Исследование режимов обработки пластмасс резанием

Внедрение: 2015 г.

Применение модуля LTR212 для измерения сил резания в задаче поиска оптимальных режимов обработки пластмасс описано в статье специалистов из Брянского государственного технического университета [1].

Для проведения исследований по обеспечению требуемой точности и параметров качества поверхностного слоя был создан специальный комплекс на базе горизонтально-фрезерного станка (рисунок 1).

Рисунок 1. Комплекс для проведения экспериментальных исследований процесса разрезания пластмассовых изоляторов. 

Для обеспечения широкого диапазона регулирования скоростей резания использован электрошпиндель марки ШФВ мощностью 0,6 кВт с частотой вращения вала до 18000 мин^-1. Изменение частоты вращения электрошпинделя (скорости резания) обеспечивается от преобразователя частоты. Электрошпиндель установлен на опорной плите, которая крепится на серьгу хобота станка. Для его смазывания и охлаждения была подведена пневмомагистраль с воздушно-капельной системой подачи масла. Для реализации движения поперечной подачи использованы возможности привода подачи станка. Разрезка выполнялась дисковой фрезой для обработки металла с увеличенными (до 15°) задними углами.

Для разрезки заготовок изоляторов было спроектировано и изготовлено специальное приспособление, устанавливаемое на рабочей поверхности специального динамометрического стола (рисунок 2).

Рисунок 2. Заготовка в приспособлении.

Для измерения составляющих силы резания использовался динамометрический стол с последующей обработкой данных тензометрическим модулем LTR212 в составе крейта LTR-U-1-4 соответствующим программным обеспечением.

Измерения величины заусенца проводились на микроскопе с выходом для подключения к ПЭВМ. Для измерения шероховатости на поверхности реза был использован профилометр модели «АБРИС-ПМ7».

Рисунок 3. Фотографии заусенцев при разрезании пластмасс. Величина заусенца (слева направо): 0,46 мм, 0,85 мм, 0 мм.

По результатам проведенных экспериментов авторами сделан ряд выводов: 

• высокоскоростная обработка для термопластов позволяет улучшить качество формируемых поверхностей; 
• увеличение скорости резания в целом положительно сказывается на характеристиках процесса резания и качестве обработки в исследуемом диапазоне; 
• увеличение подачи в исследуемом диапазоне ведет к росту сил резания и шероховатости, в ряде случаев возможны дефекты в виде оплавления и деструкции материала;
• в некоторых диапазонах частот вращения шпинделя возможно проявление резонансных явлений, абсолютно необходимым следует считать точную балансировку инструмента и шпиндельной оснастки, а также жесткое нормирование их биения;
• при правильном подборе режимов обработки, а также жестком контроле состояния режущего инструмента возможна обработка без образования заусенца.

Источник:
Федонин О.Н., Хандожко А.В., Щербаков А.Н., Захаров Л.А., Гавриленко Т.В. Механическая обработка изделий из пластмасс // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2015. – № 6 (48). – С. 24–29.

Разработчик: Федонин О.Н., Хандожко А.В., Щербаков А.Н., Захаров Л.А., Гавриленко Т.В. (ФГБОУ ВПО Брянский гос. технический университет)