книги из ГПНТБ / Говоров И.Д. Механизация и автоматизация технологических операций обработки деталей из реактопластов

И. Д. ГОВОРОВ

МЕХАНИЗАЦИЯ

ИАВТОМАТИЗАЦИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ОП Е Р А Ц И Й ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

ИЗ Р Е А К Т О П Л А С Т О В

Г КОНТРОЛЬН ыйП

ЭКЗЕМПЛЯР J

УДК 678.029 : 65.011.54/56

Говоров И. Д.

Г57 Механизация н автоматизация технологических операций обработки деталей из реактопластов. М., «Машиностроение», 1973.

192с.

Вкниге приведены оптимальные режимы обработки дета­ лей из реактопластов, рассмотрены конструкции высокопроиз­ водительного режущего инструмента, станков и приспособле­ ний. Описаны некоторые виды специальной обработки деталей из пластмасс. Освещены вопросы организации поточного серий­ ного многоиоменклатурного производства, современные сред­ ства и способы контроля готовой продукции. Даны рекомен­ дации по технике безопасности и охране труда.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, мастеров, технологов и высококвалифицированных рабочих машиностроительных предприятий, связанных с изготовлением деталей из пластмасс.

Г*о. публичная

•ftVVHO-Tj!-г НЯ.Я

;!•..;• :*<— 01

ч:-м

Рецензент канд. техн. наук В. К- Завгородний

© Издательство «Машиностроение», 1973 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пластические массы находят все более широкое приме­ нение в различных отраслях машиностроения. Исполь­ зование пластмасс в качестве конструкционных материа­ лов позволяет не только уменьшить массу деталей и узлов машин, повысить их долговечность и надежность, но и значительно снизить трудоемкость и себестоимость изго­ товления, обеспечить экономию черных и цветных метал­ лов и других материалов.

Многообразие физико-механических свойств, различ­ ных видов пластмасс делает их исключительно ценным материалом, позволяющим по-новому решать важные тех­ нические проблемы.

Пластмассы обладают малой плотностью, высокими изоляционными свойствами, широким диапазоном значе­ ний коэффициента трения, высоким сопротивлением исти­ ранию, противостоят коррозии.

Хорошие электроизоляционные свойства пластических масс делают их незаменимыми при создании многих ответ­ ственных узлов электроэнергетических машин и соору­ жений. Конструкции ряда современных машин и прибо­ ров высокочастотной техники, радиотехники и телевиде­ ния вообще немыслимы без пластических масс.

Вопросы технологии изготовления пластмассовых дета­ лей в ряде случаев очень специфичны и требуют изучения

иобобщения опыта ряда промышленных предприятий. Теоретические вопросы и особенности обработки дета­

лей из пластмасс, 'конструктивные вопросы создания удобных и дешевых станков, приспособлений и инстру­ ментов в литературе освещены в отдельных статьях, моно-

обработки: удаления литника, сверления отверстий, наре­ зания резьбы, фрезерования, точения и пр. При обработке деталей массового производства большое экономическое значение имеет механизация и автоматизация технологи­ ческих процессов. Для этой цели применяют большое ко­ личество высокопроизводительных специальных станков и приспособлений. Не менее важен правильный подбор материала и геометрии режущего инструмента, а также режимов резания.

Обработка деталей из реактопластов резанием суще­ ственно отличается от обработки металлических мате­ риалов.

Интенсивный износ и притупление режущего инстру­ мента при обработке пластических масс обусловливаются их физико-механическими свойствами: низкой теплопро­ водностью, неоднородностью и различной твердостью со­ ставных частей, а также абразивным действием связующих и наполнителей на режущую кромку инструмента.

При резании металлов, согласно результатам специаль­ ных калориметрических исследований, в стружку и обра­ батываемую деталь уходит примерно 85^90% тепла, воз­ никающего при отделении стружки; сам резец поглощает лишь 10—15% тепла.

При обработке пластических масс вследствие их очень низкой теплопроводности (примерно в 500 раз ниже, чем у металлов) почти все тепло уходит в режущую кромку, вызывая быстрый износ резца. Кроме того, режущая кромка резца подвергается механическому износу вслед­

5

дость большей части пластических масс, для их обработки необходимы высокостойкие резцы с хорошо заточенными режущими кромками.

При обработке деталей из реактопластов некоторые технологические операции можно выполнять вручную. Такие операции обычно встречаются в мелкосерийном производстве при повышенных требованиях к качеству выпускаемых деталей.

В некоторых деталях, например переходных электро­ технических колодках с множеством армирующих эле­ ментов, при снятии смоляной пленки с ламелей ножом или шабером требуется большое внимание и умение рабочего. Снятие гальванического покрытия до основного металла не допускается, так как в этом случае возможна коррозия.

Опыт механизации трудоемких операций показывает, что обработку сложных деталей специального назначения целесообразно дифференцировать, т. е. вести обработку поэперационно, максимально механизируя отдельные ти­ повые операции.

Необходимо также учитывать, что специализация ра­ бочих на определенных операциях положительно влияет как на качество, так и на производительность труда. Для этих целей детали классифицируют по аналогичным признакам, составляют типовые технологические карты групповой обработки, максимально механизируя при этом ручной труд.

«Малая механизация» технологических операций (ис­ пользование специальных приспособлений, станков и ин­ струмента) резко снижает трудоемкость и улучшает усло­ вия труда рабочих. Капитальные затраты на проектиро­ вание и изготовление оснастки окупаются в короткий срок. Поэтому особый смысл приобретает техническое оснащение каждого рабочего места, внедрение элементов научной организации труда на участках.

ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

В условиях резания, когда температура поверхности достигает 200—220° С, сравнительно низкая температура размягчения пластмасс очень часто является причиной образования задиров на обрабатываемой поверхности изделия. Многие пластические массы хрупкие; это также затрудняет процесс механической обработки.

6

Но большая часть пластмасс легко подвергается таким процессам обработки, как резание и точение, фрезерова­ ние, строгание, сверление, шлифование и т. д. Низкое сопротивление пластмасс резанию позволяет применять высокие скорости резания. Однако скоростное резание не используют в достаточной степени из-за низкой тепло­ проводности пластмасс, вследствие чего интенсивно нагре­ вается инструмент и возможно обугливание обрабатывае­ мой детали. Низкое сопротивление пластмасс сжатию и срезу способствует улучшению обрабатываемости мате­ риала, но абразивные составляющие отрицательно влияют на инструмент и режимы резания.

Для выяснения различия процессов резания пластиче­ ских масс и металла рассмотрим процесс течения металла в зоне образования стружки. При рассмотрении микро­ структуры поверхности контакта обрабатываемого мате­ риала с передней гранью резца (зона образования метал­ лической стружки) можно видеть, что зерна металла сильно деформируются, образуя линии текстуры. На по­ верхности контакта происходят сложные процессы, влияю­ щие на износ режущего инструмента.

Процесс резания любой детали из пластической массы сопровождается такими же явлениями. В этом случае возникает сильное трение передней грани резца о мате­ риал, в результате чего выход стружки несколько затор­ маживается. Причем при повышении температуры обра­ ботки, а также при обработке деталей из пластических масс, содержащих большое количество смолистых веществ, затормаживание происходит более интенсивно.

Вдоль задней грани инструмента наблюдается некото­ рая деформация обрабатываемого материала, что также объясняется появлением значительной силы трения. В ре­ зультате на поверхностях контакта со стороны передней и задней граней инструмента выделяется большое коли­ чество тепла. При обработке металла выделяющееся тепло распределяется между инструментом, основной массой металла и стружкой, причем большая часть тепла концен­ трируется в основной массе металла, идущего в стружку. При обработке изделий из пластмасс больше всего нагре­ вается режущий инструмент.

Следует учитывать, что чем выше температура, при которой происходит обработка деталей, тем быстрее изна­ шивается инструмент. Поэтому при обработке деталей из пластмасс применяют инструмент, выдерживающий

7

высокие температуры и устойчивый к износу. Возникаю­ щая на передней грани резца (рис. 1) сила трения является суммой сил внутреннего Fx, внешнего F% кинетического трения, а также силы N резца. Во время обработки дета­ лей из пластмасс обе эти составляющие могут достигать больших значений, этим объясняется и выделение боль­ шого количества тепла, и интенсивный износ инстру­ мента.

глощению вибраций глубина проникновения деструкции ограничивается 0,1—0,3 мм.

При внимательном изучении режущей кромки инстру­ мента можно заметить, что она не представляет собой совершенно ровную линию, а имеет зазубрины, в которых

ипроисходит интенсивное торможение частиц пластмассы

иособенно ее связующего. В результате поверхность

инструмента усиленно нагревается. Это ведет не только к быстрому износу инструмента, но и к значительному ухудшению эксплуатационных свойств деталей. Абразив­ ные составляющие пластических масс являются как бы шлифующим материалом, интенсивно изнашивающим ин­ струмент, особенно его заднюю грань. Поэтому необходима периодическая заточка режущего инструмента, исполь­ зуемого на полуавтоматических и автоматических -стан­ ках, так как при износе задней грани инструмента нару­ шается требуемый размер детали.

8

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС

Основные технологические операции при обработке деталей из пластмасс — сверление, точение, фрезерова­ ние, строгание, калибрование и нарезка резьб, окраши­ вание, декорирование, металлизация, сварка и сборка. Знание технологических. особенностей каждой операции позволяет вести обработку при оптимальном режиме и избегать появления брака.

В связи с тем, что в объеме производства деталей из пластмасс значительная доля приходится на реактопласты, рассмотрим наиболее трудоемкие операции их обработки.

Сверление

Сверление отверстий в деталях из пластмасс — наибо­ лее распространенная и поэтому наиболее изученная опе­ рация обработки. На многих предприятиях сконструиро­ ваны и применяются специальные сверлильные станки настольного типа. Такие станки обычно малогабаритны, имеют повышенную скорость вращения шпинделя, обес­ печивают плавность подачи шпинделя, регулировку глу­ бины резания. Большей частью на предприятиях исполь­ зуют сверла, применяемые при обработке металлов. Однако следует заметить, что при сверлении отверстий в реактопластах лучше использовать специальные сверла, у кото­ рых канавки под стружку увеличены, тщательно отполи­ рованы и хромированы для обеспечения свободного вы­ хода стружки из зоны резания.

В результате сложных физико-химических явлений в реактопластах происходит усадка отверстий, поэтому диаметр сверла должен быть на 0,1 мм больше диаметра отверстия. Во избежание подгорания материала сверло должно быть заточено и доведено на алмазном диске. При сверлении необходимо регулярно поднимать сверло для охлаждения и удаления стружки из зоны резания. Существует много конструкций сверл для обработки реактопластов. Лучших результатов достигают при использо­ вании сверл спиральных с глубокими канавками и пе­ ровых.

Обычные сверла из углеродистой стали У8А и У10А быстро изнашиваются и притупляются. Стойкость их со-

9