Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
27.36 Mб
Скачать

В случае работы с постоянным усилием подачи сама подача не является постоянной: маленькая подача в начале резания

становится

большой,

когда

поперечная кромка сверла

достигнет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нижней поверхности слои­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стого пластика.

 

Быстрое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

увеличение скорости пода­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чи сверла в конце сверле­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния приводит к образова­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нию трещин вокруг кром­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки

отверстия со

стороны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выхода сверла.

Очевидно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что чем больше усилие по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дачи, тем интенсивнее ра­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стрескивание. При умень­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шении скорости

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сверла растрескивание так­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

же усиливается (рис. 211).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти явления можно объ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

яснить изменением подачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на одну режущую кромку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работая сверлом специаль­

О

Ч

в

12

W

20

20

28

ной

конструкции,

можно

 

 

Количество отверстий

 

 

 

избежать образования тре­

Рис.

214.

Зависимость

сил

резания

от

количе­

щин вокруг кромки отвер­

ства

просверленных

отверстий в слоистом фено­

стия. Влияниеконструкции

пласте на

основе стекла (п — 2000 об/мин;

s =

*= 0,1

мм/об; работа

без

охлаждения; (о =

27°;

сверла на образование тре­

 

 

 

2ф =

120°)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щин показано на рис. 212.

Износ сверла может быть значительным,

особенно при сверление

слоистых пластиков, армированных стекловолокном или

асбестом.

Результаты испытаний при сверлении феностеклопласта, сходным

 

 

 

 

 

- и

— - •

 

 

в)

 

Подача

Рис.

215. Рост

 

6)

отверстий

температуры

на

внутренних поверхностях

в

зависимости от подачи

при сверлении слоистых фенопластов:

а — на основе

бумаги; б — на основе

стекла: 1 — без охлаждения;

 

2 — с охлаждением

(Tsueda

с сотрудниками)

 

с данными экспериментов Landall’a, представлены на рис. 213. Влияние материала сверла и объема выполненной им работы (количества просверленных отверстий) на износ сверла диа­ метром 5 мм или на время сверления отверстия заданной длины,

172

показано на рис. 213, а, а угла при вершине сверла и количества просверленных отверстий — на рис. 213, б. Испытывали также сверла, покрытые окисной пленкой с целью увеличения их стой­ кости (рис. 213,в). На основании проведенных экспериментов установлено, что сверла изнашиваются главным образом по зад­ ним поверхностям; передние поверхности изнашиваются меньше.

Рис. 216. Зависимость времени сверления одного отвер­ стия в слоистом фенопласте на основе бумаги от ско­ рости вращения сверла (Tsukada)

Изменения сил резания в зависимости от количества просверлен­ ных отверстий при обработке слоистых фенопластов на основе стекловолокна представлены на рис. 214. Крутящий момент не увеличивается с ростом количества просверленных отверстий, а осевая сила резко возрастает.

Температура поверхности отверстий, просверленных в слоистых фенопластах на основе бумаги и стекловолокна, изменяется в зависимости от подачи (рис. 215) и от глубины отверстий. При уменьшении подачи температура повышается.

Применение охлаждающих жидкостей тоже оказывает большое влияние на снижение температуры. Рост температуры, наблюдаю­ щийся при сверлении слоистых фенопластов, обычно больше,

173

чем при сверлении поливинилхлорида или других термопластов Вследствие этого уменьшается стойкость сверла.

Время t с сверления отверстия глубиной 7 мм в слоистом фенопласте на основе бумаги, показано на рис. 216:

t = С п 1 = 11,1 ДОДД1’4 п~\

где я — скорость вращения сверла, об/мин; Рх — усилие подачи,

кгс (Tsukada).

Подача

Рис. 217. Изменение разности диаметров просверленного отверстия и сверла при сверлении слоистого фенопласта на основе бумаги от подачи и скорости вращения сверла

(СО = 27е; 2ф = 120°):

I п = 4000 об/мин; 2 — 2000 об/мин; 3 — 1000 об/мин

Шероховатость внутренних поверхностей отверстий обычно меньше 4 мкм. Диаметр отверстия, как, правило, меньше диа­ метра сверла. Изменение разности диаметров отверстия и сверла

кгс.

 

 

 

 

 

 

ом Д д д д

 

 

» W X X

X

X

▲ А А

А

>

0,2 Д д д

 

 

 

Сэ

 

 

 

 

 

 

‘й 8 X X X X

А А ▲ ▲

1

0.1 q р

й

©

 

 

X X X X

А А ▲ А

^

0.05 IT

 

i

 

 

X X X X

X д д д

 

0,025

ЛДЛ

I

 

 

 

©

1

 

 

X X X X

X д д Л

 

 

500

2000

500 п.об/мин

500

2000

 

 

 

 

000

0000

то

woo’" '

 

 

Скорость Вращения сверла

woo

 

т о

 

 

Скорость Вращения сверла

 

 

 

а)

 

 

6)

 

а.I

 

61

 

 

 

@ отверстия

Высокого

Л легкое Вспучивание,

 

 

качества:

 

 

 

О отверстия хорошего

х Вспучивание:

 

 

 

качества:

 

растрескивание

 

 

 

Д легкое вспучивание

Рис. 218. Качество поверхностей отверстий

Рис. 219. Оптимальные режимы сверления

при сверлении слоистого фенопласта на

слоистого фенопласта на основе бумаги

основе бумаги обычным спиральным свер­

сверлом, имеющим разную высоту режу­

лом с углом

(о = 27°

и 2ф = 120°:

 

 

щих

кромок:

а — поверхность

отверстия на входе свер­

а поверхность

отверстия на входе свер­

ла; б — на выходе сверла (Tsukada)

 

ла;

б — на

выходе сверла

при сверлении слоистого фенопласта на основе бумаги от подачи и скорости вращения сверла показано на рис. 217.

Оптимальные режимы сверления слоистых пластиков основаны на учете явлений вспучивания и растрескивания обрабатываемого материала вокруг кромок отверстия. Вспучивание означает частич-

174

ное отслаивание материала в зоне, непосредственно прилегающей к отверстию. На рис. 218 приведены оптимальные режимы сверле­ ния слоистых фенопластов на основе бумаги, дающие предста­ вление о трудностях, с которыми связано сверление этих материа­ лов без каких-либо повреждений поверхностей. При работе сверлом такой же конструкции и геометрии, но с разной высотой режущих кромок (см. рис. 212, г, д) диапазон оптимальных режимов свер­ ления слоистых пластиков расширяется до пределов, указанных на рис. 219.

s ,h m / o 5

 

 

 

 

 

 

s.nn/oS

 

 

 

 

 

 

 

АО XX д Л

 

 

 

ОМд д д д д А д А

 

§

 

ОЛ

 

 

§

 

 

о,г

ДГ

д д д д

 

 

0.2д д д д

д А д Д

 

<3

 

 

 

СЭ

 

О

 

О А д X

 

 

0.1

и о !

Ад D

0

 

 

§

0.1

 

 

^

0.05

 

Дь f t .

9

 

 

~ 0,05

Щи$$

О О X X

 

0.025

2000

До

 

500

п.ов/пин

0.025

ш

 

я

0 X X

 

 

 

500

500

2000

 

500

2000

500

2000

500 п,об/мин

 

 

woo оооо

woo то

woo

 

юоо

то

 

woo то woo

 

 

 

 

Скорость вращения

сверла

 

 

Спорость вращения сверла

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

в)

в)

 

 

 

 

а)

 

в)

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф отверстия

высокого качества;

 

 

@отверстия высокого качества;

 

 

 

Оотверстия хорошего качества;

 

О отверстия хорошего качества;

 

 

А легкое вспучивание;

 

 

 

д легкое вспучивание;

 

 

 

х вспучивание

 

 

 

 

 

* вспучивание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 220. Оптимальные режимы сверления

Рис. 221. Оптимальные режимы сверления

слоистого

фенопласта

на

основе ткани

слоистого

меламина

на

основе

бумаги

 

 

(со = 27°; 2ф =

120°):

 

 

 

(со =

27°;

2ср =

120е):

 

а — поверхность

отверстия на входе свер­

а — поверхность

отверстия

на входе свер­

ла;

 

б — поверхность

отверстия;

в — по­

ла;

б — поверхность

отверстия;

в —

верхность отверстия

на выходе

сверла

поверхность отверстия

на

выходе

сверла

(Tsukada)

Стружка, образующаяся при сверлении слоистого фенопласта на тканевой основе, всегда прерывистая и порошкообразная. Однако вспучивание или растрескивание обрабатываемого мате­ риала вокруг кромок отверстий наблюдается редко. Следовательно, диапазон оптимальных режимов сверления текстолита относи­ тельно широк по сравнению с режимами для слоистых пластиков на бумажной основе. Оптимальные режимы сверления слоистых фенопластов на тканевой основе представлены на рис. 220.

Стружка и внешний вид отверстий, просверленных в слоистом меламине на бумажной основе, такие же как и в слоистом фено­ пласте на тканевой основе. Оптимальные режимы сверления слоистого меламина даны на рис. 221.

Литые реактопласты

Образование трещин вокруг кромок отверстий на входе и вы­ ходе сверла — обычное явление при сверлении литого лолиэфиропласта, так же как и литых деталей из карбамида (мочевины), литого фенопласта или других хрупких пластмасс. Размеры тре­ щин зависят не только от режимов сверления, но и от конструк­ ции и геометрии сверла. Наибольшее влияние на размеры трещин

175

оказывают подача, угол при вершине и передний угол. Трещины становятся больше с увеличением угла при вершине и при боль­ ших подачах. Их размеры незначительно возрастают при увеличе­ нии угла наклона винтовой канавки сверла и скорости резания.

Скорость вращения сверла

о зона оптимальных режимов(трещины отсутствуют) Л мелкие трещины х больщие трещины

Рис. 222. Оптимальные режимы сверления литого полиэфиропласта

(и = 20°,• а = 15°):

оппп’

переменный

 

угол при

вершине и

скорость

вращения

20UU

оо/мин;

б, г

— переменная

скорость

вращения

и угол при

вершине 2ф

80° (а,

б — на входе сверла; в, г — на выходе сверла)

На основании данных, полученных при наблюдениях за каче­ ством отверстий, разработаны оптимальные режимы сверления (светлые точки), обеспечивающие отсутствие трещин при сверле­ нии литого полиэфиропласта (рис. 222). Диапазон оптимальных режимов сверления расширяется в случаях применения сверл

176

бд,нгс/мм2;рх,юс;М,кгс-см

 

г5

Подача

 

 

 

—'5 :

 

 

 

СЗ 8

\S,MIн/об

 

 

 

 

 

 

 

 

■On

 

 

 

 

 

«х 2

\0,2

 

 

 

*-j

 

 

 

§ ^

 

 

 

 

 

Cits

 

 

 

 

 

сз £

 

 

 

 

 

3:

 

 

 

 

 

ig

\

ч 01

 

 

 

 

 

 

 

»

'—■ -

 

 

 

 

Й 13

 

 

 

 

Clt

 

005"

 

 

t a

 

 

 

“f Q.

 

 

 

 

 

? W

III|(|1м 2

 

 

 

r9r<U

 

 

 

CJ

 

;7~оТ~~

 

 

СЭ

& «

 

 

0

 

_____

75

Ю0 °C

15

50

 

 

Температура

 

Рис. 223. Зависимость крутящего момента (штриховые линии), осевой силы (сплошные

линии) и предела прочности на разрыв (штрихпунктирные линии) от температуры резания при сверлении литого полиэфира с различными подачами

;

_

Толщина а) обрабатываемого

материала 30 мм

1

А _ _ _ 1

, „

-т-------1-----

Толщина

8)обрабатываемого материала 30 мм

рис. 224. Осциллограммы сил резания при глубоком сверлении

литого полиэфира (а) и поли­ карбоната (б):

1 — крутящий

момент; 2

осевая

сила

Рис. 225. Сравнительный график про­ изводительности сверления литого по­ лиэфира (сплошные линии) и эпо­ ксипласта (штриховые линии (со = 27°; 2ф = 120°) (Tsukada)

специальных конструкций (см. рис. 148,6 и в), или когда обра­ батываемый материал предварительно нагревается до соответ­ ствующей температуры и переходит в полупластифицированное состояние, как при горячей штамповке.

Изменения сил резания в зависимости от рабочей температуры при нескольких значениях подачи представлены на рис. 223. В интервале температур от 50 до 75° С стружка становится непре­ рывной даже при большой подаче; однако если температура слишком высокая, стружка становится прерывистой.

СЗ

 

 

 

>

 

 

 

Сз

 

 

 

Сэ

 

 

 

с:

 

 

 

О 200 ООО п,об/мин

0

10

20 30 а)°

Скорость

 

Угол

наклона

вращения сверла

винтовой канавки

Рис. 226. Оптимальные режимы сверления листовой кар­ бамидной смолы перовым сверлом с углом при вершине

118° (Tsueda):

О — трещины отсутствуют; х — трещины образуются

Крутящий момент несколько уменьшается, а осевая сила возрастает почти пропорционально увеличению угла при вершине сверла. Осевая сила возрастает линейно с увеличением подачи; однако большого увеличения крутящего момента при увеличении подачи не наблюдается, так как при большой подаче образуется прерывистая стружка с трещинами. Эти явления отличаются от наблюдающихся при сверлении термопластов. На рис. 224 приведены сравнительные осциллограммы, характеризующие про­ цессы сверления литого полиэфиропласта и поликарбоната (тол­ щина материала 30 мм).

Время сверления отверстия глубиной 10 мм в литом полиэфиропласте и литом эпоксипласте в зависимости от подачи и скорости вращения сверла представлено на рис. 225. Поведение литого эпоксипласта сходно с литым полиэфиропластом.

Оптимальные режимы сверления листовой карбомидной смо­ лы перовым сверлом приведены на рис. 226.

ГЛАВА 9

ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Методы отделки

Во многих случаях литые или механически обработанные детали из пластмасс Необходимо дополнительно отделывать. Для отде­ лочных операций используют напильники (для опиливания или доводки, снятия заусенцев, чистовой обработки формованных и литых деталей, для отделки кромок и углов пластмассовых листов), а также применяют

абразивные материалы. Клас­

 

 

Т а б л и ц а

20

сификация методов отделки аб­

Методы отделочной обработки

 

разивами

приведена в табл. 20.

пластмасс абразивами

 

Опиливание

Применение абразивов в состоянии

 

 

 

 

 

При

выборе

напильника

свободном

 

связанном

 

следует учитывать, что тип,

 

 

 

 

 

форма, размеры, насечка на­

Галтовка

 

Шлифование

 

пильника

определяют легкость

Отделочная

об-

Ленточное

шлифо-

и скорость

съема

припуска и

работка

об-

ванне

(включая

качество

опиленной

поверхно­

дувкой

 

шлифование

лен­

 

 

кварцевой

сти.

 

 

 

 

 

 

той)

 

 

Термопласты легко подда­

Полирование

 

 

 

 

ются опиливанию и при рацио­

 

 

 

 

 

нальном

проведении

операции

отделочного полирования

посред­

могут быть

подготовлены для

ством одного опиливания. Применением для отделки термопла­

стов

обычных напильников

для

металла не

дает удовлетвори­

тельных

результатов, так

как

они быстро забиваются струж­

кой.

Большую производительность п'ри обработке термопластов

обеспечивают остроносые личные напильники

с глубокой, оди­

нарной

насечкой и дугообразными зубьями с

крупным шагом,

подобные применяемым для опиливания алюминия, магния и других мягких металлов. Этот способ подобен шевингованию и обеспечивает гладкую и чистую поверхность. Полукруглыми напильниками выглаживают внутреннюю поверхность отверстий, а трехгранными прорезают V-образные желобки или канавки. Чтобы предохранить напильник от забивания стружкой, его надо часто прочищать проволочной или фибровой щеткой. Опили-

179

500
мг/мин

вание следует производить длинными, колебательными движени­ ями с легким нажимом.

Изделия из реактопластов, полученные литьем под давлением или прессованием всегда нуждаются в некоторых отделочных операциях для удаления литников или грата по линиям разъема.

Количество снимаемого напильниками слоя материала зави­ сит от давления, приложенного к напильнику, и скорости опили­ вания. На рис. 227 представлено соотношение между количеством материала, снимаемого в единицу времени, скоростью опиливания и давлением на напильник при обработке слоистого фенопласта

на основе бумаги. Установлено, что съем материала увеличивает­ ся с возрастанием скорости опиливания и давления. Одна­ ко при опиливании реактопла­ стов напильники быстро изна­ шиваются.

 

 

 

 

 

 

Шлифование

 

 

ригели

„ v

 

Шлифовальные станки, глав­

 

 

 

ным образом, плоско- и бесцен­

Давление

на напильник v

^

 

трово-шлифовальные для обра­

Рис. 227. Зависимость между количеством

ботки

металлов

часто

исполь­

зуют

для отделки

пластмассо­

материала,

снимаемого в единицу вре­

мени, скоростью и давлением

на напиль­

вых

деталей с

относительно

ник обычного типа при опиливании слои­

стого

фенопласта на основе бумаги

 

жесткими допусками. При шли­

даются

некоторые трудности

 

фовании

термопластов

наблю­

из-за их низкой температуры плав­

ления,

в

результате

чего

засаливается

поверхность

абразив­

ного круга. Шлифование реактопластов,

особенно,

содержащих

абразивные наполнители в виде стекла,

асбеста или слюды, ши­

роко

применяется благодаря

преимуществам

по

сравнению

с обработкой таких материалов обычными режущими инструмен­ тами.

Рекомендуется пользоваться шлифовальными кругами с откры­ той структурой * и низкой твердостью и работать с обильным охлаждением, чтобы предохранить круг от перегрева и засалива­ ния. Недавно созданные шлифовальные круги с пустотелыми абразивными зернами из окиси алюминия нашли широкое приме­ нение для шлифования пластмасс без засаливания круга. При выборе шлифовальных кругов и режимов шлифования следует исходить из основных положений методов резки абразивами, рассмотренных в гл. 5. Некоторые примеры приведены в табл. 21.

* С большими промежутками (порами) между зернами абразива. (Перев).

180

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ