­ ченные (на 3—8°) по сравнению с металлорежущими задние углы.

Долбежные резцы находят применение .при изготов­ лении деталей типа втулок, ступиц, фасонных деталей из электроизоляционных, но главным образом конструк­ ционных неметаллических материалов. Используются обычные металлорежущие долбежные резцы, которые перезатачиваготся как стцогальные.

При изготовлении клиньев пазовой изоляции электро­ машин широко применяются специальные строгальные резцы для снятия скосов у призматических заготовок из текстолита и стеклотекстолита. Их делают из быстроре­ жущей стали или для -повышения стойкости оснащают твердосплавными пластинками. Передний угол около десяти градусов получается за счет установки резца. Задний угол делают равным 20°. Резцы тщательно за­ тачиваются, а ирикромочные участки доводятся до 9— 10-го классов чистоты. v

Рис. 24. Алмазные резцы.

а —сборный; б — составной, конструкции ХПИ им. В. И. Ленина.

Фасонное точение по копиру, точение круглыми и призматическими резцами производятся примерно так же, как и при обработке (металлов. Если резцы проекти­ руются и изготовляются специально для обработки не­ металлических материалов, то у них -следует увеличить на 3—5° задний у-гол и сделать передний угол таким, как при обработке чугун-ов. Если таким резцом должны обрабатываться детали из термопластичных пластмасс, то передний угол можно увеличить до 10—15°, оставив таким же задний угол.

Новые твердые и абразивные элёктроизоляционные материалы, например пластмассы, армированные стек­ ловолокном, сильно изнашивают инструментальные материалы обычной твердости. Поэтому все большее распространение получает их обработка резцами из сверхтвердых инструментальных материалов. Для этой цели применяются природные алмазы крупных размеров (около одного карата) и синтетические лоликристаллические алмазные балласы примерно такой же массы.

Алмазные резцы делают составными и сборными (рис. 24). На рис. 24,а показан стандартный по норма­ ли МН 1388-60 — МН 1394-60 сборный резец с закрепле­ нием на корпусе 1 алмазного зерна 5, впаянного во вставку 4, фиксирующуюся накладным прижимом 2 и винтом 3. Составной алмазный резец' конструкции Харь­ ковского политехнического института им. В. И. Ленина (ХПИ) с открытой поверхностью изображен на рис. 24,6. Он состоит из цилиндрического с лы-ской кор­ пуса с продольным пазом, в который впаяна припоем

□□

а)

Рис. 25. Сборные алмазные резцы:

а — проходной упорный: б — прорезной.

ПСр-40 металло-керамическая (связка типа Ml) с зер­ ном балласа (АСБ) стандартная вставка API Томилин­ ского завода алмазных инструментов.

Инструментальная промышленность -выпускает раз­ нообразные по назначению и по форме головки алмаз­ ных резцов. Большее применение получили в электротех­ нической промышленности проходные резцы для левого и правого (направления подачи) точения (рис. 24,а), а также проходные упорные и прорезные алмазные рез­ цы, показанные на рис. 25.

Рис. 26. Сборный алмазный резец конструкции ХПИ им. В. И. Ленина для снятия увеличенных припусков.

Из-за сравнительно небольших размеров зерен при­ родного алмаза, идущих для изготовления резцов, глу­ бина резания, как правило, ограничивается 0,5—1 мм. Это нередко становится фактором, ограничивающим применение алмазного точения, ^так как приходится вводить две операции (прохода) чернового и чистового алмазного точения:

Для устранения этого недостатка в Отраслевой лабо­ ратории алмазных инструментов ХПИ им. В. И. Ленина была разработана конструкция алмазного резца, рабо­ тающего по принципу разделения припуска. Этот резец показан на рис. 26. В корпусе 1 сделаны три располо­ женные на горизонтали цилиндрических отверстия, в которые вставляются с круглыми державками алмаз-

68

Пые резЦы 3 (см. рис. 24,6) и закрепляются винтами 2. Вершина резцов смещается в радиальном направлении на максимальную (вдоль главной режущей кромки) глубину резания. Этим достигается увеличение съема припуска. Если такой резец оснащен тремя стандартны­ ми вставками из 'синтетического поликристаллнческого алмаза (АСБ), то глубина резания при точении «па про­ ход» может быть доведена до 6—7 мм (на сторону), что значительно расширяет область применения алмазного точения.

Применение алмазных резцов, оснащенных природ­ ными и недефицитнымп синтетическими алмазами, осо­ бенно эффективно при необходимостивыполнения чисто­ вых операций наружного точения и расточки деталей из твердых электроизоляционных материалов типа обож­ женных керамик, стекла, фарфора, стеклопластиков и др.

11. СВЕРЛА, ЗЕНКЕРЫ И РАЗВЕРТКИ

Инструменты для обработки отверстий в элект­ роизоляционных материалах, особенно сверла, отличают­ ся разнообразием конструкций и формой режущей ча­ сти. Сверла получили значительное развитие в связи с многочисленными и разнообразными задачами, кото­ рые ставит современная технология. И все же наиболь­ шее распространение, несмотря на сложность, получили винтовые (спиральные) сверла благодаря их универ­ сальности и эксплуатационной надежности.

Ниже описываются и анализируютсяконструкции сверл, нашедшие применение в заводской практике при обработке электроизоляционных материалов.

Цилиндрическое сверло с двумя винтовыми стружеч­ ными канавками широко распространено при обработке отверстий малых и средних размеров в сплошном мате­ риале, когда глубина доходит до четырех диаметров, а также при рассверливании предварительно полученных отверстий с глубиной до шести диаметров.

Стандартные сверла, заточенные с углом при верши­ не 2ср=4 16-н118°, приходится почти всегда перезатачивать, уменьшая его до 2ср = 70-=-100°. Величина угла -при вершине выбирается в зависимости от обрабатываемого материала. Это необходимо для снижения осевой состав­ ляющей силы резания, которая при выходе сверла из

69

материала Приводит к сколам, расслаиваниям и другим дефектам кромок отверстия. На рис. 27 показаны режу­ щие части перезаточенных стандартных сверл (ГОСТ 885-64) из быстрорежущей стали с одним углом

(сердцевиной) и подточенным прикромочиым участком Передней поверхности.

Рис. 27. Режущая часть цилиндрического спирального (винтового) сверла со специальной заточкой.

вершине, подточка передней поверхности и поперечной режу­ щей кромки.

Сердцевину следует подтачивать, доводя длину по­ перечной режущей кромки до 0,05—0,10 диаметра свер­ ла. Передние поверхности сверла шлифуют специально заправленным кругом, поперечный профиль которого должен соответствовать предполагаемой величине пе­ реднего угла. Для уменьшения поверхности и работы

70