RU2503538C1 - Method of processing caprolon blanks - Google Patents

Method of processing caprolon blanks Download PDF

Info

Publication number
RU2503538C1
RU2503538C1 RU2012151756/05A RU2012151756A RU2503538C1 RU 2503538 C1 RU2503538 C1 RU 2503538C1 RU 2012151756/05 A RU2012151756/05 A RU 2012151756/05A RU 2012151756 A RU2012151756 A RU 2012151756A RU 2503538 C1 RU2503538 C1 RU 2503538C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
caprolon
processing
electromagnetic pulses
blank
cutting tool
Prior art date
Application number
RU2012151756/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Юрьевич Еренков
Святослав Олегович Еренков
Хосен Ри
Анатолий Петрович Богачев
Виталий Эрнстович Ри
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет"
Priority to RU2012151756/05A priority Critical patent/RU2503538C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2503538C1 publication Critical patent/RU2503538C1/en

Links

Images

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. Note here that along with cutting the blank is irradiated by nanosecond electromagnetic pulses. Note here the electrodes to emit nano-second electromagnetic pulses are composed of cutting tool and slider in contact with Caprolon blank and are isolated from machine tool metal parts.
EFFECT: higher efficiency of processing and physical-mechanical properties.
2 cl, 1 dwg, 1 ex

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 обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно (патент РФ №2317196, B29C 37/00, БИ №6, 2008).The closest analogue is the method of processing blanks from caprolon, in which the relative motion of forming is reported to the blank and the cutting tool, and the feeding is carried out discretely (RF patent No. 2317196, B29C 37/00, BI No. 6, 2008).

Однако известный способ не позволяет обеспечивать высокую производительность и получать высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе).However, the known method does not allow to provide high performance and to obtain high physico-mechanical properties of products (tensile strength, hardness, strength under static bending).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий.The technical problem to which the invention is directed is to increase the productivity of processing the workpiece and the physicomechanical properties of the products.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем обработку заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, согласно изобретения, одновременно с резанием производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения наносекундными электромагнитными импульсами используют резец и скользящий элемент, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка. Кроме того, при этом используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц.This problem is solved by the fact that in a method involving the processing of workpieces from caprolon, in which the workpiece and the cutting tool are informed of the relative motion of the shaping, and the feed is carried out discretely, according to the invention, simultaneously the workpiece is irradiated with nanosecond electromagnetic pulses, while the electrodes are for irradiation with nanosecond electromagnetic pulses, a cutter and a sliding element are used, which are in contact with the workpiece of caprolon and insulators Ana from metal parts of the machine. In addition, nanosecond electromagnetic pulses with a duration of 1 ns, an amplitude of 8 to 12 kV, a power in a single pulse of 1 to 2 MW, and a pulse repetition rate of 1000 Hz are used.

При этом одновременная обработка заготовки резанием и наносекундными электромагнитными импульсами способствует возбуждению полимерных цепей, что вызывает уменьшение энергии ее связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.In this case, the simultaneous processing of the workpiece by cutting and nanosecond electromagnetic pulses contributes to the excitation of polymer chains, which causes a decrease in its binding energy. This effect leads to a decrease in the mechanical stability of the loaded polymer network and thus contributes to the breaking of the chain, the occurrence of fracture or crack propagation, and the increase in defective tests, i.e. its loosening and embrittlement and, consequently, to reduce the mechanical strength of the material.

Предлагаемые режимы заготовки обработки наносекундными электромагнитными импульсами являются оптимальными для обработки капролона.The proposed modes of preparation processing nanosecond electromagnetic pulses are optimal for processing caprolon.

Для реализации способа обработки заготовок из капролона используют слудующее оборудование.To implement the method of processing blanks from caprolon use the following equipment.

Заготовка 1 из капролона установлена в токарном станке с режущим инструментом 2 (резцом). Для вращения заготовки имеется привод 3 и устройство подачи 4 режущего инструмента 2. Токарный станок оборудован генератором 5 облучения заготовки 1. При этом в качестве электродов для облучения заготовки 1 наносекундными электромагнитными импульсами используют режущий инструмент 2 (резец) и скользящий элемент 6, которые контактируют с заготовкой 1 и изолированы с помощью изоляции 7 от металлических частей станка.The blank 1 of caprolon is installed in a lathe with a cutting tool 2 (cutter). To rotate the workpiece, there is a drive 3 and a feed device 4 of the cutting tool 2. The lathe is equipped with a generator 5 for irradiating the workpiece 1. In this case, the cutting tool 2 (cutter) and sliding element 6, which are in contact with blank 1 and insulated using insulation 7 from the metal parts of the machine.

Для осуществления способа используют генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов (ГНИ-01-1-6), изготовленный Южно-Уральским государственным университетом, имеющим следующие параметры:To implement the method, a generator of 5 nanosecond electromagnetic pulses (GNI-01-1-6) manufactured by the South Ural State University with the following parameters is used:

- полярность импульсов - положительная;- pulse polarity is positive;

- амплитуда импульсов более 8 кВ;- pulse amplitude of more than 8 kV;

- длительность импульсов - 1 нс;- pulse duration - 1 ns;

- мощность одного импульса более 1 МВт;- power of one pulse is more than 1 MW;

- максимальная допустимая частота следования генерирующих импульсов -1000 Гц;- the maximum permissible repetition rate of the generating pulses -1000 Hz;

- максимальный ток, потребляемый генератором во всем диапазоне питающих напряжений, не более 1,7 А при частоте 61 кГц.- the maximum current consumed by the generator in the entire range of supply voltages, not more than 1.7 A at a frequency of 61 kHz.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Заготовку 1 из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем к режущему инструменту 2 и к скользящему элементу 6 с помощью электродов подключают генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов и производят обработку импульсами длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощностью в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частотой повторения импульсов 1000 Гц. Одновременно производят механическую обработку заготовки 1 режущим инструментом 2 с образованием стружки. Режимы токарной обработки устанавливаются экспериментально.The blank 1 of caprolon is fixed in a lathe in a known manner. Then, a generator of 5 nanosecond electromagnetic pulses is connected to the cutting tool 2 and to the sliding element 6 using electrodes and processed by pulses of 1 ns duration, an amplitude of 8 to 12 kV, a power of 1 to 2 MW per pulse, and a pulse repetition rate of 1000 Hz. At the same time, the workpiece 1 is machined with a cutting tool 2 to form chips. Modes of turning are established experimentally.

При этом обработка наносекундными электромагнитными импульсами способствует возбуждению полимерных цепей, что вызывает уменьшение энергии ее связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.In this case, treatment with nanosecond electromagnetic pulses promotes the excitation of polymer chains, which causes a decrease in its binding energy. This effect leads to a decrease in the mechanical stability of the loaded polymer network and thus contributes to the breaking of the chain, the occurrence of fracture or crack propagation, and the increase in defective tests, i.e. its loosening and embrittlement and, consequently, to reduce the mechanical strength of the material.

Это позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, повысить производительность обработки полимера. Качество обработанной поверхности значительно улучшается, кроме того получаются высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе), которые зафиксированы и подтверждены длительными эксплуатационными испытаниями.This allows you to increase the cutting speed and feed rate, to increase the processing productivity of the polymer. The quality of the processed surface is significantly improved, in addition, high physical and mechanical properties of the products (tensile strength, hardness, strength under static bending) are obtained, which are fixed and confirmed by long-term operational tests.

В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки, а также прочности, жесткости, модуля упругости изделий на основе капролона в процессе эксплуатации за счет повышения качества поверхностной зоны материала, обработанной наносекундными электромагнитными импульсами и обычной токарной операцией.Unlike analogues, the proposed method provides an increase in processing productivity, as well as strength, stiffness, modulus of elasticity of products based on caprolon during operation by improving the quality of the surface zone of the material processed by nanosecond electromagnetic pulses and conventional turning operations.

Claims (2)

1. Способ обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, отличающийся тем, что одновременно с резанием производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения наносекундными электромагнитными импульсами используют резец и скользящий элемент, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка.1. A method of processing workpieces from caprolon, in which the relative motion of forming is reported to the workpiece and cutting tool, and the feed is carried out discretely, characterized in that simultaneously with the cutting, the workpiece is irradiated with nanosecond electromagnetic pulses, while using electrodes for irradiation with nanosecond electromagnetic pulses a cutter and a sliding element that are in contact with the caprolon blank and are isolated from the metal parts of the machine. 2. Способ обработки заготовок из капролона по п.1, отличающийся тем, что используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц. 2. The method of processing blanks from caprolon according to claim 1, characterized in that they use nanosecond electromagnetic pulses of 1 ns duration, an amplitude of 8 to 12 kV, a single pulse power of 1 to 2 MW, and a pulse repetition rate of 1000 Hz.
RU2012151756/05A 2012-12-03 2012-12-03 Method of processing caprolon blanks RU2503538C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151756/05A RU2503538C1 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Method of processing caprolon blanks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012151756/05A RU2503538C1 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Method of processing caprolon blanks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2503538C1 true RU2503538C1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49884646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012151756/05A RU2503538C1 (en) 2012-12-03 2012-12-03 Method of processing caprolon blanks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2503538C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574764C1 (en) * 2014-10-20 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning of caprolon blanks
RU2584207C1 (en) * 2014-10-20 2016-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Device for processing caprolon blanks
RU2612283C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of (caprolon blank) lathe work
RU2612723C1 (en) * 2015-10-07 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning plastic blanks
RU2616705C1 (en) * 2016-01-21 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning of caprolon blanks
RU2638966C1 (en) * 2016-12-06 2017-12-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Combined method of turning plastic workpieces
RU2688108C1 (en) * 2018-11-27 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of drilling polymer composite materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189808A2 (en) * 1985-02-01 1986-08-06 Hoechst Celanese Corporation Method for producing heat-sealable packaging sheets
RU2102233C1 (en) * 1996-11-20 1998-01-20 Владимир Георгиевич Чичерин Method of change of material property and device for its realization-generator "emitop"
RU2317196C1 (en) * 2006-04-03 2008-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of mechanical treatment of the plastics pills
RU2422273C1 (en) * 2009-12-10 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of forming articles from epoxy resin

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189808A2 (en) * 1985-02-01 1986-08-06 Hoechst Celanese Corporation Method for producing heat-sealable packaging sheets
RU2102233C1 (en) * 1996-11-20 1998-01-20 Владимир Георгиевич Чичерин Method of change of material property and device for its realization-generator "emitop"
RU2317196C1 (en) * 2006-04-03 2008-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of mechanical treatment of the plastics pills
RU2422273C1 (en) * 2009-12-10 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of forming articles from epoxy resin

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574764C1 (en) * 2014-10-20 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning of caprolon blanks
RU2584207C1 (en) * 2014-10-20 2016-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Device for processing caprolon blanks
RU2612283C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of (caprolon blank) lathe work
RU2612723C1 (en) * 2015-10-07 2017-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning plastic blanks
RU2616705C1 (en) * 2016-01-21 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Method of turning of caprolon blanks
RU2638966C1 (en) * 2016-12-06 2017-12-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Combined method of turning plastic workpieces
RU2688108C1 (en) * 2018-11-27 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of drilling polymer composite materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2503538C1 (en) Method of processing caprolon blanks
AU2013237225B2 (en) Additive layer manufacturing
CN104531979A (en) Technology for refining metal surface crystal grains by electric pulse and ultrasonic coupling
WO2012135039A3 (en) Laser direct ablation with picosecond laser pulses at high pulse repetition frequencies
Kaminski et al. Micro hole machining by conventional penetration electrical discharge machine
Ghewade et al. Experimental study of electro discharge machining for Inconel material
RU2494864C1 (en) Method of processing plastic blanks
Shabgard et al. The effect of ultrasonic vibration of workpiece in electrical discharge machining of AISIH13 tool steel
CN104842029A (en) Workpiece additional ultrasonic vibration device for ultrasonic electrical discharge machining
Okada et al. Fundamental study on micro-deburring by large-area EB irradiation
RU2518595C1 (en) Device for caprolon workpiece processing
RU2526974C1 (en) Method of processing caprolon blanks
RU2497670C1 (en) Method of turning caprolon blank
CN210996506U (en) Pulse current and ultrasonic composite auxiliary cutting device
RU2494865C1 (en) Method of processing plastic blanks
EA201892466A1 (en) METHOD FOR LASER ANNEALING OF NON-METAL MATERIALS
MD3974C2 (en) Proces for metal surface hardening by electric discharges
CN206169420U (en) Novel high accuracy spark machine
RU2460811C1 (en) Operability improvement method of hard-alloy cutting tool using pulse laser treatment method
RU2426629C2 (en) Method of cutting metals and semiconductors using electroplastic deformation effect
MD4184C1 (en) Process for hardening of metal surfaces
RU2574764C1 (en) Method of turning of caprolon blanks
CN102581398A (en) Method for electrochemical machining
Tawfiq et al. Effect of powder concentration in PMEDM on surface roughness for different die steel types
RU2688108C1 (en) Method of drilling polymer composite materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141204