книги из ГПНТБ / Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием

глубоких отверстий крутящий момент возрастает быстрее, как это показано на рис. 156.

Зависимости температуры поверхности отверстия при сверле­ нии гетинакса и жесткого поливинилхлорида от глубины сверле­

ния и подачи представлены на рис. 157. С увеличением глубины температура повышается.

Рассмотрим осциллограммы, полученные при работе сверлами с тремя значениями угла наклона винтовой канавки со (рис. 158).

Точкой А обозначен тот момент,

Сэ

*

кромка и крайние участки кромок доходят до опорной поверхности; Е — выход сверла из отверстия. Отвод стружки в процессе сверле­ ния облегчается, если угол со большой. С увеличением глубины сверления при использовании сверла с большим углом со быстро

отверстия, надо назначать большие подачи.

Крутящий момент с увеличением угла при вершине незначи­ тельно уменьшается, а осевая сила увеличивается (рис. 160). Эти зависимости подобны зависимостям для сил резания при пространственном (трехмерном) резании. С увеличением окруж­ ной скорости сверла крутящий момент (штриховые линии) также

141

М.кгесм; Р,кгс

142

Г Л А В А 7

СВЕРЛЕНИЕ ТЕРМОПЛАСТОВ

Полиэтилен

Полиэтилен — один из наиболее легко поддающихся сверлению термопластов. Хорошего качества отверстия, без дефектов, можно получить обычным спиральным сверлом. Явления, с которыми приходится встречаться в процессе сверления полиэтилена, подобны наблюдающимся при сверлении полиамида и ацеталя. При сверлении полиэтилена образуется непрерывная стружка. С увеличением ее толщины стружка приобретает все более отчет­ ливую форму спирали. При образовании спиральной стружки качество поверхности отверстий хорошее (без трещин вокруг кромок отверстия). Вообще вокруг входной части просверленных отверстий почти не наблюдалось каких-либо повреждений; однако вокруг выходной кромки иногда образуется тонкая пленка, напоминающая стружку. Эта пленка (так называемая остаточная стружка) является следствием высокой упругости полиэтилена. Она образуется при малых скоростях резания (скорости вращения сверла) и подачах. При сверлении полиэтилена необходимо режу­ щие кромки сверла затачивать до максимально возможной остроты, но лучше работать сверлом с тремя вершинами (см. рис. 148, г), у которого центровая вершина действует как направляющее сверло, а две внешние работают как летучие фрезы; назначение последних — свести к минимуму образование остаточной стружки вокруг выходной кромки отверстий.

Небольшое оплавление внутренних поверхностей отверстий, просверленных в полиэтилене плотностью р = 0,92 г/см®, наблю­ дается только при малых подачах и больших окружных скоро­ стях. Однако после испытаний, проведенных с различными соче­ таниями подачи и окружной скорости при сверлении полиэтилена плотностью 0,95 и 0,96 г/см®, оплавление не наблюдалось. Сле­ довательно, чем выше плотность полиэтилена, тем лучше внеш­ ний вид просверленных в нем отверстий.

Крутящий момент (штриховые линии) и осевая сила (сплош­ ные линии) уменьшаются с увеличением скорости вращения сверла (рис. 164). С увеличением подачи момент (штриховые линии) и осевая сила (сплошные линии) увеличиваются (рис. 165). Поэтому, чтобы при сверлении полиэтилена снизить силы резания, надо выбирать более высокие скорости вращения и меньшие

144

подачи. Силы резания увеличиваются также с увеличением плот­ ности полиэтилена, как показано на рис. 166.

Время сверления отверстия в листах полиэтилена толщиной 10 мм уменьшается с увеличением скорости вращения и усилия

подачи (рис. 167). Установлено, что угол наклона прямых лога­ рифмической зависимости между временем и скоростью враще­

отверстий он шире, чем для выходной. Зоны режимов свер­ ления, при которых получаются отверстия хорошего качества, приведены на рис. 169, а—в. Установлено, что диапазон опти-

145

146

мальных режимов расширяется с увеличением плотности поли­ этилена.

При сверлении полиэтилена задний угол и стружкоотводя­ щие канавки сверла должны быть достаточно велики, чтобы легко удалять стружку. Более высокой производительности реза­ ния можно достичь, применяя подходящие охлаждающие жидкости, а также путем частого перетачивания режущих кромок сверл. Для сверления полиэтилена полезно применять описанное выше модифицированное сверло с тремя вершинами.

При обработке полиэтилена угол наклона винтовых канавок сверл должен быть в пределах от 10 до 20°, угол при вершине 70—90°, задний угол на режущих кромках 9—15°, а передний 0°. Рекомендуемая скорость резания600—900м/мин, подача наоборот

0,18—0,25 мм.

При сверлении сквозных отверстий рекомендуется снижать подачу перед выходом сверла, чтобы свести к минимуму возмож­ ность появления прижогов. Если под обрабатываемую деталь подложить деревянную планку, то можно предупредить выкра­ шивание выходной кромки отверстия.

Поливинилхлорид

При сверлении жесткого поливинилхлорида необходимо умень­ шать влияние выделяемого тепла, так как этот пластик обладает склонностью к прилипанию. В силу этого трудно выбрать опти­ мальные режимы сверления обыкновенным спиральным сверлом без охлаждения.

Чтобы получить отверстия хорошего качества рекомендуется удалять образующееся при сверлении тепло с помощью соответ­ ствующей охлаждающей жидкости,

В процессе обработки с различными подачами и скоростями резания образуется непрерывная сливная стружка. Однако с уве­ личением глубины отверстия она становится клейкой, при этом оставаясь непрерывной.

Установлено, что на выходе сверла качество отверстия всегда лучше, чем на входе (рис. 170). Стружка вокруг входной кромки отверстия может оплавляться при уменьшении усилия подачи и увеличении скорости вращения сверла. Поверхность отверстия также оплавляется, когда подача становится слишком малой и сверление происходит без охлаждения (рис. 171, а). При работе с охлаждением (рис. 171, б) оплавление стенок можно свести к минимуму даже при малой подаче. На рис. 172 представлена зависимость роста температуры поверхности отверстия от подачи при сверлении без охлаждения (1) и с охлаждением (2). С уве­ личением подачи и при сверлении с охлаждением температура повышается незначительно. С увеличением скорости враще­ ния сверла происходит интенсивное оплавление стенок отвер­ стий.

147

Осевая сила и крутящий момент практически не изменяются

в зависимости от скорости вращения, при этом они прямо про­ порциональны подаче.

При сверлении жесткого поливинилхлорида с малым усилием подачи и малой скоростью вращения, режущие кромки сверла скользят по поверхности обрабатываемого материала. Следо­

чивания обрабатываемого материала и оплавления стружки вокруг кромки лучше работать с большой подачей, чем с малой скоростью резания.

Диапазон режимов резания, обеспечивающих хорошее каче­ ство отверстий при сверлении с охлаждением, шире, чем при работе без охлаждения (рис. 175). Установлено, что чем больше подача, тем лучше качество поверхности отверстий, просверленных без охлаждения. Однако если при работе с охлаждением подача слишком большая, то на поверхности образуются риски (следы подачи). При малом времени сверления можно свести к минимуму образование заусенцев вокруг кромки отверстия.

Таким образом, при сверлении жесткого поливинилхлорида необходимо стремиться свести к минимуму образующееся тепло. Для сверления отверстий глубиной, более чем вдвое превышаю­ щей диаметр данного отверстия, следует применять сверла со

149

стружкоотводящими канавками больших размеров. Заточка сверл должна обеспечивать благоприятные условия резания и умень­ шение усилия подачи (создаваемого поперечной кромкой), а пло­ щадь поверхности резания следует уменьшать примерно до 1/3 нормальной величины, чтобы снизить выделение тепла.

Полиметилметакрилат

Полиметилметакрилат обладает хорошей обрабатываемостью резанием и легко поддается сверлению. Однако работа на непод­ ходящих режимах сверления приводит к образованию отверстий с клейкой непрозрачной поверхностью. Так как полиметилмета­ крилат получил широкое применение именно благодаря проз­ рачности, то и поверхность отверстий должна быть прозрачной.

Рис. 176 иллюстрирует влияние усилия подачи и окружной скорости сверла на время сверления отверстий глубиной 10 мм в полиметилметакрилате. С увеличением подачи и скорости вра­ щения сверла скорость сверления возрастает в логарифмической зависимости.

Влияние подачи и скорости вращения сверла на внешний вид внутренней поверхности отверстий показано на рис. 177, на котором отчетливо видно явление оплавления материала. Диапазон оптимальных режимов обработки, обеспечивающих получение отверстий хорошего качества без трещин или оплавле­ ния, сужается с увеличением глубины сверления. Оптимальные режимы сверления отверстий различной глубины показаны на рис. 178 штриховкой. По этим данным можно сделать вывод, что при сверлении глубоких отверстий нужно часто выводить

150