КЛАССИФИКАЦИЯ способОВ ТОКАРНОЙ обработки полимерных материалов

 

Еренков О.Ю., Еренков С.О., Битюцкая Е.А. (ТОГУ, г. Хабаровск, РФ)

 

On the basis of the   classification signs correlations analysis the new combined methods of plastic work pieces machining have been developed and patented. The developed methods essence consists in the preliminary power, thermal or combined influences on polymeric blanks which then are exposed to cutting.

 

При изготовлении деталей из пластмасс современными методами происходит изменение их размеров и формы, связанное с усадкой материала во время охлаждения. Для получения  деталей и изделий заданных размеров и обеспечения требуемых параметров шероховатости для сопрягаемых поверхностей их подвергают механической обработке резанием, которая является необходимой, широко распространенной и одной из ответственных операций в технологическом процессе производства деталей из пластмасс [1].

Получаемые при механической обработке параметры шероховатости поверхности зачастую не соответствуют значениям, установленным в технических требованиях, что приводит к необходимости дополнительной обработки, так как именно от уровня шероховатости обработанной резанием поверхности в большей степени зависят надежность и долговечность  функционирования деталей и механизмов.

Полимерные материалы обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов). Это приводит к необходимости разработки новых оригинальных способов механической обработки резанием заготовок из пластмасс, сущность которых заключается в направленном изменении состояния обрабатываемого материала  с целью обеспечения благоприятных условий для получения обработанной поверхности высокой точности и качества.

Как известно [2], комбинированные методы обработки резанием используют для снятия заданного слоя материала одновременным воздействием несколькими различными по своей сущности явлений или совмещением различных способов подвода энергии. Комбинированные методы значительно повышают производительность и точность обработки, увеличивают стойкость инструмента по сравнению с отдельными составляющими их методами. Помимо этого, в ряде случаев освоение комбинированных методов обработки позволяет достигнуть новых технических эффектов, определяющих значительное увеличение прочностных, износостойких и других эксплуатационных параметров деталей.

Методика построения комбинированных методов обработки определяется закономерностями суммирования  физических и химических воздействий, определяющих процесс удаления материала при обработке. Эти закономерности зависят от следующих факторов: числа и видов подводимых физико – химических воздействий; способа осуществления каждого воздействия в зоне обработки материала;  количественных характеристик совмещаемых   воздействий  и их соотношения.

  Анализ представленных факторов позволяет представить следующую классификацию комбинированных методов обработки полимерных материалов.

Первый классификационный признак – число и вид подводимых  физико-химических воздействий – делит методы обработки на три класса.  Первый класс – методы обработки, использующие один и тот же вид энергии, но два различных способа ее подвода. Второй класс – методы обработки, совмещающие два различных вида энергии. Третий класс – методы обработки, совмещающие три различных вида энергии или два различных вида энергии и два способа ее подвода.

Второй классификационный признак  делит комбинированные способы на два класса: с параллельным и последовательным подводом энергии.

Третий признак определяет количественно степень взаимодействия различных видов физического и химического воздействия. Изменение соотношения различных видов воздействий на обрабатываемый материал может привести к количественному изменению процесса резания или вызвать его качественные изменения.  Согласно третьему признаку комбинированные методы можно разделить на два класса:

- методы с преимущественным влиянием одного воздействия, например механического; дополнительное воздействие, например тепловое, снижая механические характеристики материала срезаемого слоя, повышает эффективность механического воздействия, качественно не изменяя обычного процесса механической обработки; для процессов этого типа различают базовые и дополнительные процессы;

- методы, в которых не производят разделение воздействий на основное и вспомогательное (способ ультразвукового алмазно-электрического сверления); в этом случае процесс обработки может быть описан специфическими закономерностями, не совпадающими с составляющими их обычными процессами резания.

На рис. 1. представлена классификационная схема известных комбинированных способов обработки материалов, в основном металлов и сплавов. На основе анализа логической взаимосвязи классификационных признаков предложены новые комбинированные способы механической обработки полимерных материалов, техническая сущность которых защищена патентами на изобретения.

Список литературы

1. Копин В.А. Обработка изделий из пластмасс. – М.: Химия, 1988. 176 с.

2. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов: Учебное 

пособие для вузов.- М.: Машиностроение, 1974.-  430 с.

3. Карташов Э.М., Цой Б., Шевелев В.В. Структурно – статистическая  кинетика разрушения полимеров. – М.: Химия, 2002. – 736 с.

        4. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под воздействием  агрессивных сред.- М.: Химия, 1972. 229 с.

 

Данная работа выполнена в рамках Программы стратегического развития ФГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет».