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

В результате проведения экспериментальной работы по выявлению оптимальных режимов обработки стекло­ пластиков точением и подбору геометрических параме­ тров режущего инструмента установлены оптимальные

кость показали резцы с малыми углами заострения р\ увеличенными задними углами а, так как с уменьшением угла заострения уменьшается радиус закругления режу­ щей кромки, а с увеличением заднего угла снижается последействие обрабатываемого материала.

При р < 55° и а > 25° прочность режущей кромки инструмента снижается, что приводит к выкрашиванию и сколу режущей кромки.

Исследование стойкости резцов при различных режи­ мах резания показало, что наибольшее влияние оказы­ вает скорость резания, причем диапазоны рекомендуемых скоростей резания определяются типом стеклопластика и зависят от их состава и структуры.

Наиболее трудно обрабатывается стеклопластик с крем­ неземным стекловолокном, при точении которого твердо­ сплавным резцом ВКЗМ рекомендуются скорости резания в пределах 20—40 м/мин.

Для деталей из стеклопластика с алюмоборосиликатным стекловолокном, полученного методом прессования, диапазон скоростей резания 70—120 м/мин, а для деталей из этого стеклопластика, полученного методом намотки, — 140—200 м/мин.

При точении стеклопластиков подачу следует выби­ рать исходя из требований к чистоте поверхности.

При обработке деталей из реактопластов оптимальные результаты достигают при использовании резца с пласти­ нами из твердого сплава ВКЗМ, обладающего наиболь­ шей твердостью по сравнению с другими сплавами подоб­ ного типа.

Для получения чистой обработанной поверхности де­ талей твердосплавные резцы рекомендуют затачивать с обязательной последующей доводкой режущих поверх­ ностей на доводочном станке с чугунным диском, шаржи­ рованным пастой карбида бора (зернистость приблизи­ тельно 20) или алмазным кругом.

При точении деталей из реактопластов практически невозможно получить шероховатость обрабатываемой по-

20

верхностн детали выше 4-го класса чистоты. При повы­ шенных требованиях к качеству деталей специального назначения необходимо выдержать высокую степень чи­ стоты поверхности. При этом чистовую обработку деталей из реактопластов следует вести алмазными резцами, отли-' чающимися большой стойкостью; рекомендуют режим резания:, v = 500 м/мин, s = 0,21 мм/об, t = 1,5 мм (глубина резания).

Калибрование и нарезание резьбы

Внутреннюю и наружную резьбу в пластмассовых деталях лучше выполнять непосредственно в процессе формования деталей прессованием, литьем под давле­ нием. Если из-за конструктивных особенностей деталей это сделать невозможно, то резьбу нарезают на готовых отформованных деталях. Отверстия под внутреннюю резьбу желательно оформлять гладкими штырями в прессформе, избегая операции сверления.

Способы нарезания зависят от размеров резьбы, мате­ риала и конструкции детали. Резьбы больших диаметров можно выполнять на токарно-винторезных станках, а резьбы малых диаметров — на резьбонарезных станках и приспособлениях, а также вручную.

Стандартные профили резьбы на деталях из пластмасс имеют, как правило, удовлетворительные прочностные показатели. Не рекомендуется применять треугольные резьбы с острой вершиной, так как прочность их меньше по сравнению с другими видами резьб.

Для получения качественной внутренней резьбы на деталях из пластмасс отверстия необходимо предвари­ тельно подготовить. Качество резьбы во многом зависит от правильного выбора диаметра отверстия.

В табл. 3 указаны диаметры отверстий под резьбу (метрическую).

Если узел машины или деталь подвергается в процессе эксплуатации большим колебаниям температуры, а резь­ бовые соединения находятся под нагрузкой или необхо­ димо частое ввинчивание и вывинчивание резьбовых дета­ лей, то рекомендуют использовать запрессованную метал­ лическую резьбовую арматуру.

В процессе прессования деталей с резьбовыми втулками происходит обжим втулок, затекание материала между резьбовым знаком и арматурой. Поэтому для получения

21

качественной резьбы втулки после формования деталей необходимо откалибровать на станках или специальных приспособлениях, применяя различные смазки.

Для калибрования втулок из коррозионностойкой стали в качестве смазки лучше применять олеиновую

способствующие созданию наиболее выгодной микрогео­ метрии обрабатываемых кромок деталей, являются ак­ туальными.

Галтовка является процессом, наиболее изученным и часто применяемым в производстве деталей из пластмасс. Внедрение этого вида,обработки способствует интенсифи­ кации процессов обработки, повышает уровень механи­ зации и автоматизации трудоемких работ, увеличивает экономическую эффективность и повышает производи­ тельность труда.

Обработка деталей в галтовочных барабанах — это наиболее простой и производительный способ механизации

более 0.3 мм не обеспечивается качественная обработка. При вращении галтовочного барабана детали, переме­ щаясь, подвергаются трению одна о другую, о стенки

22

барабана и о «наполнитель», в результате чего поверхность деталей теряет глянец — это один из существенных не­ достатков галтовки.

Для придания поверхности деталей первоначального блеска' следует применять галтовку в две стадии. Более интенсивная обработка деталей на второй стадии обра­ ботки достигается загрузкой в барабан вместе с деталями наполнителя, подбираемого в зависимости от конфигу­ рации обрабатываемых деталей, характера поверхностей, наличия глухих и сквозных отверстий на деталях. В каче­ стве наполнителя обычно ~ применяют деревянные ко­ лышки, кубики, стальные шарики, всевозможную метал­ лическую арматуру, болты, гайки, металлические бруски и пр. Размеры наполнителя 'должны' быть меньше раз­ меров обрабатываемых деталей. Пленки в отверстиях деталей и облой в глухих отверстиях обрабатывают спе­ циальными наполнителями — стальными острыми штиф­ тами. Детали из хрупких материалов обрабатывают без наполнителей.

Высокая производительность барабана, а также хоро­ шее качество обработки гарантируются при загрузке дета­ лями до уровня ниже осевой линии барабана на 20—30 мм для крупных и прочных изделий; хрупкими изделиями барабан заполняют на 70—80% объема.

Перед загрузкой в барабан изделия следует охладить до комнатной температуры. Изделия и наполнители загружают в различных пропорциях. Например, при использовании в качестве наполнителей деревянных колышков и шариков в барабан закладывают 1 ч. деталей, 1 ч. колышков и 0,5 ч. шариков. Длительность обработки галтовкой, определяемая формой детали и толщиной грата, может колебаться от 8 ч до 2 мин. Некоторые параметры технологического режима обработки деталей галтовкой приведены в табл. 4.

Скорость вращения барабана также зависит от формы детали и свойств материала.

Обработка деталей общего технического назначения является чистовой операцией, после которой проводят лишь операцию обеспыливания деталей сжатым воздухом.

Галтовочный барабан представляет собой многогран­ ную полую призму, приводимую во вращение электро­

щими его на несколько отсеков, открывающейся крышкой

23

для загрузки и выгрузки деталей и отверстиями для уда­ ления грата.

Корпус барабана изготовляют из листовой стали. Часто для уменьшения шума, возникающего во время работы галтовочного барабана, корпусы барабанов поме­ щают в звукоизоляционный кожух. При наличии боль­ шого числа барабанов их устанавливают в отдельном звукоизолированном помещении.•

Детали жесткой конструкции обрабатывают в галто­ вочных барабанах разных видов, например в барабанах со смещенной осью вращения (типа «пьяной бочки»). На заводе «Карболит» (г. Орехово-Зуево) сконструирован и работает галтовочный барабан V-образной формы (рис. 3). Барабан, заключенный в кожух, состоит из двух цилиндров диаметром 225 мм, соединенных под углом 60°. Торцовые крышки цилиндров сетчатые.

Обработка изделий в V-образном галтовочном барабане характеризуется интенсивным соприкосновением деталей между собой и со стенками барабана за счёт создания противоточного направления движения деталей при пере-

24

мещении их из верхних слоев к основанию. В таком бара­ бане можно и полировать детали.

На некоторых заводах устанавливают галтовочные барабаны непрерывного действия. Непрерывность работы барабана достигается за счет наклона его оси под углом 5° к горизонтальной плоскости. В верхнюю часть барабана засыпают детали; по мере вращения барабана они пере­ мещаются вниз, где их продувают сжатым воздухом н упаковывают.

При необходимости обра­ ботки деталей без нарушения глянца («мягкая» обработка) галтовочные барабаны могут быть изготовлены из листо­ вого текстолита, внутренняя полость обивается войлоком, кожей и т. п.

обрабатываемых деталей, характером рабочей среды и режимом' работы виброустановки. Процесс заключается в последовательном нанесении на поверхность обрабаты­ ваемых деталей большого количества микроударов, спо­ собствующих съему мельчайших частиц материала, уда­ лению грата и сглаживанию микронеровностей.

На практике встречается несколько технологических схем выполнения процесса виброобработки. К ним можно отнести «сухую» и «мокрую» обработку (последняя — для деталей, материал которых не поглощает воду); обра­ ботку свободно загруженных деталей сравнительно не­ больших размеров с периодической или непрерывной загрузкой и разгрузкой; автоматизированную обработку потока деталей; обработку крупногабаритных деталей, закрепленных в специальных приспособлениях, и т. д.

25

Наиболее часто встречающаяся на производстве вибра­ ционная установка имеет несколько загрузочных камер для обработки различных по конфигурации и размерам деталей. Рабочие камеры установлены на виброплощадке, связанной с основанием установки спиральными и рес­ сорными пружинами, Источником колебания служит виб­ ратор, представляющий собой вал с эксцентрично распо­ ложенными грузами, соединенный с электродвигателем гибкой муфтой.

Для «мокрой» обработки деталей установка снабжена баком-отстойником с помпой и трубами с вентилями, подведенными к каждой рабочей камере. В качестве на­ полнителя используют щебень с размером гранул от 5 до 15 мм, фарфоровую крошку (размер от 5 до 12 мм), гетинаксовые кубики, призмочки, шарики, битые и целые абрикосовые косточки и пр.

Камеры заполняют на 3 / 4 объема, причем при некото­ ром увеличении количества обрабатываемых деталей ин­ тенсивность обработки их возрастает. При числе коле­

возрастает при регенерации наполнителя проточной водой.

общего объема сила и количество микроударов о поверх­ ность обрабатываемых деталей увеличиваются. Для сохра­ нения глянца на поверхности обрабатываемых деталей

Для снятия грата в отверстиях, углублениях, пазах дета­ лей необходимо подбирать наполнитель соответствующей формы и размеров.

Одной из разновидностей галтовки и виброобработки является обработка деталей из пластмасс с помощью пневмогалтовки (рис. 4). Сущность процесса пневмогалтовки заключается в сообщении обрабатываемым деталям, поме­ щенным в специальный резервуар 1, колебаний. Послед­ ние создаются за счет быстрого изменения направления движения сжатого воздуха, подаваемого на поверхность подвижного штока 2 вибратора. Амплитуду и частоту колебаний регулируют вентилем 3.

26

С увеличением давления сжатого воздуха повышается частота колебаний при резком уменьшении амплитуды и наоборот.

Во избежание опрокидывания в процессе работы кор­ пус 4 вибратора имеет большую опорную поверхность и значительную массу. В процессе вибрации обрабатывае­ мые детали, совершая возвратно-поступательное движе­

в зависимости от их раз­ меров и уровня заполнения рабочего объема резервуара.

Исследование процесса пневмогалтовки позволило установить следующие режимы обработки, обеспечиваю­ щие высокую производительность труда: частота колеба­

Несмотря на то, что описанные методы обработки дета­ лей являются высокопроизводительными и высокоэффек­ тивными, они имеют существенный недостаток—во всех случаях возможно нарушение глянца поверхностей дета­ лей. В случае, если этим недостатком можно пренебречь,

27

галтовка и виброобработка дают высокие результаты и сводят к минимуму трудоемкость операции по зачистке облоя на деталях.

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

От совершенства конструкции режущего инструмента во многом зависит качество и главным образом произво­ дительность механической обработки резанием. Разновид­ ность операций обработки пластмассовых деталей требует создания различных режущих инструментов.

Как отмечалось, пластические массы отличаются не­ большой теплопроводностью и высокой абразивностью, что в значительной степени влияет на износостойкость инструмента и качество обработки изделий.

Обработка любой детали состоит из определенного количества простейших операций, заключающихся в об­

Элементарные операции осуществляются в определен­ ной последовательности при большем или меньшем их совмещении и составляют в целом процесс обработки детали.

В современной технологической практике обработки деталей из пластмасс совмещение операций на одном станке достигается за счет применения специальной оснастки и многопозиционного инструмента.

При работе на большей части станков-автоматов и полуавтоматов за один рабочий цикл осуществляют не­ сколько элементарных операций. Операции обработки можно совмещать несколькими способами, например при­ менением сложного комбинированного инструмента: фа­ сонных резцов, ступенчатых сверл, зенкеров, разверток, метчиков, сложных профильных шлифовальных кру­ гов и т. д.

При проектировании режущего инструмента необхо­ димо учитывать физико-механические свойства и степень абразивности материала, подвергающегося обработке, а такжетемпературу его размягчения. При этом в зави­ симости от состава и вида пластических масс следует применять: высокоуглеродистые и быстрорежущие стали, твердые сплавы и керамику.

Необходимо предусматривать полирование передней и задней поверхностей и направляющих ленточек.

28

При проектировании фрез, зенкеров, сверл нужно учитывать, что количество стружки, получаемой в про­ цессе резания, иногда очень велико. В связи с этим необ­ ходимо увеличивать канавки между зубьями фрезы, зен­ кера и т. п. Эти канавки должны быть больше, чем на

Пластические массы по прочности значительно усту­ пают металлам, поэтому передний угол режущего инстру­ мента должен составлять 15—20°. При обработке деталей происходит усадка материала, что приводит к увеличению силы трения и интенсивному нагреванию инструмента. Для уменьшения нагрева инструмента и детали направ­ ляющие ленточки сверл, зенкеров, разверток следует выполнять как можно уже (не более 0,5 мм).

При проектировании фрез необходимо предусматривать цилиндрическую ленточку на затылке зуба шириной не более 0,1 мм, так как при большой ширине ленточки инструмент работает хуже и образует задиры на поверх­ ности изделия.

Для сверления отверстий в пластиках волокнистого строения необходимы сверла такой конструкции, которая обеспечивает качественное' резание слоев как наполни­ теля, так и смолистых веществ, входящих в состав мате­ риала. В качестве примера может служить инструмент с подрезающими кромками (рис. 5). В этой конструкции центр сверла расположен ниже подрезающих кромок на величину h. Выступ на оси сверла служит направляющим центром.

При св'ерленни отверстий дрелью такие сверла недо­ статочно практичны, так как центр лежит ниже режущих кромок и сверло трудно ориентировать. Конструкция сверла, приведенная на рис. 6, облегчает работу ручным инструментом. При проектировании подобных конструк­ ций сверл необходимо учитывать, что ширина направляю­ щих ленточек должна составлять примерно Ч& ширины стандартных сверл, предназначенных для металла.

Недостатком подобных конструкций является слож­ ность перезаточки при отсутствии специальной приставки к заточному станку,

29