Сверление, зенкерование, развертывание

Сверление – технологическая операция образования отверстий в сплошном материале заготовок. Сверлением могут быть получены как сквозные отверстия, так и глухие с заданной глубиной.Для сверления используются сверла различных типов.

Зенкерование – технологическая операция обработки предварительно просверленных отверстий с целью получения более точных по форме и размеру отверстий, чем при сверлении. Зенкерованием обрабатываются как сквозные, так и глухие отверстия. Зенкерование производится зенкерами, имеющими от трех до восьми зубьев. Наиболее распространены зенкера с тремя винтовыми зубьями, смещенными на 120º относительно друг друга.

Развертывание – технологическая операция завершающей обработки просверленных и зенкерованных отверстий с целью получения точных по форме и диаметру с малой шероховатостью цилиндрических отверстий. Развертывание осуществляется развертками, имеющими четное число зубьев, расположенных диаметрально друг против друга.

Составные части сверла

Наибольшее распространение получили спиральные сверла. Спиральное сверло состоит из рабочей и присоединительной частей (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Спиральные сверла с коническим (а) и цилиндрическим (б) хвостовиками:

1 – поперечная кромка, 2 – режущая часть, 3 – передняя поверхность, 4 – шейка, 5 – хвостовик, 6 – лапка, 7 – поводок, 8 – канавка, 9 - ленточка

Присоединительная часть – это хвостовик сверла конической или цилиндрической формы.

Рабочая часть сверла представляет собой стержень с двумя винтовыми канавками с углом наклона ω по наружному диаметру D. Образующаяся при сверлении стружка по винтовым канавкам выходит из просверливаемого отверстия. Рабочая часть сверла делится на направляющую и режущую части.

На направляющей части по винтовой линии размещены две узкие ленточки, направляющие сверло в отверстие.

Режущая часть сверла состоит из режущих кромок – линий пересечения поверхности винтовой канавки с задней поверхностью зуба. У сверла две главные режущие кромки. Кроме того, имеются две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением поверхности винтовой канавки с ленточкой шириной f. Угол при вершине сверла 2φ измеряется между главными режущими кромками и является основным конструктивным элементом сверла. Сверла для сверления пластмасс в большинстве случаев имеют угол при вершине 2φ=70-100º.

Наряду со спиральными сверлами для обработки пластмасс применяют перовые сверла (рис. 1.7)

Рис. 1.7. Перовое сверло

Перовые сверла рекомендуется применять для сверления неглубоких отверстий, к качеству которых не предъявляется высоких требований, а также для сверления отверстий малого диаметра.

Для сверления термопластичных пластмасс используют сверла из быстрорежущих и легированных инструментальных сталей. Для сверления изделий из реактопластов рекомендуются сверла из быстрорежущей стали, а также сверла, режущая часть которых оснащена пластинками из твердых сплавов вольфрамово-кобальтовой группы.

Режимы резания

При работе сверло совершает одновременно вращательное и поступательное движения. Вращательное движение сверла определяется скоростью резания V (м/мин) по формуле

V=pDn/1000,

где D – диаметр сверла, мм; n – частота вращения шпинделя станка, об/мин.

Поступательное движение сверла определяет другой параметр сверления – подачу, ее задают в мм на один оборот сверла. Скорость резания влияет на количество выделяемого тепла в процессе сверления. Отвод тепла затрудняется с увеличением глубины сверления , поэтому при сверлении глубоких отверстий скорость резания следует уменьшать. Кроме того, при большой глубине сверления необходимо часто выводить сверло из отверстия, чтобы освободить его от стружки и предохранить от налипания полимера. Для лучшего отвода тепла рекомендуется применять охлаждение детали сжатым воздухом или жидкостями.

Режимы резания при зенкеровании пластмасс назначаются примерно такими же, как и при сверлении. При развертывании для улучшения качества поверхности скорость резания рекомендуется уменьшать на 30 % по сравнению со сверлением.

При сверлении, зенкеровании и развертывании машинное время определяется по формуле

Т_м= = ,

где L – длина пути, проходимого инструментом в направлении подачи, мм; S_м – минутная подача, мм; l – длина обрабатываемого отверстия, мм; l_вр – врезание инструмента, мм; l_пер – перебег инструмента, мм; n – частота вращения инструмента, об/мин; S₀ – подача на один оборот сверла, мм.

При сверлении

l_вр=0,5 D ctgφ

При рассверливании, зенкеровании и развертывании

l_вр=0,5 (D-d) ctgφ,

где D – диаметр сверла, d – диаметр отверстия

Резка пластмасс

Во многих технологических процессах переработки пластмасс встречается операция резки. Например, при экструзии – это нарезание листов, труб и различных профилей на изделия стандартных размеров, отрезание кромок экструдата. В технологии термоформования первая операция – раскрой листового материала. В производстве листового текстолита и стеклотекстолита, плиточного пенопласта получаются изделия с неровными краями, которые обрезаются по контуру. Кроме того, отрезные операции служат для разрезания больших листов на листы меньших размеров, вырезания фасонных частей и т.д.

Методы резки пластмасс

Основными методами резки пластмасс являются следующие: распиловка, резка абразивными кругами, резка ножницами, резка нагретым инструментом.

Распиловка производится ручными или механическими ножовками, ленточными или дисковыми пилами.

При распиловке ручной или механической ножовкой образуется грубая поверхность реза с большим количеством трещин, наблюдается значительный износ инструмента. Метод рассчитан на низкие скорости резания, малопроизводителен и применяется в единичном опытном производстве.

При резании ленточной пилой получается поверхность лучшего качества, но все же шероховатость поверхности реза значительна и нуждается в дополнительной обработке. Ленточной пилой целесообразно разрезать листовые пластмассы большой толщины, не содержащие наполнителей, а также вести фасонную распиловку.

Распиловка дисковой пилой позволяет получить более высокое качество реза, чем при резке ленточной пилой, к тому же это наиболее экономичный способ резки. Резка дисковыми пилами широко применяется в промышленности: нарезание экструдируемой трубы на отрезки стандартных размеров, резка листов, разрезание дефектных изделий и т.д.

Резка абразивными кругами позволяет получить поверхность реза очень высокого качества без последующей обработки поверхности реза. Метод считается наиболее экономичным.

Резка пластмасс ножницами, а также вырубка на прессе принадлежат к распространенным операциям при переработке пластмасс (нарезание листов на отрезки стандартных размеров при экструзии, резка гетинакса, текстолита). Тонкие листы (толщиной до 3 мм) можно резать ручными или механическими ножницами, более толстые – гильотинными. Листы из жестких и хрупких материалов (полистирола, полиметилметакрилата и др.) ножницами резать не рекомендуется ввиду появления многочисленных трещин и выкрашивания поверхности реза. Получение качественной поверхности реза возможно при резке на ножницах с вибрирующим ножом.

Резка нагретым инструментом применяется преимущественно при обработке пенопластов (пенополистирол, пенополивинилхлорид), а также органического стекла (полиметилметакрилат). Пенопласт режут раскаленной проволокой диаметром 0,1-0,15 мм. Проволока высокого омического сопротивления, натянутая над столом и закрепленная в специальных зажимах, нагревается током напряжением не выше 36 В до 250-300 ºС. По столу в направлении натянутой проволоки двигают заготовку, которая режется раскаленной проволокой.

Режимы резания

Параметрами режима резания при резке пластмасс являются скорость резания и величина подачи. При резке дисковыми пилами скорость резания и подача имеют тот же смысл, что и при фрезеровании и определяются по тем же формулам. При резке ленточными пилами и ножовками скорость резания – это линейная скорость движения полотна (м/мин), а подача – линейная скорость движения разрезаемого материала навстречу пиле (м/мин).

Значения скоростей резания и подач зависят от вида обрабатываемого материала и его толщины, от конструкции и материала режущего инструмента. При резке ленточными пилами скорость резания для термопластов выбирается в пределах 500-1200 м/мин, для реактопластов – 300-1000 м/мин. Величина подачи при резке термопластов составляет 0,5-1,5 м/мин. При резке дисковыми пилами скорость резания термопластов устанавливается в пределах 500-2000 м/мин, реактопластов – 150-1000 м/мин при подачах от 0,05 до 1,5 м/мин.

Для лучшего отвода тепла при резке пластмасс рекомендуется их охлаждение. При резке листов из ПММА, ПЭ, ПА применяется сжатый воздух, из полистирола и винипласта – 5%-ный раствор эмульсола в воде. Реактопласты разрезают при воздушном охлаждении.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Кулезнев В.Н. Основы технологии переработки пластмасс. – М.: Химия, 2004 – 596 с.

2. Власов С.В., Калинчев Л.Л. и др. Основы технологии переработки пластмасс. – М.: Химия, 2003. Изд. 2, с. 81–522

3. Торнер Р.В., Акутин М.С. Оборудование заводов по переработке пластмасс. – М.: Химия, 1986 – 400 с.

4. Ревяко. Оборудование заводов по переработке пластмасс.