книги из ГПНТБ / Семко, М. Ф. Обработка резанием электроизоляционных материалов
.pdfПлощадь, ограниченная перемещением ломаной ли нии между Vz и щ, включает значения параметров для рационального режима резания.
•Таблицу режимов резания рассчитывают для одного выбранного периода стойкости инструмента, называемо го нормативным периодом стойкости Тв. Для норматив ного периода стойкости Тп скорость резания (табличные
ее значения) |
может |
изменяться |
в диапазоне |
от vz до |
У т .м ак с (рис. |
44,6), состоящем из двух участков V2—v0 |
|||
и и0—Ут.макс- |
Любые |
значения |
скорости на |
этих двух |
участках рассчитываются соответственно по формулам (47) и (48) за исключением значений скоростей, близ ких или равных v0.
Если выбранная стойкость (Та или Тв) отличается от нормативной Тв, по которой рассчитывалась таблица режимов резаний, тр величину табличной скорости реза ния нужно умножить на поправочный коэффициент Кт- Найденную скорость резания (иа или ав) называют рас четной. При этом может случиться, что графическая за висимость v(T), проходящая через точку расчетной ско рости резания (иа или vB) для выбранного периода стойкости (Га или Тв) , будет проходить и через точку перелома, например, с координатами v0 и Т0. В этом случае поправочный коэффициент на табличную ско рость резания Кт будет равен произведению двух по правочных коэффициентов
|
|
|
Кт = KiK2, |
|
|
|
(49) |
|
где K i — поправочный коэффициент |
на табличную |
ско |
||||||
рость резания при |
переходе от v0 к |
аа или |
от |
ит2 |
к v0; |
|||
Кг — поправочный |
коэффициент на |
табличную |
скорость |
|||||
резания при переходе от Цц к Vq или от v0 к vB. |
|
|||||||
Поправочные |
коэффициенты K i |
и Кг |
на |
участках |
||||
уа—v0, Vtz—v0, Vo—Wti и Vo—vB рассчитываются |
по фор |
|||||||
мулам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(50) |
|
|
|
|
|
|
|
|
(51) |
где |
То— период |
стойкости в |
точке |
перелома |
графиче |
|||
ской |
зависимости |
|
v(T), мин\ |
Га — выбранный |
(любой) |
|||
период стойкости в диапазоне Ti—Tz. |
|
|
|
111
П о д с т а в л я я ( 5 0 ) , ( 5 1 ) в ( 4 9 ) , п о л у ч и м :
|
К — (Ll \ ( '!лЛ = jtl 1± |
(52) |
|||||
|
т \ ro |
J |
[Га ) |
Г'"- |
|
|
|
0 |
второго |
сомножителя |
Ф |
формулы |
(52) |
||
Отношение |
|||||||
определяется |
из равенства |
скоростей |
в |
точке перелома |
|||
|
|
_£■_. |
|
|
(53) |
||
|
|
0 |
грп\\ |
* |
|
|
|
|
|
__ с2 |
|
|
|
(54). |
|
|
|
°0 |
уШа* |
|
|
||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
то'‘_ С , |
|
|
|
(55) |
|
|
|
Т™* |
Сг ■ |
|
|
||
|
|
|
|
|
Подставляя (55) в (52), получаем значения попра
вочного коэффициента для табличной скорости резания: j'li:
с ,
Кч= — ^ (56)
т _у"ч с
При расчете скоростей резания может возникнуть второй случай, когда при выбранном периоде стойкости, отличающегося от нормативного расчетная скорость ре зания ир не проходит через точку перелома. Поправоч ный коэффициент /Сг в этом случае рассчитывается так:
Кх= |
(57) |
В этой формуле показатель степени m принимается для участка гц—v0 равным значению ni\, а для (уо—Уг) равными m2. Тогда, подставляя значения пг в формулу (57) и сравнивая с (49) и (51), запишем:
* т = |
( |
(58) |
/Ст= |
& Г = * - |
(59) |
Расчет поправочных коэффициентов трудоемок и по этому обычно к таблице режимов резания, рассчитанной для определенного периода стойкости, прилагается пере чень значений поправочных коэффициентов на изменен ные условия резания.
112
t i . тйЧЁНИЁ
Точение деталей из электроизоляционных м а териалов в большинстве случаев осуществляют обычны ми токарными резцами, применяемыми в металлообра ботке. При этом режущую часть специально затачивают. Точение деталей из материалов первой группы обраба тываемости ведут со скоростями резания, в несколько раз превышающими скорости -резания черных металлов, а детали из материалов второй группы обрабатываемо сти точат с более низкими скоростями, чем материалы первой группы. Подачи в самом общем случае выбирают в зависимости от требований, предъявляющихся к чисто те обработки, близкими к подачам, применяемым при точении металлов. Припуск, как правило, следует сни мать за один п.роход. Если по технологическим или дру гим соображениям необходимо два или более проходов, то при точении обычными резцами глубину резания при последнем проходе следует оставлять в пределах 0,5—
1мм.
Внастоящее время для установления режима реза
ния при точении некоторых электроизоляционных мате риалов можно пользоваться' нормативными материала ми ВНИИэлектромаша {Л. 26] и ВНИИНмаша, в кото рых даются рекомендации для наружного точения слои стых пластмасс, фенопластов, некоторых термопластич ных пластмасс и некоторых других материалов резцами из быстрорежущей стали и резцами, оснащенными пла стинками из твердого сплава.
Наиболее обоснованные режимы резания при точе нии конструкционного гетинакса резцами ВК8 даны Н. И. Коноваловой [Л. 20]. Частное и обобщенные стойкостные зависимости для него имеют перелом. Для практического пользования приводятся формулы (60)
и(61) для двух диапазонов скоростей резания.
Для о= 70-т-1150 м/мин
2,36-10* |
(60) |
T’l >13S 0 ,9 jO ,9 * |
|
для v = 150= 500 м/мин |
|
___ 5,64. Ю3 |
(61) |
^ 7-0,8^0,55^0,6Б |
Н. И. Коновалова рекомендует следующие геометри ческие параметры режущей части резцов ВК8: а=20°;
113
« 1 = 20°; y=10°; ф = 45°; cpi= 12°; Л=0°; r = 3 ММ. -Формулы справедливы для: г/= 70 = 500 м/мин; s = 0,2 = 0,6 лш/об; t = 1=3 мм.
При точении электротехнического гетинакса III рез цами ВК8 М. С. Капитовской [Л. 26] была получена сле дующая обобщенная стойкостная зависимость:
ц = |
tX w *.'* ’ м/мин. |
(62) |
|
Граничные условия для параметров резания в этой |
|||
формуле: и= 180= 600 м/мик] s = 0,16 |
= l |
мм/об] 7=1 = |
|
5 мм.\ [/г3]= 0,4 мм] |
а = 20°; у=10°; ф = |
45°; |
ф1=15°; Х = 0; |
/■= 2= 3 мм. При составлении нормативных материалов использованы [Л. 17, 26].
Текстолит можно обрабатывать как твердосплавны ми, так и быстрорежущими резцами. Скорость резания
для |
диапазона |
подачи s = 0,1=0,5 мм/об и глубины ре |
|||||
зания ^ = 1=3 |
мм при точении резцами из быстрорежу |
||||||
щей |
стали Р18 (а=20°; |
у.= 10°; |
ф = 45°; |
ф1=.15°; |
Х = 0°; |
||
г=4 |
мм) и твердого сплава ВК6 |
(а = 20°; у = 8°; |
ф=45°; |
||||
ф1=15°; Х = 0°; |
г= 4 |
мм) |
рекомендуется |
рассчитывать: |
|||
для резцов, оснащенных пластинками из твердого |
|||||||
сплава ВК6, по формуле |
|
|
|
|
|||
|
|
v = |
у,.вб/В,75.,. . м/миН] |
|
(63) |
||
для резцов из быстрорежущей стали Р18 по формуле |
|||||||
|
|
р = |
T-o.L'^o.i . м/мин. |
|
(64) |
Растачивать отверстия у деталей из текстолита можно расточными резцами с такими же геометриче скими параметрами, как у резцов для наружного точе ния. Скорость резания, рассчитанная по формулам (63) и (64), должна корректироваться коэффициентом Ко, значения которого даны в табл. 23.
Таблица 23
Поправочный коэффициент K D на скорость резания,
рассчитанную по формулам (63) и (64) при расточке текстолита
Д и а м е т р расточки , мм |
Д о 75 |
7 5 — 150 |
150— 2 50 |
С вы ш е 250 |
К оэф ф иц и ен т KD |
0 , 8 |
0 , 9 |
0 , 9 5 |
1 , 0 |
114
Т а б л и ц а 24
Данные для расчета скорости резания при |
тонком |
|
||
точении пластмасс по формуле (35) |
|
|
|
|
Обрабатываемый материал |
с |
m |
X |
У |
ф т о ро п л а ст |
3 7 32 |
1 , 1 |
0 , 3 6 |
0 , 6 8 |
Винипласт |
9 581 |
1 , 3 5 |
0 , 3 8 |
0 , 5 8 |
О ргстекло |
147 |
0 , 3 8 |
0 , 3 3 |
0 , 4 5 |
Текстолит |
2 6 5 0 |
1 ,0 2 |
0 , 5 5 |
0 , 4 4 |
Капрон |
103 |
0 , 7 8 |
0 ,2 1 |
0 , 8 6 |
При точении пластмасс с малой (0,2—1 мм) глуби ной резания твердосплавным резцом ВК8 (а=20°; у=10°;
Ф= ф 1 = 45°; А, = 0°; г=1 мм) с подачей от 0,1 до 0,3мм/об
стойкостная зависимость выражается обобщенной фор мулой (35) обычного вида.
В табл. 24 приводятся значения коэффициентов и показателей степени, входящих в формулу (35). Рас сматриваемые пластмассы (текстолит, фторопласт, ви нипласт, капрон и оргстекло) являются представителя ми материалов первой группы обрабатываемости, у них нет твердых абразивных компонентов. При сравнительно малых глубинах резания и небольших подачах твердо сплавные резцы довольно интенсивно изнашиваются, причем показатели относительной стойкости оргстекла и капрона почти в 1,5—3 раза меньше, чем при обработке, текстолита.
При точении стеклотекстолита СТ твердосплавными резцами в широком диапазоне подач стойкостная зави симость имеет перелом [Л. 22, 27, 31]. Скорость резания
определяется: |
. . |
|
для s = 0 , 1 н-0 , 2 1 |
мм/об; t = 0,5ч-)1 , 0 мм формулой |
|
® |
7'0,18£0,02sO,09 ’ М/МиН, |
(65). |
для s=0,21 -г-0,42 мм/об; ^=1ч-3 мм формулой |
|
|
® |
187 |
(66) |
Т 0,18^0,09^0,68 > м/мин. |
Рассчитать скорость резания при точении стеклотек
столита марки ФН можно при о=260 ч-400 м/мин |
по |
формуле |
|
926 |
(67) |
. у = уо,11^0,195 0 ,4 ! » м/мин, |
8* |
115 |
для стеклотекстолита СК-9Ф при v = 100+ 300 м/мин,
209
V уо,25^0,22^0,29 > М/MUH. |
(6 8 ) |
Формулы (63)—-(66) ограничиваются такими пара метрами резания: {=р,1н-'3 мм, 5= 0,1ч-0,42 мм/об.
Абразивные свойства стеклопластиков и других абразивных электроизоляционных материалов выну ждают применять (при сравнительно малой глубине ре зания) резцы, оснащенные природными (А) алмазами или синтетическими поликристаллическими алмазами типа «баллас» (АСБ). Режимы резания (ориентировоч ные) можноназначать на основании рекомендаций табл. 25. В нее включены режимы резания при точении резцами из природных алмазов (А) и синтетических поликристаллических (АСБ).
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
25 |
||
Режимы резания при точении электроизоляционных |
|
|
|
|||||
материалов алмазными резцами {без СОЖ) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
t , М М |
|
|
Класс |
|
Обрабатывае |
|
V, |
5, |
|
|
|
чисто |
|
мый материал |
м / м и н |
м м / о б |
А |
АСБ |
|
ты |
об |
|
|
|
|
|
|
работ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ки |
|
Стеклотек |
400—1 000 |
|
|
|
|
|
|
|
столит СТ |
500—1 200 |
|
0,06—0,2 |
0,05—2,5 |
|
|
||
Стеклотек |
0,01—0,06 |
4 - 6/ |
||||||
столит |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТУ |
300—800 |
|
|
|
|
|
|
|
Стеклотек |
|
|
|
|
|
|
||
столит |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТЭФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гетинакс III |
600—1 500 |
|
|
|
|
6—7 |
||
Текстолит |
700—1 500 |
до 0 , 1 |
до 0 , 1 |
0 , 1— 2 |
|
4—6 |
||
ПТ |
|
|
|
|
|
|||
350 |
|
|
|
|
6—7 |
|||
Капрон |
|
|
|
|
||||
Коллектор |
150—800 |
0,03—0,08 |
0,06—0,15 |
0 , 1— 2 |
• |
5 - 6 |
||
ный пресс- |
|
|
|
|
|
|
|
|
материал |
|
|
|
|
|
|
|
|
К-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Асботексто |
300—900 |
0,05—0,2 |
0,05—0,2 |
0 , 2 — 2 |
|
4— |
||
лит |
300—800 |
0 , 1—1 , 2 |
5— |
|||||
Микалекс |
|
|
||||||
П р и м е ч а н и е . |
А — резв1; |
из природного |
алмаза; АСБ— резец |
из синтети |
||||
ческого алм аза типа |
АСБ. |
|
|
|
|
|
|
116
При изготовлении деталей электромашин и аппара тов типа колец, длинных и коротких втулок, стержней, дисков, крышек и т. д. применяются материалы изоля ционного, конструкционного или декоративного назна чения. Это чаще всего пластические массы, стекло, кера мика, слюда и др.
Рекомендуемые режимы резания при точении этих материалов приведены в табл. 26. Данные этой таблицы позволят назначать рациональные условия обработки точением для сравнительно редко применяемых электро технических материалов. Это главным образом относит ся к материалам на основе слюды и керамики.
18. СВЕРЛЕНИЕ, ЗЕНКЕРОВАНИЕ, РАЗВЕРТЫВАНИЕ
Обработка внутренних отверстий сверлами, зенкерами и развертками у деталей из электроизоля ционных материалов протекает в стесненных условиях резания при увеличенных контактных площадках ин струмент— изделие, при очень большой поверхности тре ния ленточек и стружки, при крайне неблагоприятном тепловом балансе и плохом отводе стружки. Если обра батываемый материал нетеплостоек, приходится снижать скорость резания, выводить инструмент из обрабатывае мого отверстия для охлаждения и удаления стружки. Это в большей мере проявляется при сверлении, мень ше— при зенкеровании и развертывании. Особенно пло хие условия резания и трения создаются при сверлении, зенкеровании и развертывании глубоких отверстий, ког да отношение глубины ' сверления., (длины прохода) к дйаметру инструмента больше трех. Производитель ность обработки в этом случае снижается за счет умень шения скорости резания и, главным образом, за счет потери времени на дополнительные выводы для охлажде ния и для очистки впадин перьев (зубьев) инструмента от спрессовавшейся стружки и пыли;
Из-за большого момента трения при обработке отвер стий иногда становится опасным действие крутящего момента у деталей малой крутильной прочности (детали типа труб, втулок и др.).
Сверление. Этот вид обработки электроизоляционных материалов должен производиться с меньшей скоростью резания, чем, например, точение, фрезерование.
Систематизированных режимов резания при сверле нии электроизоляционных материалов пока нет, несмот
117
ря на то, что это наиболее распространенный вид обра ботки. Отдельные рекомендации [Л. 17, 26, 34] неполны и зачастую противоречивы. Так, ряд авторов [Л. 17, 33] рекомендует назначать скорость резания при сверлении гетинакса в пределах от 15 до 150 м/мин. При этом не обусловливается глубина сверления, которая сильно влияет на стойкость сверл и на качество поверхностного слоя изделия.
Нами были проведены исследования обрабатываемо сти сверлением электроизоляционных материалов — ге тинакса, текстолита, стеклотекстолита, фенопласта, асбестоцемента и др. Были получены основные законо мерности износостойкости сверл из быстрорежущей стали, сверл, оснащенных пластинками и коронками из твердых сплавов.
При сверлении спиральными (винтовыми), сверлами нужно обязательно учитывать глубину сверления. Услов но ее разделяют на три диапазона: малая глубина свер ления /<0,5£> мм\ средняя глубина сверления /= = (0,5-ь2,5)7) и большая глубина сверления (глубокое сверление) />2,57). В подавляющем большинстве слу чаев обработки электроизоляционных материалов с орга ническими составляющими (первая группа обрабатывае мости) скорость резания ограничивается необходимостью обеспечения качества обработанной поверхности изде лия. В меньшей мере выбор скорости резания ограни чивается стойкостью инструмента. Это относится к элек троизоляционным материалам минерального происхо ждения (вторая группа обрабатываемости).
При сверлении гетинакса на качество обработки
.изделий больше других влияют два фактора — скорость резания и степень износа режущей части инструмента. Скорость при малой глубине сверления слабо воздейст вует' на формирование поверхностного слоя изделия и
его |
качество |
(степень деструкции), |
на шероховатость, |
на |
величину |
и количество сколов. |
Поэтому назначая |
скорость резания, при малой глубине обработки следует учитывать ее влияние на стойкость инструмента. Ско рость резания при сверлении гетинакса сверлами из быстрорежущей стали не должна превышать 35— 50 м/мин, а при сверлении сверлами, оснащенными пластинками из твердого сплава 80—100 м/мин. При средних глубинах сверления, чтобы исключить или уменьшить глубину деструкцирования поверхностного
118
слоя изделия, скорость резания быстрорежущих сверл берется максимально допустимой режущими свойства ми инструмента, а твердосплавных — в пределах 50— 70 м/мин. Если глубина сверления больше двух с. поло виной диаметров, то скорость резания быстрорежущими сверлами не должна быть выше, чем 30—35 м/мин, а сверлами, оснащенными твердым сплавом, не выше 40—45 м/мин, так как твердые сплавы однокарбидной группы обладают примерно в 2 раза большей, чем быстрорежущие стали, теплопроводностью. Это снижает температуру в зоне резания, а следовательно, и глубину проникновения деструкции. Скорость резания в зависи мости от глубины сверления и чистоты обработки слои стых пластиков ориентировочно можно выбирать по табл. 27. При этом сверла должны иметь оптимальные геометрические параметры режущей части (см. § 11) и подточенную цилиндрическую ленточку.
Рассчитывать скорость резания при сверлении гетинакса стандартными винтовыми сверлами из быстро
режущей стали при условиях о= 15= 80 м/мин; |
5= 0,1 =! |
|||
0,6 |
мм/об; t = 5= 25 мм; 2ф= 90-=.'100°; а = 18=25°; к3— |
|||
= 0,15 мм можно по формуле |
|
|
|
|
|
68D1.™ |
„ |
, |
,спч |
|
p= -yv»ao.«« |
К. М/мин, |
(69) |
|
|
|
|
|
г |
где |
D — диаметр сверла, мм; |
Т — стойкость инструмен |
||
та, |
мин; s — подача, мм/об; |
К — поправочный |
коэффи |
|
циент (Кя= КаКчК„). |
|
|
|
Если скорость резания ограничивается качеством обработки отверстия, то ее следует уменьшить, исходя из рекомендаций, приведенных выше. Поправочные коэффициенты на скорость для измененных условий резания (инструментальный материал, задний угол и угол в плане) приводятся в табл. 28.
Скорость резания при сверлении гетинакса сверла ми, оснащенными пластинками из твердых сплавов (ВК8) следует рассчитывать по формуле
|
3 4 2 0 Г)о.?8 |
(70) |
|
|
р — yvgo.M ft. м/мин, |
||
которая |
пригодна для |
определения скорости резания |
|
в пределах: 0=30=120 |
м/мин; 5= 0,1=0,6 мм/об; |
t= |
|
= 5=25 |
мм; 2ф=90='100°; а = 18=25°; j/i3]=0,15 мм. |
|
119
to |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 26 |
о |
при точении электроизоляционных материалов |
|
|
|||
Ориентировочные режимы резания |
|
|
||||
|
Марка ни- |
|
Режимы резания |
|
Класс |
|
|
|
|
|
|
||
|
струменталь |
|
|
|
Охлаждение |
|
Марка обрабатываемого материала |
и, |
|
|
чистоты |
||
ного мате |
S , |
|
||||
|
риала |
Mjмин |
мм/об |
i, мм |
обработки |
|
|
|
Пластмассы |
|
|
|
|
|
Литьевые и прессовочные |
|
|
|
||
Фенопласт К-15-2, К-17-2, К-18-2 |
БС |
20—55 |
|
|
' |
|
К-ЮО-8 |
ТС |
60—140 |
0,08—0,3 |
0,5—3 |
4—5 |
— |
Фенопласт К-21-22, К-211-2 |
БС |
35—70 |
0,08—0,2 |
0,5—4 |
4—5 |
— |
|
ТС |
70—170 |
||||
Прессовочный материал К-6 . К-6 -Б |
БС |
20—40 |
0 , 1—0 , 2 |
0,5—4 |
4 |
— |
|
ТС |
70—120 |
||||
Монолит 1 ; 7; |
БС |
45—80 |
0,1—0,35 |
0,5—5 |
4—5 |
— |
ФФ |
ТС |
70—200 |
||||
Фенолит 1; К-18-23; |
ТС |
80—220 |
0,1—0,25 |
0,5—3 |
4 |
Вода, |
К-17-23 |
|
|
|
|
|
эмульсол |
Этрол этилцеллюлозный |
БС |
70—170 |
0,05—0,3 |
0,5—3 |
5 |
То же |
Прессматериал АГ-4В |
ТС |
100—140 |
0,07—0,3 |
0,5—2,5 |
4—5 |
- |
|