RU2497670C1

RU2497670C1 - Method of turning caprolon blank

Info

Publication number: RU2497670C1
Application number: RU2012111287/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Еренков; Анатолий Петрович Богачев; Святослав Олегович Еренков
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-11-10
Also published as: RU2012111287A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machining and may be used for machining of plastic articles, mainly of Caprolon. In compliance with proposed method, blank and cutting tool are displaced relative to each other for shaping purposes. Feed is performed in steps. Preprocessing of Caprolon blank comprises surface deformation by rolling with spherical surface roller.

EFFECT: higher efficiency and quality.

Description

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.The invention relates to the processing of materials by cutting and can be used in the machining of plastic blanks, mainly from caprolon.

Известен способ механической обработки, например токарной, заготовок из пластмасс, для осуществления которого применяют специальный режущий инструмент, оснащенный твердыми сплавами (В.Н. Подураев. Резание труднообрабатываемых материалов: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974, с.574).There is a method of mechanical processing, for example turning, of plastic blanks, for the implementation of which a special cutting tool equipped with hard alloys is used (V.N. Poduraev. Cutting of hard-to-work materials: Textbook for universities. - M.: Higher School, 1974, p. 574).

Однако реализация такого способа не обеспечивает получение качественной поверхности после обработки ввиду наличия существенных отличий в физико-химических свойствах металлов и пластмасс. При этом образуется значительная шероховатость поверхности, элементы которой создают концентраторы напряжений, негативно влияющие на прочностные характеристики готовой детали в целом.However, the implementation of this method does not provide a high-quality surface after processing due to the presence of significant differences in the physicochemical properties of metals and plastics. In this case, a significant surface roughness is formed, the elements of which create stress concentrators, which negatively affect the strength characteristics of the finished part as a whole.

Ближайшим аналогом является способ токарной обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, при этом заготовку из капролона подвергают предварительной обработке (Новые материалы и технологии в машиностроении 2010. 11-я Международная научно-техническая конференция. 1. Материалы и технологии в машиностроении. Исследование сил резания при точении полимерных материалов после предварительного поверхностного деформирования заготовок. Калита Е.Г. (ТОГУ, г.Хабаровск, РФ), 2010).The closest analogue is the method of turning caprolon workpieces, in which the relative motion of forming is reported to the workpiece and cutting tool, and feeding is carried out discretely, while the caprolon workpiece is subjected to preliminary processing (New materials and technologies in mechanical engineering 2010. 11th International Scientific and Technical conference 1. Materials and technologies in mechanical engineering - Study of cutting forces during turning of polymeric materials after preliminary surface deformation otovok. Kalita EG (Togu, Khabarovsk, RF), 2010).

Однако известный способ не позволяет обеспечивать высокую производительность и получать высокое качество обрабатываемой поверхности. Во-первых, за счет действия растягивающих напряжений, во-вторых - появления микротрещин из-за применения шарика, закрепленном на державке. Направление его вращения при обкатывании непредсказуемо, что снижает производительность и качество обрабатываемой поверхности.However, the known method does not allow for high productivity and to obtain high quality of the processed surface. Firstly, due to the action of tensile stresses, and secondly, the appearance of microcracks due to the use of a ball attached to the holder. The direction of its rotation during run-in is unpredictable, which reduces the productivity and quality of the processed surface.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и качества обработанной поверхности.The technical problem to which the invention is directed is to increase the productivity of processing the workpiece and the quality of the processed surface.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем токарную обработку заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, при этом заготовку из капролона подвергают предварительной обработке, согласно изобретения, предварительную обработку заготовки из капролона производят поверхностным деформированием путем обкатывания роликом со сферической поверхностью.This problem is solved in that in a method comprising turning the caprolon workpieces, in which the workpiece and the cutting tool are informed of the relative shaping movement, and the feeding is carried out discretely, while the caprolon workpiece is subjected to preliminary processing, according to the invention, the caprolon workpiece is pretreated surface deformation by rolling in a roller with a spherical surface.

Предварительная обработка заготовки из капролона путем поверхностного деформированием обкатыванием роликом со сферической поверхностью позволяет снизить прочность поверхностного слоя капролона на 8-11%, за счет чего повышается качество обрабатываемой поверхности и возникают предпосылки для увеличения скорости резания, производительности техпроцесса. Сферическая поверхность ролика является наиболее оптимальной по сравнению с другими криволинейными поверхностями, как показали сравнительные экспериментальные исследования.Pretreatment of a caprolon billet by surface deformation by rolling by a roller with a spherical surface allows to reduce the strength of the caprolon surface layer by 8-11%, which improves the quality of the processed surface and creates prerequisites for increasing the cutting speed and productivity of the process. The spherical surface of the roller is the most optimal in comparison with other curved surfaces, as shown by comparative experimental studies.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Заготовку из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем производят предварительную обработку заготовки из капролона поверхностным деформированием путем обкатывания роликом со сферической поверхностью.The blank of caprolon is fixed in a lathe in a known manner. Then, pre-treatment of the caprolon preform is carried out by surface deformation by rolling around with a spherical surface roller.

При этом образуется такая структура материала, в которой часть связей разрушена, а часть напряжена и имеет низкую энергию активации связей, что способствует к разрыву части возбужденных связей в полимерных цепях тепловыми флуктуациями. Затем производят резание заготовки обычным инструментом. При взаимодействии поверхностного слоя капролона с режущим клином инструмента облегчается процесс деформирования срезаемого слоя за счет образования зоны предразрушения. Магистральная трещина приобретает более устойчивое направление развития вдоль линии среза, что является предпосылкой повышения качественных показателей обработанной поверхности, так как снижается вероятность образования вырывов, сколов и подобных дефектов обрабатываемого резанием материала капролона. При этом режимы обкатывания роликом и резания устанавливают экспериментально, в зависимости от размеров заготовки.In this case, a material structure is formed in which part of the bonds is broken, and part is strained and has a low activation energy of bonds, which contributes to the breaking of some of the excited bonds in polymer chains by thermal fluctuations. Then, the workpiece is cut with a conventional tool. The interaction of the caprolon surface layer with the cutting wedge of the tool facilitates the process of deformation of the cut layer due to the formation of a prefracture zone. The main crack acquires a more stable direction of development along the cut line, which is a prerequisite for improving the quality of the treated surface, as it reduces the likelihood of tearing, chips, and similar defects of the caprolon material processed by cutting. In this case, the modes of rolling in by the roller and cutting are established experimentally, depending on the size of the workpiece.

В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки заготовки и качества обработанной поверхности за счет технологического разупрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки из капролона обкатыванием роликом.Unlike analogues, the proposed method provides an increase in the productivity of processing the workpiece and the quality of the processed surface due to technological softening of the surface layer of the workpiece from caprolon by rolling by a roller.

Claims

A method for turning caprolon blanks, in which the relative motion of forming is reported to the blank and the cutting tool, and feeding is discrete, while the caprolon blank is subjected to preliminary processing, characterized in that the preliminary processing of the caprolon blank is performed by surface deformation by rolling around with a spherical surface .