Файл: Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием.pdf

рис. 135. Следовательно, сила резания уменьшается, когда зона реза расположена близко к центру шпинделя станка.

Суммарная работа резания уменьшается с уменьшением силы резания; это выражается в малом количестве тепла, образующе­ гося в процессе резания, благодаря чему удлиняется срок службы режущего инструмента. Чтобы уменьшить силу резания, надо выбирать малую подачу sM[IH, большую окружную скорость диско­ вой пилы (скорость резки) и малую высоту резки. Рекомендуется работать пилой с возможно более крупным шагом и малой толщи-

Рис. 134. Зависимость между силой резания и скоростью для трех дисковых пил с различными значениями переднего угла при обработке листов поли­ метилметакрилата толщиной 6 мм со скоростью резки 2500 м/мин и высо­ той резки (Л), равной:

/ — 126 мм; 2 — 102 мм; 3 — 78 мм

ной диска. Зубья пилы должны быть выполнены с положительным передним углом и надлежащим разводом, что также способствует уменьшению силы резания.

При работе дисковой пилой образуется относительно грубая поверхность реза с растрескиванием или выкрашиванием кромок. Если резка производится по режимам резания, специально подо­ бранным с целью избежать большой шероховатости поверхности реза, возникает большое количество тепла и деструкция обраба­ тываемой поверхности или прижоги на ней в случае обработки реактопластов и оплавление поверхности при резке термопластов. Конечный результат зависит от глубины резания на зуб t3.

Шероховатость поверхности не изменяется даже при оплавле­ нии обрабатываемой поверхности (рис. 136) и зависит преиму­ щественно от глубины резания на зуб t3. При малых значениях t3 шероховатость также становится малой; однако и в этом случае может происходить оплавление. Шероховатость поверхности за­ висит также от бокового прогиба диска из-за различий в степени остроты режущих кромок зубьев пилы, вызванных погрешно­ стями заточки. Необходимо тщательно подбирать режим резания, обеспечивающий надлежащее значение t3 с целью получения

123

поверхности реза хорошего качества, без оплавления или выкраши­ вания. При переточке пилы необходимо применять методы, обес­ печивающие правильную, равномерную заточку зубьев, чтобы избежать бокового прогиба диска или эксцентричного положения зубьев.

При более детальном изучении процесса образования трещин вдоль кромки реза выявлено следующее:

1. Если высота резки (К) большая, то трещины образуются большей частью по кромке реза, расположенной со стороны входа дисковой пилы.

2.При малых значениях h трещины образуются большей частью по кромке реза, расположенной со стороны выхода пилы.

3.Диапазон режимов резания, в пределах которого трещинообразование не наблюдается, шире, когда передний угол зуба пилы отрицательный или равен нулю, чем когда этот угол поло­ жительный.

4.Трещинообразование уменьшается, когда снижается ско­ рость резки, особенно при малой глубине резания на зуб.

Зависимость между трещинообразованием и режимами реза­ ния показана на рис. 137. Отсюда следует, что от надлежащего выбора высоты резки h, переднего угла зуба дисковой пилы и глу­ бины резания на зуб в значительной степени зависит получение поверхностей реза без растрескивания.

Как уже указывалось, результаты резки зависят от методов заточки дисковых пил. Заточка должна обеспечивать отсутствие бокового прогиба диска или эксцентричности зубьев; размеры и форма пропилов, выполненных режущими кромками каждого отдельного зуба пилы, должны быть одинаковы. Правильный раз-

124

вод зубьев также способствует уменьшению бокового трения между пилой и обрабатываемым материалом. Шероховатость поверх­ ности реза и потери материала на пропил снижаются с уменьше­ нием размеров пропила, но образующееся при резании тепло воз­ растает. Однако при резании пилой с большим разводом зубьев количество выделяющегося тепла невелико, поэтому не создаются прижоги или оплавление обрабатываемого материала, но шерохо-

ватость поверхности и потери материала на пропил становятся большими. При разведении зубьев вручную необходимо избегать неравномерностей развода.

Вместо дисковых пил с разводом зубьев часто для резки пласт­ масс применяют пилы с боковым поднутрением, однородность зубьев которых выдерживается лучше; в результате этого поверх­ ность реза получается более чистой. Однако срок службы диско­ вых пил с боковым поднутрением относительно короткий.

Число зубьев и диаметр дисковой пилы следует выбирать в соответствии с применяемой скоростью резки, обеспечиваемой станком, видом обрабатываемой пластмассы и толщиной разре­ заемого листа. Потери материала на пропил при резке дисковой пилой зависят от толщины диска, развода зубьев и точности станка (точность регулировки положения оси шпинделя, прямо­ линейность движения подачи стола или обрабатываемого мате-

125

риала, перпендикулярность оси шпинделя к направлению подачи стола и др.).

Применяемые для резки пластмасс дисковые пилы обычно изготовляют из закаленной углеродистой или быстрорежущей стали. Дисковые пилы с твердосплавными зубьями широко при­ меняют для резки пластмасс с абразивными наполнителями; срок их службы больше, чем обычных стальных пил. Дисковые пилы с алмазными зубьями успешно используют для резки пласт­ масс, армированных стекловолокном или асбестом, в крупно­ серийном производстве.

Методы резки абразивнымиГкругами

Резка абразивными кругами (особенно при обработке слоистых реактопластов) имеет преимущества перед распиловкой по шеро­ ховатости поверхности, точности резки, экономичности инстру­ мента и сроку его службы.

Абразивный круг состоит из большого количества мелких и очень твердых минеральных абразивных частиц, удерживае­ мых в общей массе с помощью связующих материалов (связок): кроме абразивных частиц (зерен) и связки, составным элементом абразивного круга являются поры. Абразивные зерна работают как режущий инструмент, а поры образуют зазоры между зернами, в которых может размещаться снимаемая стружка.

Большую часть абразивных кругов изготовляют из искусствен­ ных абразивных материалов — окиси алюминия (А) и карбида кремния (С). Теоретически абразивный круг должен обладать высоким сопротивлением изнашиванию, но при этом быть на­ столько хрупким, чтобы при значительном затуплении зерна абразива могли выкрашиваться.

Следовательно, абразивный круг по конструкции отличается от обычных режущих инструментов, описанных в предшествую­ щих главах.

Наиболее характерная особенность абразивного круга — это его способность к так называемому самозатачиванию. Она выра­ жается в том, что рационально сконструированный абразивный круг должен постепенно разрушаться, со скоростью, достаточной для того, чтобы по мере изнашивания непрерывно обнажались острые режущие кромки свежих (не затупившихся) абразивных зерен. Поэтому, чтобы абразивные круги удовлетворяли специ­ фическим требованиям, вытекающим из технологии процессов шли­ фования, изготовители подбирают относительную вязкость и со­ противление истиранию абразивных кругов, регулируя чистоту и размеры кристаллов абразивных зерен. Среднее абразивное зерно не является монокристаллом, а состоит из нескольких кристаллов.

Размеры (крупность) зерен, применяемых для абразивных кругов, характеризуются числом (номером зернистости), соот-

126

ветствующим количеству отверстий на одном линейном дюйме * сита, используемого для определения зернистости абразивного материала. Однако номер зернистости — это только средний размер зерен, так как действительные размеры зерен, из которых состоит абразивный круг, лежат в очень широком диапазоне. Номером зернистости не учитываются также различия в форме зерен. Один и тот же номер зернистости может быть отнесен к зернам любой формы — глыбистым, осколкообразным, игло­ образным или плоским. Широкое разнообразие размеров и форм абразивных частиц следует учитывать при анализе процесса резания.

Твердость абразивного круга характеризует относительную прочность связки. Для данного материала связки твердость круга обычно определяется использованным количеством связки, с увеличением которого увеличиваются число и размеры мостиков, связывающих соседние зерна абразива, благодаря чему возрастает твердость круга. Твердость абразивных кругов обозначают бук­

твердости абразивного круга в большой мере зависит от окруж­ ной скорости круга и других параметров технологического про­ цесса.

Структура абразивного круга характеризует относительную плотность расположения абразивных зерен в круге и объем, занимаемый зернами, в процентном отношении к общему объему круга. Структура обозначается номером от 0 до 12 (этот номер указывают при маркировке круга). Более низкие номера соот­

тоды испытаний». Этим стандартом установлен ряд номеров зернистости от 200 до 3, обозначающих степень крупности абразивных материалов (в этот диапазон не входят группы микропорошков). С уменьшением номера зернистости умень­ шается и крупность.

Номер зернистости характеризуется размерами и процентным содержанием зерен в пяти различных фракциях, причем наибольшее значение имеют пока­ затели основной фракции. Крупность основной фракции определяется устано­ вленными стандартом размером стороны отверстия (ячейки) сита на котором зерно должно задерживаться.

В дюймовой системе единицей измерения крупности абразивных материалов принят меш — число отверстий сита на одном линейном дюйме. В отличие от системы, принятой в ГОСТе 3647—71, в дюймовой системе ряд номеров зерни­ стости построен в восходящем порядке, т, е. с увеличением номера зернистости крупность зерен уменьшается. (Перев.)

** Действующий в СССР ГОСТ 2424—67 «Круги шлифовальные. Типы и ос­ новные размеры» предусматривает применение для шлифовальных кругов трех основных видов связок — керамической, бакелитовой и вулканитовой. Магне­ зиальная и силикатная связки в СССР не стандартизованы и распространения не получили. (Перев.)

127

круга, занимаемая порами, служащими для размещения стружек, зависит от структуры круга.

В производстве абразивных кругов используются следующие семь основных связок*: стекловидная керамическая V, баке­ литовая (из термореактивной смолы) В, вулканитовая R, сили­ катная S, шеллаковая Е, магнезиальная О и металлическая М. Отрезные абразивные круги обычно изготовляют со связками В или R.

Определение обрабатываемости

где Vm = 103snpbB, мм3/мин; здесь snp — скорость резки (подача), м/мин; b — толщина разрезаемого листа, мм; В — толщина абра­

зивного круга, мм; hp = Рг ■^ ; здесь Рг — тангенциальная

составляющая сила резания, кгс; v — окружная скорость круга, м/мин.

Чтобы довести величину г]о до значения максимально воз­ можного для каждого вида пластмассы, надо подбирать надле­ жащий режим резания или соответствующую конструкцию отрез­ ного абразивного круга. При резке абразивными кругами пара­ метром Vw можно пренебречь. Тогда формула (23) приобретает вид

Для измерений обрабатываемости пластмасс при резке суще­ ствуют два вида испытаний: с постоянной нагрузкой и с постоян­ ной подачей. Из уравнений (23) и (24) вытекает, что для опре­ деления обрабатываемости пластмасс при резке необходимо изме­ рять скорость резки и тангенциальную составляющую силы резания.

Оптимальные режимы резки абразивными кругами

На рис. 138 представлена зависимость обрабатываемости пласт­ масс абразивным кругом от скорости резки (подачи); резка велась с постоянной попутной подачей и высотой резки 140 мм. При резке реактопластов режущая способность с увеличением ско-

* В СССР твердость шлифовальных кругов регламентирована стандартом «Абразивные инструменты. Шкала твердости. Методы определения твердости».

ГОСТ 3751—47. (Перев.)

128