Способ обработки деталей из пластмасс

 

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке деталей из пластмасс. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение технологических возможностей обработки деталей из пластмасс за счет обеспечения структурных изменений материала детали. В способе обработки деталей из пластмасс заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу детали осуществляют дискретно. Предварительно производят обработку поверхности детали химическими реагентами, обеспечивающими структурные изменения материала заготовки на глубину припуска, снимаемого за один проход. При этом химическую и механическую обработку поверхности детали ведут с интервалом времени, величина которого необходима для структурных превращений материала заготовки. Обработка поверхности детали химическим реагентом обеспечивает расклинивание макромолекул полимера, снижая тем самым энергию межмолекулярного взаимодействия, что приводит к значительному снижению прочности обработанного слоя поверхности детали на определенную глубину и является предпосылкой получения качественной обработанной поверхности пластмассовой детали и повышения производительности процесса механической обработки.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке деталей из пластмасс.

Известен способ механической обработки, например токарной, деталей из пластмасс, для осуществления которого применяются обычные резцы, используемые в металлообработке (А.А. Степанов. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. - Л.: Машиностроение, 1987, с. 12).

Однако реализация такого способа не обеспечивает получение качественной обработанной поверхности ввиду наличия существенных отличий в физико-химических свойствах металлов и пластмасс. Процесс резания пластмасс сопровождается значительным износом инструмента, что приводит к появлению на обработанной поверхности ряда дефектов, а именно отслоения, сколов, прижогов и др. Образуется значительная шероховатость поверхности, элементы которой создают концентраторы напряжений, негативно влияющих на прочностные характеристики детали в целом.

Известен способ обработки деталей из пластмассы, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, подачу детали осуществляют дискретно и осуществляют обработку поверхности детали химическими реагентами (В.Н. Подураев. Резание труднообрабатываемых материалов. Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974, с. 9, 12, 13, 165, 416, 475, 574).

Реализация данных способов обеспечивает повышенную производительность процесса механической обработки за счет повышения стойкости режущего инструмента, однако одновременное действие высоких температур, окислительных процессов и динамических нагрузок вызывает термическое разложение поверхностного слоя пластмассовой детали, что резко снижает эксплуатационные свойства обработанной поверхности.

Техническая задача - расширение технологических возможностей обработки деталей из пластмасс за счет обеспечения структурных изменений материала детали.

Поставленная задача решается согласно изобретению тем, что в способе обработки деталей из пластмасс, в котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, подачу детали осуществляют дискретно и осуществляют обработку поверхности химическими реагентами, при этом осуществляют обработку поверхности детали химическими реагентами предварительно для обеспечения структурных изменений материала заготовки на глубину снимаемого припуска за один проход, при этом химическую и механическую обработку ведут с интервалом времени, величина которого определяется временем, необходимым для структурных превращений материала заготовки.

Пример реализации способа.

Деталь из пластмассы, например из однонаправленного стеклопластика, закрепляют в патроне токарного станка и придают ей вращательное движение. Поверхность вращающейся детали предварительно обрабатывают химическим агентом - растворителем, например диметилформамидом, этиленгликолем, гидроокисью калия или смесью ацетона и 70%-ной азотной кислоты. Данную обработку поверхности осуществляют, например, путем контакта наружной поверхности детали с капиллярно-пористым элементом, размещенным в специальной оправке и соединенным с линией подачи химических реагентов, а ее продолжительность рассчитывается по следующей зависимости: где t - продолжительность обработки, с; ρ - плотность материала заготовки, кг/м³; δ - глубина снимаемого припуска за один проход, м; v - скорость процесса растворения материала детали в растворителе, кг/м²с, определяется опытным путем.

Затем осуществляют механическую обработку поверхности детали режущим инструментом.

Обработка поверхности детали химическими реагентами обеспечивает расклинивание макромолекул полимера, снижая тем самым энергию межмолекулярного взаимодействия. Это, в свою очередь, приводит к значительному снижению прочности обработанного слоя материала детали, т.е. имеет место эффект "локального охрупчивания" поверхностного слоя на определенную глубину.

При последующей механической обработке поверхности детали отделение материала срезаемого слоя происходит в значительной степени в результате хрупкого разрушения. Как известно, энергия хрупкого разрушения значительно меньше энергии, необходимой для пластического разрушения. Поэтому этот вид разрушения характеризуется значительно меньшим тепловыделением, что является предпосылкой получения качественной обработанной поверхности детали и повышения производительности процесса механической обработки.

Формула изобретения

Способ обработки деталей из пластмасс, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, подачу детали осуществляют дискретно и осуществляют обработку поверхности химическими реагентами, отличающийся тем, что осуществляют обработку поверхности детали химическими реагентами предварительно для обеспечения структурных изменений материала заготовки на глубину снимаемого припуска за один проход, затем осуществляют механическую обработку поверхности режущим инструментом, при этом химическую и механическую обработку ведут с интервалом времени, величина которого определяется временем, необходимым для структурных превращений материала заготовки.