Файл: Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием.pdf

ГЛАВА 8

СВЕРЛЕНИЕ РЕАКТОПЛАСТОВ

Слоистые реактопласты *

По сравнению с термопластами в реактопластах труднее просвер­ лить отверстие без вспучивания обрабатываемого материала, рас­ щепления его или образования трещин. Поэтому для реактопластов особенно важно подобрать оптимальный режим сверления. Свер­ ление слоистых пластиков отличается от других пластмасс в силу их слоистого строения; такая неоднородность структуры заста­ вляет принимать необходимые меры предосторожности. При сверлении под прямым углом к слоям наблюдается вспучивание материала или образование трещин вокруг кромок отверстия; при сверлении параллельно слоям происходит расщепление обрабатываемого материала. Расщепления можно избежать, увели­ чивая угол при вершине сверла или зажимая обрабатываемый материал в специальных приспособлениях или тисках. Кроме того, слоистые материалы имеют склонность сжиматься после удаления сверла из отверстия. Поэтому, чтобы получить отвер­ стие требуемого размера, надо пользоваться сверлом, диаметр которого несколько превышает номинальный диаметр отверстия.

При рассмотрении осциллограмм сил резания, снятых во время сверления перпендикулярно и параллельно направлению слоев, видно, что между ними существует заметная разница. При сверле­ нии перпендикулярно направлению слоев крутящий момент сначала возрастает, а затем уменьшается так же, как и при сверле­ нии других пластмасс. Осевая сила быстро увеличивается до макси­ мального значения, затем снижается и становится равной нулю, когда поперечная кромка сверла достигает нижней поверхности обрабатываемого материала, после чего резко меняет направле­ ние. Отрицательное значение осевой силы означает, что обрабаты­ ваемый материал в конце процесса сверления стремится к растяже­ нию из-за трения между сверлом и материалом, вызванного умень­ шением диаметра отверстия, а также упругим и термическим расширением материала *.

При сверлении параллельно направлению слоев значения крутящего момента вследствие слоистого строения материала

* Подробно процесс сверления описан главным образом для слоистых фено­ пластов на основе_бумаги.

169

В случае работы с постоянным усилием подачи сама подача не является постоянной: маленькая подача в начале резания

Результаты испытаний при сверлении феностеклопласта, сходным

с данными экспериментов Landall’a, представлены на рис. 213. Влияние материала сверла и объема выполненной им работы (количества просверленных отверстий) на износ сверла диа­ метром 5 мм или на время сверления отверстия заданной длины,

172

показано на рис. 213, а, а угла при вершине сверла и количества просверленных отверстий — на рис. 213, б. Испытывали также сверла, покрытые окисной пленкой с целью увеличения их стой­ кости (рис. 213,в). На основании проведенных экспериментов установлено, что сверла изнашиваются главным образом по зад­ ним поверхностям; передние поверхности изнашиваются меньше.

Рис. 216. Зависимость времени сверления одного отвер­ стия в слоистом фенопласте на основе бумаги от ско­ рости вращения сверла (Tsukada)

Изменения сил резания в зависимости от количества просверлен­ ных отверстий при обработке слоистых фенопластов на основе стекловолокна представлены на рис. 214. Крутящий момент не увеличивается с ростом количества просверленных отверстий, а осевая сила резко возрастает.

Температура поверхности отверстий, просверленных в слоистых фенопластах на основе бумаги и стекловолокна, изменяется в зависимости от подачи (рис. 215) и от глубины отверстий. При уменьшении подачи температура повышается.

Применение охлаждающих жидкостей тоже оказывает большое влияние на снижение температуры. Рост температуры, наблюдаю­ щийся при сверлении слоистых фенопластов, обычно больше,

173

чем при сверлении поливинилхлорида или других термопластов Вследствие этого уменьшается стойкость сверла.

Время t с сверления отверстия глубиной 7 мм в слоистом фенопласте на основе бумаги, показано на рис. 216:

t = С п 1 = 11,1 ДОДД1’4 п~\

где я — скорость вращения сверла, об/мин; Рх — усилие подачи,

кгс (Tsukada).

Подача

Рис. 217. Изменение разности диаметров просверленного отверстия и сверла при сверлении слоистого фенопласта на основе бумаги от подачи и скорости вращения сверла

(СО = 27е; 2ф = 120°):

I — п = 4000 об/мин; 2 — 2000 об/мин; 3 — 1000 об/мин

Шероховатость внутренних поверхностей отверстий обычно меньше 4 мкм. Диаметр отверстия, как, правило, меньше диа­ метра сверла. Изменение разности диаметров отверстия и сверла

при сверлении слоистого фенопласта на основе бумаги от подачи и скорости вращения сверла показано на рис. 217.

Оптимальные режимы сверления слоистых пластиков основаны на учете явлений вспучивания и растрескивания обрабатываемого материала вокруг кромок отверстия. Вспучивание означает частич-

174

ное отслаивание материала в зоне, непосредственно прилегающей к отверстию. На рис. 218 приведены оптимальные режимы сверле­ ния слоистых фенопластов на основе бумаги, дающие предста­ вление о трудностях, с которыми связано сверление этих материа­ лов без каких-либо повреждений поверхностей. При работе сверлом такой же конструкции и геометрии, но с разной высотой режущих кромок (см. рис. 212, г, д) диапазон оптимальных режимов свер­ ления слоистых пластиков расширяется до пределов, указанных на рис. 219.

(Tsukada)

Стружка, образующаяся при сверлении слоистого фенопласта на тканевой основе, всегда прерывистая и порошкообразная. Однако вспучивание или растрескивание обрабатываемого мате­ риала вокруг кромок отверстий наблюдается редко. Следовательно, диапазон оптимальных режимов сверления текстолита относи­ тельно широк по сравнению с режимами для слоистых пластиков на бумажной основе. Оптимальные режимы сверления слоистых фенопластов на тканевой основе представлены на рис. 220.

Стружка и внешний вид отверстий, просверленных в слоистом меламине на бумажной основе, такие же как и в слоистом фено­ пласте на тканевой основе. Оптимальные режимы сверления слоистого меламина даны на рис. 221.

Литые реактопласты

Образование трещин вокруг кромок отверстий на входе и вы­ ходе сверла — обычное явление при сверлении литого лолиэфиропласта, так же как и литых деталей из карбамида (мочевины), литого фенопласта или других хрупких пластмасс. Размеры тре­ щин зависят не только от режимов сверления, но и от конструк­ ции и геометрии сверла. Наибольшее влияние на размеры трещин

175