книги из ГПНТБ / Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием

резания. Количество непрерывной стружки уменьшается с уве­ личением скорости резания. Для сополимера AS оно равно 100% при скорости резания до 3 м/мин и 35% при 400 м/мин. Для со­ полимера ABS-L уменьшение процентного соотношения замедлено и при 400 м/мин составляет 55%. Однако для марок ABS-М и ABS-H оно находится на уровне 100% до скорости 150 м/мин и лишь при 400 м/мин снижается до 90%. Это доказывает, что обрабатываемость указанных видов сополимеров стирола раз­ личная.

Основываясь на изложенном материале, можно следующим образом характеризовать обрабатываемость сополимеров сти­ рола: ABS-H и ABS-M— очень хорошая; ABS-L — от хорошей до очень хорошей, A S— хорошая.

Политетрафторэтилен

Благодаря высокой теплостойкости, химической стойкости и антифрикционным свойствам широко применяется как материал для деталей электронных и механических систем и химической аппаратуры. В отличие от других термопластов политетрафторэти­ лен не образует жидкотекучий расплав. Эти свойства и доста­ точно высокая температура плавления затрудняют формование изделий из политетрафторэтилена с жесткими допусками. Поэтому такие изделия приходится изготовлять резанием из прутков. В тех случаях,.когда изделия имеют сложную форму или при изготовлении изоляционной ленты, резание также является вполне оправданным методом производства.

Обрабатываемость политетрафторэтилена резанием главным образом зависит от реологических и фрикционных свойств этого материала. В процессе резания политетрафторэтилена образуется стружка трех типов. При низкой скорости резания получается непрерывная стружка, при этом наблюдается большая упругая деформация. Явление это носит своеобразный характер, если сравнивать его с резанием других пластмасс или металлов. Стружка непрерывная сливная. Она всегда получается при обра­ ботке на низких скоростях резания (менее 1 м/мин), кроме тех случаев, когда работают резцами с отрицательным передним углом, превышающим—30°. Например, при использовании резца с отрицательным передним углом—40° обрабатываемый материал деформируется без образования стружки. Все эти явления обу­ словлены влиянием большой упругости. При обработке полите­ трафторэтилена с высокими скоростями резания образуется стружка непрерывная с получением поверхности хорошего каче­ ства и прерывистая, при срезании которой поверхность бывает низкого качества. Различие между непрерывной и прерывистой стружками видно на рис. 68, на котором показаны сечения и по­ верхность стружки, полученной при обработке политетрафтор­ этилена с высокой скоростью резания. Непрерывная стружка,

61

рактеризуется преимущественно большой упругой деформацией при низкой скорости резания. Таким образом обработанная по­ верхность и поверхность стружек получаются гладкими. Однако в тех случаях, когда вследствие большой упругости обрабатывае­ мого материала при низкой скорости деформирования геометрия резца приводит к вспучиванию или к поднутрению материала, размерная точность обработанных поверхностей оказывается очень низкой. Вспучивание возникает, когда в процессе резания

создается вертикально направленное растягивающее напряжение; поднутрение образуется, когда создается вертикальное сжима­ ющее напряжение.

На рис. 69 представлена зависимость составляющих сил реза­ ния Ру (штриховые линии) и Рг (сплошные линии) от глубины, скорости резания и переднего угла резца при обработке поли­ тетрафторэтилена. Сила Рг, действующая в направлении резания, пропорциональна глубине резания не только при низкой (0,019 м/мин) скорости резания (рис. 69, а), но и при высокой (76,5 м/мин) (рис. 69, б). Сила Ру, действующая перпендикулярно направлению резания, уменьшается по мере того, как передний угол резца возрастает до положительных значений, и становится равной нулю при критическом значении переднего угла. При обработке политетрафторэтилена ввиду его большой упругости рекомендуется работать резцами с критическим передним углом,

63

щественного влияния скорости резания в интервале от 0,762 до 765 м/мин. Фактически с повышением скорости резания крити­ ческий угол незначительно уменьшается. Как указывалось выше, при резании политетрафторэтилена важно работать с критическим передним углом, чтобы избежать вспучивания или поднутрения обрабатываемого материала вследствие его большой упругости. Ниже даны оптимальные значения критического переднего угла резца, согласованные с данными, приведенными в других рабо­ тах:

ная. Однако при работе на высоких скоростях резания тип стружки

от —20 до 40°. Предпочти­ тельным является критический передний угол, так как в этом случае можно свести к минимуму упругую деформацию и упругое восстановление обработанного материала. При высоких скоро­ стях резания (от 220 до 765 м/мин) передний угол надо выбирать по данным рис. 70. На этих режимах резания стружка всегда будет непрерывной, а обработанные поверхности — гладкими, не требующими дополнительной финишной обработки и точными.

По измеренным составляющим силы резания Рг и Ру вычис­ лены сила трения Т, действующая по передней поверхности резца, и сила Тп, направленная перпендикулярно к ней (см. рис. 29).

Вычислен также коэффициент трения р = т . Зависимость

* П

между Т, Тп, р и у показана на рис. 72. Вследствие очень низкого коэффициента трения между стружкой и передней поверхностью

64

резца при обработке политетрафторэтилена поведение этого материала в процессе резания отличается от других пластмасс* Направление равнодействующей силы резания почти перпенди­

поверхностью.

В настоящее время широко используется политетрафторэтиленовая смола многих видов с различными наполнителями, вво­ димыми для улучшения свойств материала (особенно его сопро­ тивления износу). Для сведения износа к минимуму требуется

Рис. 72. Зависимость между силами Т (2), Т (У), коэф­

фициентом трения р, (5) и передним углом V при обра­ ботке политетрафторэтилена (у = 0,7 м/мин; t = 1,0 мм)

точно отработанная методика резания. Однако износ не может быть устранен полностью, потому что присутствие наполнителя также будет способствовать изнашиванию резца.

Износ резца при обработке политетрафторэтилена со слюдя­ ным наполнителем, характеризуется данными, показанными на рис. 74. Величина износа задней и передней поверхностей резца изменяется в зависимости от продолжительности резания. Стой-

Рис. 73. Влияние переднего уг­ ла и глубины резания на вели­ чину и направление силы реза­ ния при обработке политетра­

фторэтилена со скоростью реза­ ния 0,28 м/мин; длина стрелки

показывает относительную ве­ С: личину равнодействующей силы

резания

ио

Продолжительность резания в)

00 80 . ПО ISO 200MUH

Продолжительность резания

В)

Рис. 74. Зависимость износа резцов при обработке политетрафторэтилена со слюдяным

66

кость твердосплавных резцов наибольшая, резцов из быстроре­ жущей стали — наименьшая. Скорость резания также влияет на износ (рис. 74, в). На рис. 75 приведена стойкость резцов при обработке политетрафторэтилена со слюдяным наполнителем.

значит, что керамический резец, работающий со скоростью реза­

«проблема обработки возникает при изготовлении лент из поли­ тетрафторэтилена. Эта операция выполняется преимущественно методом, подобным лущению, т. е. срезанием непрерывной ленты или полосы с прутка. Режимы резания должны обеспечивать при этом образование непрерывной стружки, потому что она используется как лента.

Например, при изготовлении из политетрафторэтилена ленты толщиной 0,1 мм критический передний угол для глубины реза­ ния 0,1 мм равен 10—15°, как показано на рис. 70. Глубину реза­ ния 0,07 мм следует применять для съема стружки толщиной 0,1 мм резцом с передним углом от 10 до 15° (рис. 76).

67

Таким образом, рекомендуемый режим резания для изготовле­ ния из политетрафторэтилена ленты толщиной 0,1 мм: глубина резания 0,07 мм, скорость резания в интервале от 200 до 700 м/мин при переднем угле резца 15°. Передняя поверхность резца должна быть насколько возможно гладкой, чтобы свести к минимуму трение между стружкой и передней поверхностью.

Обрабатываемость политетрафторэтилена очень хорошая бла­ годаря малой удельной силе резания (рис. 77) и широкому диапа­ зону режимов резания, при которых образуется непрерывная стружка.

При обработке резанием политетрафторэтилена особенно важно помнить следующее.

1. Переднюю поверхность резца надо доводить до максимально гладкой, чтобы уменьшить трение между стружкой и резцом.

2.Задний угол должен быть возможно большим, чтобы умень­ шить трение между обрабатываемой поверхностью и резцом.

3.Если возможно, надо работать резцом с критическим перед­ ним углом, чтобы избежать вспучивания или поднутрения, воз­ никающих вследствие высокой упругости материала.

4.Температуру помещения следует поддерживать постоян­

68