СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕСТРУКЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ
Еренков О. Ю., Ковальчук С. А., Жуков Е. Н. (ХГТУ, г. Хабаровск, РФ)
This work is devoted to researching of details manufacturing processes of plastic. The way of process quality improvement of polymeric materials by cutting bases of superficial layers decomposition principle is described under an entry. Also results of research of dependence of a roughness of a surface are resulted at machining these materials with use of the offered way.
Механическая обработка занимает важное место в производстве изделий из пластмасс. Это объясняется рядом обстоятельств.
Во-первых, детали из слоистых пластиков могут изготавливаться только механической обработкой, так как эти материалы поставляются в виде заготовок (листов, плит, труб и фасонных профилей). Во-вторых, механической обработкой иногда экономичнее получать сложную конфигурацию деталей, чем с той же целью усложнять и соответственно удорожать конструкцию формующего инструмента. В-третьих, механической обработкой можно получить более точные размеры деталей, чем при прессовании и литье. В-четвертых, возникает необходимость удалять получающиеся на изделиях при формовании литники, заусенцы, грат, пленки, а после этого шлифовать, полировать обработанные поверхности. В-пятых, изготовление деталей из пластмасс резанием может быть целесообразно также в тех случаях, когда объем производства недостаточно велик.
Таким образом, механическая обработка деталей из пластмасс является широко распространенной и ответственной операцией на производстве. При этом остро стоит вопрос обеспечения качества обработки резанием деталей из полимерных материалов.
Повышение производительности процесса резания полимерных материалов с одновременным обеспечением высокого качества обработанной поверхности и точности размеров деталей возможно при условии предварительного механического разрушения поверхностного слоя.
На рисунке 1 приведена модель поверхности обрабатываемой детали, после нанесения предварительных микроповреждений.
Исследования качества поверхности, получаемой при токарной обработке текстолита марки ПТ с предварительным механическим разрушением поверхностных слоев, показывают:
1. При постановочном эксперименте, который проводился для определения значения параметра Ra, характеризующего качество обработанной поверхности, получено значение Ra= 10 мкм
Рисунок 1- Модель поверхности обрабатываемой детали после нанесения микроповреждений (h- глубина нанесения микроповреждений, мм, d- диаметр отверстия, мм, to- шаг отверстий, мм, l- зона деформаций деформативно- напряженного состояния материала, мм, hд- глубина распространения деформации, мм, s- определяющий линейный размер зоны деформативно- напряженного состояния материала, мм)
2. При обработке резанием экспериментальных образцов с использованием способа, основанного на принципе деструкции поверхностного слоя, получены поверхности, имеющее более высокое качество поверхности, чем при постановочном эксперименте, Ra=5-8 мкм.
3. Исследование влияния диаметра точечных микроповреждений на шероховатость поверхности показало, что при увеличении диаметра отверстий качество обработанной поверхности улучшается.
4. Анализ экспериментальных исследований зависимости Ra от шага отверстий показывает: имеется тенденция снижения значения Ra в определенных интервалах значений tо, есть интервалы шага отверстий, при которых шероховатость минимальна, и имеются интервалы tо, при которых происходит увеличение Ra.
5. Анализ влияния глубины резания на качество поверхности полимерных материалов говорит о том, что при глубине резания большей, чем глубина отверстий, значения Ra ниже, чем значения Ra, полученные в постановочном эксперименте. Это указывает на возможность реализации соотношения «глубина резания t > глубина отверстий to».
6. Существуют зоны оптимального сочетания глубины резания, глубины, шага и диаметра микроповреждений.
7. Получены зависимости шероховатости поверхности Ra от основных технологических факторов при точении исследуемого материала:
Ra= 6.5055-0.0847to-0.6247d+0.1736h
Ra=15,4232-1,7494t+4,3877to-2,1852d+1,4607h
Оценка достоверности уравнения регрессии позволяет принять гипотезу об адекватности регрессионной модели.