Предварительная обработка полимерных материалов при точении

 

Еренков О.Ю., Калита Г.А., Калита Е.Г., Мазин Р.С.

(ТОГУ, г. Хабаровск, РФ)

 

This work is devoted to researching of details manufacturing processes of plastic. The physical representations of flaw discharge mechanism are discussed. Device design of process quality improvement of polymeric materials by cutting bases of superficial layers decomposition principle is described under an entry.

 

Применение изделий из полимерных материалов в различных сферах человеческой деятельности неуклонно увеличивается, особенно эффективно использование деталей  из полимерных материалов в отраслях, связанных с изготовлением узлов и деталей, заменяющих традиционные металлы и их сплавы. Обеспечение высокого качества сопрягаемых поверхностей деталей, требуемой точности и формы является основным условием для их использования. Это достигается путем механической обработки деталей резанием.

Наличие у полимерных материалов специфичных свойств обуславливают отличие процессов их механической обработки от процессов резания металлов, при этом эффективность методов обработки резанием в основном зависит от режимов обработки и используемых оборудования и режущего инструмента. Однако на практике имеются определенные затруднения с достижением требуемых параметров шероховатости поверхности обрабатываемых деталей обычными методами обработки. Технологических методов, специально предназначенных для обработки полимерных материалов, недостаточно и они имеют невысокую эффективность. Это приводит к необходимости разработки новых способов обработки деталей из пластмасс, сущность которых заключается в направленном изменении свойств обрабатываемого материала в зоне резания с целью обеспечения благоприятных условий для получения обработанной поверхности высокой точности и качества.

Установлено [1, 2], что предварительная обработка заготовок из полимерных материалов обеспечивает повышение качественных параметров обработанной поверхности деталей. Одним из эффективных методов предварительного воздействия на полимерный материал является метод механической деструкции поверхностного слоя заготовки. Для реализации этого метода разработано и изготовлено специальное устройство, которое выполнено с возможностью установки на токарном станке.

На рисунке 1 представлена схема устройства для обработки заготовок из пластмасс, при точении их на токарном станке.

Устройство для обработки заготовок из пластмасс состоит из корпуса 1 закрепленного на суппорте токарного станка, в котором по направляющим 2 перемещается плита 3, на которой установлены неподвижные ролики 4. Плита 3 имеет паз, в котором при помощи винта 5 перемещается сухарь 6, имеющий ось 7. на которой закреплен ролик 8, на рабочей поверхности, которого выполнены выступы, расположенные с заданным шагом. Вращение винта 5 осуществляется при помощи маховика 9.

Устройство для обработки заготовок из пластмасс работает следующим образом.

Устройство закрепляется на суппорте токарного станка соосно оси точения. Перед установкой обрабатываемой заготовки суппорт токарного станка отводится в сторону задней бабки, освобождая, место для установки заготовки в патроне токарного станка. Затем суппорт станка подводится к заготовке таким образом, чтобы конец заготовки прошел через отверстие устройства для заготовки и остановился в зоне действия неподвижных роликов 4 и рифленого ролика 8.

При вращении маховика 9 ролик 8 прижимается к поверхности обрабатываемой заготовки. При этом плита 3 будет перемещаться по направляющим 2 в сторону противоположную перемещению ролика до тех пор, пока неподвижные ролики 4 не коснутся поверхности обрабатываемой заготовки. При дальнейшем вращении маховика 9 происходит внедрение выступов в поверхностный слой материала заготовки. Глубина внедрения регулируется вращением маховика 9. При включении станка и вращении заготовки происходит перекатывание ролика по поверхности обрабатываемой заготовки, что приводит к образованию местных микроповреждений на обрабатываемой поверхности. Далее происходит процесс обработки заготовки резцом. Так как устройство установлено на суппорте перед резцедержателем, то процессы обработки и точения заготовки происходят одновременно.

Наличие микроповреждений заданной формы и размеров, расположенных в требуемом порядке приводит к разрушению структуры поверхностного слоя заготовки, что является предпосылкой к ее последующей эффективной механической обработке.

Количество, глубина и форма микроповреждений структуры слоя заготовки определяется геометрией и формой рабочих поверхностей валиков, которые в свою очередь зависят от свойств материала заготовки.

Предварительные эксперименты показывают положительные результаты. Использование предлагаемого устройства позволит обеспечить более качественную, с точки зрения чистоты поверхности и точности размеров, дальнейшую механическую обработку заготовок из пластмасс, снизить трудоемкость и повысить производительность процесса обработки заготовок и увеличить срок службы режущего инструмента.

 

Литература

1.        Еренков О.Ю., Ивахненко А.Г., Хосен Ри. Новые комбинированные способы обработки полимерных материалов резанием на основе предварительных физико-химических и механических воздействий.- Владивосток: Дальнаука, 2007. – 196 с.

2.        Ковальчук С.А. Повышение качества токарной обработки полимерных материалов посредством предварительной механической деструкции поверхностного слоя: дисс. к.т.н. – Комсомольск – на – Амуре, 2004. -120с.

 

         Рисунка 1 - Схема устройства для предварительной обработки заготовок из пластмасс