ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

018-03

Результат технологической разработки.

Получение точных размеров деталей из пластмасс является одной из проблем их механической обработки. Дело в том, что детали изменяют свои размеры в одном случае сразу после обработки, в другом - в течение нескольких суток после неё. Изменение размеров деталей происходит как при обработке термопластичных, так и термореактивных пластмасс независимо от вида обработки.

Установлено, что при сверлении капролона, гетинакса, текстолита, стеклотекстолита диаметры просверленных отверстий сразу после обработки оказываются на 0,02-0,1 мм меньше диаметра сверла, которым отверстие обрабатывалось. Уменьшение диаметра отверстия по сравнению с диаметром сверла получило название усадки отверстия. Усадка является результатом упругого восстановления материала и имеет отрицательную величину. Чем глубже просверливаемое отверстие, тем больше уменьшение его размера после обработки.

Изменение величины углов сверла, режимов резания, как показали исследования, полностью не устраняет усадку отверстий. Как правило, первые несколько, отверстий, когда сверло острое, очень близки к заданным размерам. Однако уже после сверления 5-6 отверстий их диаметр уменьшается.

Для достижения заданной точности размеров отверстий при сверлении пластмасс рекомендуется использовать сверла с большим на 0,05-0,1 км диаметром по сравнению с размером диаметра требуемого отверстия. Углы заточки, режимы резания необходи­мо приникать в соответствии с рекомендациями, дающимися в литературе.

Уникальной особенностью деталей из композиционных пластмасс является изменение их размеров через несколько суток после обработки. Сданные годными на склад детали через 3-6 суток изменяют свои размеры так, что иногда становятся вообще непригодные для использования.

Исследования показали, что, независимо от марки инструментального материала, режимов резания, происходит изменение размеров.

Причиной изменения размеров деталей после обработки являются внутренние остаточные напряжения в материале детали. В процессе изготовления композиционного материала наполнитель (ткань, бумага, волокна, порошки и др.) не меняет своего агрегатного состояния, тогда как связующее - смола - проходит стадии отверждения, при которой происходит её химическая и тер­мическая усадка. В результате усадки связующее сжимает, изгибает, растягивает волокна наполнителя, создавая в них внутренние напряжения. Главным фактором, способствующим появление внутренних остаточных напряжений, является термическая усадка, происходящая в условиях большой разницы коэффициентов термического расширения компонентов.

Напряжения в одних слоях материала, возникающие при его изготовлении, уравновешиваются напряжениями в других слоях, и в целом заготовка (лист, труба, пруток) находится в напряженном равновесии. При разрезке листов, обточке и сверлении равновесие напряжений в материале детали нарушается. "Освободившиеся" напряжения деформируют материал детали до тех пор, пока не исчезнут совсем, или не уравновесятся другими напряжения.

Так как пластмасса - это твердый материал, то остаточные внутренние напряжения в нем вызывают изменения размеров и формы деталей не сразу, а постепенно, в течение нескольких суток.

Поскольку остаточные внутренние напряжения неизбежно появляются в процессе обработки детали, то их необходимо снять до получения точных, окончательных размеров. Снятие напряжений можно осуществить применением операции термообработки, которую следует производить на заготовках после их черновой обработки перед чистовыми операциями.

Сложность операции термообработки заключается в том, что для каждой марки обрабатываемого материала, габаритов и формы детали режимы подбираются индивидуально опытным путем. После термообработки проверить заготовки на наличие или отсутствие напряжений практически невозможно. Показателем того, что режимы термообработки подобраны правильно, является отсутствие изменения размеров деталей после чистовой обработки в течение 10-15 суток.

Эффективные режимы термообработки лучше всего подбирать при изготовлении больших партий деталей или при разработке типовых технологических процессов. При большом разнообразии форм и размеров деталей из пластмасс можно подобрать группы деталей, сходных по своей форме, методу получения заготовок, марке материала. Такая классификация деталей на группы дает возможность разработки групповых технологических процессов, позволяет эффективнее .и дешевле обработать детали, полнее опробовать и отработать операцию термообработки, снизить зат­раты на подготовку производства.

Некоторые детали из композиционных пластмасс изменяют свои размеры после обработки и по другим причинам. Так, при обработке текстолитовых деталей, имеющих допуск 0,025-0,035 мм с использованием СОЖ на бесцентрово-шлифовальном станке, по истечении нескольких суток размеры их уменьшались. Причина состоит в том, что ткань на поверхности деталей поглощает влагу и поверхностный слой несколько разбухает, увеличивая диаметральный размер. Когда готовая деталь находится на складе, влага с её поверхности испаряется, что приводит к изменению размера.

Результаты исследований внедрены в НПО "Сибкриотехника", на заводе подъемных машин.

В результате обработки термореактивных композиционных пластмасс применять СОЖ не рекомендуется. В то же время при обработке термопластичных пластмасс, таких как оргстекло, капролон, полистирол и т.п.. применение СОЖ весьма полезно, так как повышается стойкость инструментов, а материалы влагу не поглощают.

Многообразное влияние различных факторов на точность размеров при обработке пластмасс требует при их обработке проведения предварительного определения возможных причин изменения размеров деталей.

Разрешено к публикации в БД.