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

стков. Это увеличивает микронеровиости. При большем износе фрезы (/га=0,13 ’мм) из-за большего радиуса округления-'режущей 'кромки [формула (32) ] и большей

силы трения на контактной площадке 1азадней поверх­

ности инструмента происходит меньше срезов и больше отрывов, разлохмачиваний и т. п.

Увеличение подачи при сверлении (рис. 21, в) при­ водит к геометрическому росту остаточных мнкронеров-

Рис. 21. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности.

Костей. В остальном влияние износа и направления свер­ жения по отношению к расположению слоев пластмассы [оказывает такое же влияние на чистоту обработки, как ! и ири фрезерова ини.

Таким образом, для получения более высокого клас­ са чистоты обработки следует учитывать степень износа, качество обработки режущей части инструмента, вели­ чину, а при фрезеровании и направление подачи, воз­ можность применения СОЖ, материал, размер и на­ правление расположения частиц наполнителя относи­ тельно направления движения режущей и калибрующей кромок.

Г Л А В А В Т О Р А Я

РЕЖУЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

7. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Анализ основных физико-механических свойств электроизоляционных материалов и имеющийся про­ мышленный опыт эксплуатации режущих инструментов позволяют сформулировать общие требования, предъяв­ ляемые к ним:

1)из-за сильного изнашивающего воздействия всех электроизоляционных материалов, в том числе и сравни­ тельно мягких диэлектриков, например термопластичных пластмасс, из-за неблагоприятных' температурных усло­ вий в зоне резания (на контактных площадках режущей части инструментов) инструментальный материал дол­ жен быть износостойким;

2)из-за очень низкого (в несколько сот, а то и тысяч раз меньшего, чем у металлов) коэффициента теплопро­ водности и большого коэффициента теплоемкости, доста­ точно высокой температуры резания инструментальный материал режущей части инструмента должен быть теп­ лостойким и теплопроводным;

3)из-за малого модуля упругости или эластичности многих электроизоляционных материалов, из-за их

склонности к значительному упругому последействию (упругому восстановлению поверхностных слоев) глав­ ные и вспомогательные задние углы, а также вспомога­ тельные углы в плане должны быть максимальными с-целью уменьшения главной работы резания — работы трения прикромочиых участков. Их величина должна

55

г

Ограничиваться только прочностью и теллоотводящеи способностью;

4) из-за мйлой работы пластических деформаций в зоне резания передние углы у режущих инструментов, за исключением инструментов для резания эластичных материалов, должны быть малыми, нет необходимости назначать их большими, чем 5—8°;

5) из-за низкой теплостойкости и склонное™ органи­ ческих диэлектриков к термомехапическому деструкцировашпо поверхностных слоев режущая часть инстру­ мента всегда должна быть острой (малый радиус округ­ ления режущей кромки и малый допустимый износ),

априкромочные участки тщательно доведены;

6)конструкция инструмента из-за необходимости ча­

стых и тщательных лерезаточек режущей части должна предусматривать возможность их многократного осуще­ ствления;

7) из-за обилия образующейся при резании диспер­ гированной стружки н пыли, их склонности к налипа­ нию пространства для размещения и отвода стружки и пыли должны быть значительно большими, чем у инст­ рументов для обработки металлов. Они должны быть лучше обработаны (полированы).

Не .во всех случаях удается создать режущий инст­ румент, который бы удовлетворял всем вышеперечислен­ ным требованиям. Максимальное их выполнение обес­ печивает наибольшую эффективность работы инструмен­ та, качество и производительность обработки изделий из твердой электропзоляции.

8. ВЫБОР ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Инструментальный материал определяет про­ изводительность и экономичность обработки, существен­ но влияет па качество поверхностного слоя изделий из электроизоляционных материалов, подвергающихся ре­ занию. Кроме общих" требований высокой износостой­ кости, теплостойкости и теплопроводности он должен удовлетворять еще следующим требованиям: быть мел­ козернистым для обеспечения остроты режущих кромок; хорошо поддаваться современным методам заточки и доводки пригаромочных участков режущей части с целью их качественной обработки; быть достаточно прочным, так как зачастую угол заострения режущего клина зиа-

56

чителы-io меньше, чем у инструментов для резания ме­ таллов.

'В самом общем случае для обработки резанием электроизоляционных материалов можно рекомендовать следующие инструментальные материалы для изготовле­ ния режущих инструментов.

Для резания твердых электроизоляционных матери­ алов первой группы обрабатываемости (на основе сырья

Рис. 22. Физико-механические свойства металлокерами­ ческих твердых сплавов.

а — влияние -процентного содержания кобальта на твердость (/), прочность при сжатии осж (2), изгнбную прочность стиэг (3) н

органического происхождения) для простых одиокромочных инструментов целесообразно применять металлокерамнческие твердые сплавы. Для .миогокромочных и фасонных инструментов можно использовать быстро­ режущую, углеродистую или малолегирова иную инстру­ ментальную сталь.

> Для резания электроизоляционных материалов, вто­ рой группы обрабатываемости (на основе минерального сырья) целесообразно применять металлокерампческие твердые сплавы однокарбидной группы (ВК) для одно-, миогокромочных и фасонных инструментов. По техниче­ ским соображениям допускается изготовление инстру­ ментов со сложным профилем из быстрорежущей стали. Для обработки очень твердых и абразивных диэлектри­ ков эффективно применение режущих инструментов,

5 7

оснащенных синтетическими и 'природными сверхтверды­ ми инструментальными материалами.

На рис. 22 показаны графики зависимости наиболее важных инструментальных характеристик однокарбидных твердых сплавов от процентного содержания в них кобальта (рис. 22,а) [Л. 18] и интерполированный гра­ фик теплопроводности в зависимости от марки твердого сплава (рис. 22,6).

Из рис. 22,6 следует, что с увеличением количества ^-кобальта в твердом сплаве его твердость (кривая 1) и прочность при сжатии (кривая 2) довольно резко умень­ шаются. Характерно, что при увеличении содержания кобальта до 5%. как это имеет место у сплавов ВК2, ВКЗ, В1\4, их твердость остается почти постоянной, до­ стигая в. этом диапазоне максимального значения. Проч­ ность при изгибе (кривая 3) вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов растет с повышением содержания ко­ бальта. Следует отметить, -что при приложении нагрузок (в условиях нормальных температур) твердые сплавы, имеющие менее 10% кобальта, не испытывают остаточ­ ных деформаций вплоть до разрушения. Кривая 3 харак­ теризует прочность твердого сплава при изгибе. Высо­ кая твердость (кривая 1) при малом процентном со­ держании кобальта объясняет минимальный износ (кривая 4) при абразивном изнашивании.

Чрезвычайно важен показатель теплопроводности инструментального материала, оказывающий влияние на температуру зоны резания, па изнашиваемость твердого

• При температуре 1 000 °С,

5 §

[{fix электроизоляционных материалов (табл. 16). Со­ поставляя коэффициенты теплопроводности неметалли­ ческих инструментальных материалов [Л. 18]: минералокерамики— 1,8, карборунда — 18,1 и алмаза — 122,1 ккал/(м-ч - град), можно предположить, что не толь­ ко высокой твердостью алмаза объясняется его высо­ кая стойкостыпр'И резании низкотешгопроводных неметал­ лических материалов. Огромное влияние при этом ока­ зывает коэффициент теплопроводности алмаза, который в 100 с лишним раз больше, чем’ у некторых других ин­ струментальных материалов (табл. 16).

9. ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ

При обработке электроизоляционных материа­ лов главные . и вспомогательные задние углы должны быть значительно большими, чем при резании металлов. Выбор их максимальной величины ограничивается проч­ ностью прикромочиых участков и углом заострения ре­ жущего клина, который должен отводить теплоту реза­ ния в корпус инструмента (рис. 23,6).

У мнорозубых инструментов—тел вращения (сверла, зенкеры, развертки, фрезы с остроконечными зубьями) для обеспечения концентричности режущих кромок и оси вращения при изготовлении и при перезаточках ин-

мим

/0° 15° гоа 25° зо°

б)

Рис. 23. Влияние геометрических параметров режущей части фрезы на стойкость при' цилиндрическом фрезеровании асбесто­ цемента (/) и гетинакса (2).

а — влияние переднего -угла у: б — влияние заднего угла а (/ н 2) н угла подъема винтового (со) зуба (3) (фреза 0=225 мм, BK4, о=670 м/мин-, s . ~

=0,32 мм/зуб, /=2 мм, а - 18°, у=5°, м=0°, ft3=0,12 мм).

59

струментов 'по технологическим соображениям всегда оставляют цилиндрические ленточки (fa). Из-за них значительно увеличивается работа трения, повышается температура резания, ухудшается качество поверхност­ ного слоя обработки. .Поэтому ленточки следует «сво­

10° (рис. 23,о). Большие значения передних углов долж­ ны быть у инструментов при обработке мягких и эла­ стичных термопластичных пластмасс. Малые положи­ тельные (0—5°) передние углы следует делать у инстру­ ментов для резания электроизоляционных материалов второй труппы (па основе сырья минерального проис­ хождения). При обработке особо твердых диэлектриков

должна быть 0,5—0,8 толщины среза (a — ssincp). При этом величина основного переднего угла делается поло­ жительной или близкой к нулю. '

При точении стеклотекстолптов марок СТ, ФН, СК-9Ф твердосплавными резцами В1\2 и ВКЗМ перед­ ние углы у должны быть соответственно 5, 10, 0°, а зад­

за исключением твердых керамик для уменьшения ра­ боты трения делают максимальными. Их величину обычно ограничивает прочность рабочей части инстру­ мента и необходимость сохранить наибольшую величину его угла заострения с целью лучшего теплоотвода. Обыч­ но их назначают в пределах 3—6°. Главные углы в пла­ не у резцов, сверл, зенкеров, разверток, торцовых фрез из-за малых сил резания можно делать значительно меньшими, чем у аналогичных инструментов для обра­ ботки металлов, не опасаясь возрастания радиальной составляющей силы резания. У резцов и торцовых фрез главный угол в плане следует делать равным 30—45°„ у сверл — 35—50°, у зенкеров и разверток — не более

15°.

60