Механическая обработка пластмасс

Для компенсации упругих деформаций обрабатываемого материала в процессе резьбонарезания и сверления отверстий под резьбу наружный и средний диаметр метчика, а также диаметр сверла увеличивают на 0,05 - 0,1 мм по сравнению с аналогичными размерами метчиков и сверл для обработки металлов.

Геометрические параметры метчиков для нарезания резьб в пластмассах назначаются в зависимости от обрабатываемого и инструментального материалов и класса точности резьбы. Выбор скорости резания определяется в основном степенью точности нарезаемой резьбы, обрабатываемым материалом и стойкостью инструмента. Для получения точных резьб (2 и 2а класс) скорость резания не должна превышать 3 - 10 м/мин (метчики из быстрорежущих сталей) и 20 - 30 м/мин (метчики из твёрдого сплава). С повышением скорости резания точность резьбы уменьшается и шероховатость её поверхностей резко увеличивается.

Смазочно-охлаждающие жидкости можно применять лишь в тех случаях, когда не предъявляется особых требований к электроизоляционным свойствам пластмасс. Необходимо также иметь в виду, что размеры резьбы после просушки деталей могут измениться.

Для более качественного нарезания резьбы необходимо пользоваться одним метчиком, так как пластмасса - сравнительно мягкий материал и применение набора метчиков сопряжено с опасностью среза витков резьбы, полученных предыдущим метчиком.

Качество и точность нарезаемой резьбы зависят также от способа крепления метчика на станке - в жёстком или плавающем патроне. Жёсткий патрон не даёт возможности метчику самоустанавливаться по оси отверстия, вследствие чего ось резьбы смещается и появляется местное ослабление профиля резьбы.

Специальный патрон для нарезания сквозных резьб даёт возможность метчику при наличии несоосности последнего с отверстием перемещаться в радиальном направлении так, что ось метчика остаётся параллельной её первоначальному движению.

6. Полирование полимеров

Полирование - отделочная обработка поверхностей полировальными кругами и пастами. Полирование применяется в основном для получения блестящей (глянцевой) поверхности.

Проводят полирование для устранения с поверхности деталей следов предыдущих операций зачистки или механической обработки (рисок, штрихов, царапин и т.д.) и в некоторых случаях - для создания гладкой блестящей поверхности.

Выполняют полирование в три этапа: предварительное полирование, окончательное и глянцевание (протирка). Характер операции (перехода) определяется составом и жёсткостью полировальных кругов и паст, скоростью полирования. Для полирования деталей простой конфигурации существуют специальные автоматические полировальные станки. Для полирования применяют полировочные шайбы, представляющие собой набор определённого числа полировальных и прокладочных кругов. Полировальные круги изготовляют из тканей: хлопчатобумажной, байки, сукна. Выбор ткани определяется характером полирования: для предварительного полирования выбирают сукно, саржу, фланель; для окончательного - бязь, байку, муслин. Для глянцевания применяют полировальные круги из миткаля. По конструктивному оформлению полировальные круги разделяются на мягкие (непрошитые), твёрдые (прошитые) и самоохлаждающиеся.

Твёрдыми полировальными кругами исправляют механические повреждения поверхностей пластмасс - риски, царапины, выкрашивания, налипы и т.д. Мягкие полировальные круги применяют для окончательного полирования деталей, а также для обработки термопластов.

Самоохлаждающиеся полировальные круги используют также для окончательного полирования в основном деталей из термопластов. Их составляют из матерчатых дисков (хлопчатобумажная ткань, муслин) диаметром 300 мм и прокладочных дисков диаметром 75 - 100 мм в последовательности: один большой диск, два прокладочных, при этом толщина полировальной шайбы не должна превышать 100 - 120 мм. Самоохлаждение кругов достигается за счёт циркуляции воздуха между прокладочными дисками. Самоохлаждающиеся круги обычно не прошивают.

Правильно выбранный материал полировального круга в сочетании с определённой полировальной пастой обеспечивает необходимое качество поверхностей пластмассовых деталей.

В большинстве случаев целесообразно применять две операции полирования, предварительное и окончательное, разными по зернистости абразивов пастами.

Предварительное полирование может осуществляться «мокрым» и «сухим» способами.

«Мокрый» метод применяется в основном для термопластов. Детали после мокрого полирования необходимо тщательно промыть в воде до полного удаления пемзы, а затем уже подвергать окончательному полированию.

Для «сухого» полирования применяют абразивный порошок из корунда, карборунда, трепела, окиси хрома в различных соотношениях с воскообразными веществами или маслами: воском, церезином, парафином, вазелиновым, веретенным или машинным маслом, олеиновой кислотой. Для лучшего удержания пасты на полировальных кругах в неё вводят канифоль (5 - 7% от массы воскообразных составляющих).

Детали из реактопластов можно обрабатывать приведенными композициями полировальных паст, однако для предварительного полирования рекомендуются безмасляные полировальные составы из воска и сухого речного песка. Окончательное полирование деталей из реактопластов проводят восковыми пастами или с применением мелкозернистых абразивных материалов.

Технология получения полированных композиций сравнительно несложна: в расплавленное воскообразное вещество или масло засыпают абразивные компоненты и остальные составляющие. Смесь непрерывно перемешивают в течение 0,5 - 1 ч, затем разливают в специальные формы и выдерживают в прохладном месте 2 - 3 ч. Протирку осуществляют на чистом мягком круге. На поверхность круга может быть нанесён известковый или меловой состав с целью удаления следов жира и получения глянцевой поверхности.

Обычно окончательное полирование совмещают с протиркой, для чего полировальный состав наносят лишь на одну половину круга. Вторая, не покрытая пастой, половина стирает с поверхности детали следы пасты. Детали из термопластов иногда протирают вручную ватным тампоном, смоченным в бензине. Необходимо также избегать перегрева деталей, который может привести к размягчению термопласта и снизить качество обработки.

В некоторых случаях для полирования изделий используют галтовочные барабаны с облицовкой из дерева, резины или пластмасс. В барабаны кроме галтовочной смеси засыпают полировальные материалы в виде деревянных кубиков, пропитанных специальными пастами.

Полирование в галтовочных барабанах - самый производительный способ отделки деталей.

7. Шлифование полимеров

Шлифование - это точная чистовая обработка поверхностей заготовок абразивными кругами или лентами. При шлифовании деталей из пластмасс достигается точность 12 - 13 квалитетов точности, шероховатость поверхностей 6а - 7в классов (ГОСТ 2789-73).

Из всех известных видов шлифования (круглое наружное в центрах; внутреннее в патроне; бесцентровое наружное и внутреннее; плоское периферией или торцом круга) при обработке пластмасс чаще всего применяется круглое наружное и плоское шлифование.

Круглое наружное шлифование осуществляется двумя способами:

1) продольной подачей круга (или изделия);

2) поперечной подачей круга

Абразивные материалы, оборудование, инструмент и режимы резания.

Шлифование осуществляется природными или искусственными абразивными материалами, основу которых составляют минералы высокой твёрдости.

К природным абразивным материалам относятся: алмаз, корунд, кварц, известь и др. Алмазное зерно, благодаря его исключительной твёрдости, обладает высокими режущими свойствами, однако низкая прочность алмазов позволяет применять их только при малых нагрузках, безударной и безвибрационной работе. Хорошая теплопроводность алмазов способствует развитию в зоне резания сравнительно низких температур, что как раз важно при шлифовании пластмасс.

Корунд состоит в основном из кристаллической окиси алюминия Al2O3. Сейчас он имеет ограниченное применение и используется главным образом для приготовления доводочных паст.

Минералы кварцевой группы используют в абразивной промышленности для производства абразивных шкурок, применяющихся при обработке пластмасс, дерева, кожи, резины и т.п.

Известь (венская известь) - мягкий и тонкий полирующий материал, получаемый при обжиге известняка.

Шлифование может проводиться как незакрепленными абразивами (зёрнами - порошками), так и закрепленными (абразивными кругами, шкурками, брусками, лентами и т.п.). Для закрепления, цементирования зёрен применяются, как указывалось выше, разнообразные связки - металлические, керамические.

Для шлифования деталей из термопластов в качестве абразивного материала часто рекомендуется нормальный, или белый, электрокорунд, для шлифования реактопластов - карбид кремния черный или зелёный. Однако зёрна электрокорунда и карбида кремния при шлифовании пластмасс не разрушаются, самозатачивания шлифовальных кругов при этом не происходит, и поэтому на обрабатываемой поверхности появляются прижоги, вызывающие разложение (деструкцию) пластмассы в поверхностных слоях.

Следовательно, для шлифования пластмасс необходимо выбирать хрупкий абразивный материал (например, алмаз) и сравнительно хрупкую связку - керамическую. Инструменты на керамической связке имеют пористость, обладают способностью хорошо отводить тепло. Органические связки (вулканитовая или бакелитовая) применяются для полировальных кругов.

Важной эксплуатационной характеристикой абразивного инструмента является его твёрдость, определяющая производительность и экономичность процесса. При этом под твёрдостью понимается сопротивление связки вырыванию зёрен с поверхности инструмента, а не твёрдость самих абразивных зёрен или связки. За показатель твёрдости принимают глубину лунки, полученную при испытании абразивного инструмента на любом из твердомеров. Т.о. твёрдость характеризует степень совместного сопротивления зёрен и связки силам резания.

Выбор зернистости абразивного круга определяется характером операции (черновая или чистовая обработка), методом шлифования, особенностями обрабатываемого материала. Более крупное зерно употребляется при грубом шлифовании.

Мелкозернистые круги (зернистостью 16 и 25) применяют при чистовой обработке.

Для шлифования изделий из стеклопластиков рекомендуют алмазные круги 100%-ной концентрации на бакелитовой связке зернистостью 16.

Карборундовые абразивные круги даже при обработке слоистых пластиков (текстолита, гетинакса, ДСП и др.) быстро засаливаются, что снижает производительность шлифования, вызывает большой расход кругов.

Для шлифования изделий из термопластов применяют мягкие электрокорундовые круги зернистостью 25 - 50 на керамической или бакелитовой связках; абразивные ленты с приклеенными зёрнами из карбида кремния зернистостью 2,5 - 3; круги из дерева (их обтягивают кожей, на которую наклеивают абразивные зёрна), фибры, кожи (делают цельными или в виде наборного кольца на деревянном или металлическом основании), войлока, фетра, хлопчатобумажных и шерстяных тканей и т.д.

При шлифовании пластмасс используют универсальные металлорежущие станки: круглошлифовальные, плоскошлифовальные, ленточно-шлифовальные и др. Режимы резания при шлифовании назначают из условий обеспечения максимальной производительности при высоком качестве обработки.

Производительность при шлифовании зависит, естественно от скорости резания. Увеличения производительности шлифования можно достичь и за счет повышения скорости вращения детали, глубины шлифования, продольной и поперечной подач.

Скорость резания обычно назначается максимально допустимой (35 - 30 м/с), исходя из условия обеспечения прочности шлифовального круга. Но при шлифовании изделий из термопластов её нужно несколько ограничивать (до 20 - 25 м/с) из-за низкой теплостойкости этих материалов.

Литература

1. Тихомиров, Николаев, Р.А. Механическая обработка пластмасс [Текст] / Р.А. Тихомиров, В.И. Николаев. Л.: Машиностроение, 1975. 208 с.

Размещено на Allbest.ru