Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.

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).

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.

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).

Однако известный способ не позволяет обеспечивать точность размеров и формы обработанной поверхности, так как глубина резания при токарной обработке заготовки назначается без учета величины явления «упругого последействия» капролона, которое имеет место после предварительной обработки заготовки капролона шариком.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности размеров и формы обработанной поверхности.

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 шариком, согласно изобретению, заготовку капролона режут на глубину резания с учетом величины упругого восстановления деформированного шариком поверхностного слоя капролона.

Предварительная обработка заготовки из капролона путем поверхностного деформирования обкатыванием шариком 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. При этом назначение глубины резания капролона с учетом величины упругого последействия, после предварительной обработки поверхности заготовки шариком, обеспечивает высокую точность размеров и формы обработанной точением поверхности, так как линия среза располагается в той части материала, в которой часть связей разрушена, а часть напряжена. Это позволяет магистральной трещине устойчиво распространяться вдоль линии среза без значительных отклонений от нее.

Способ токарной обработки заготовок из капролона поясняется чертежом, где изображена схема предварительной обработки капролона шариком.

Пример реализации способа.

Заготовку из капролона 1 закрепляют в токарном станке известным способом. Затем производят предварительную обработку заготовки из капролона поверхностным деформированием путем обкатывания шариком 2.

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, назначая глубину резания t_p капролона 1 с учетом величины t_г упругого восстановления деформированного шариком поверхностного слоя t_д капролона. За счет того что резание происходит ниже границы t_д разрушенных связей (припуск на обработку капролона увеличивают), повышается качество обрабатываемой поверхности, снижается шероховатость.

При этом режимы обкатывания шариком 2 и глубину резания t_p устанавливают экспериментально, в зависимости от размеров заготовки из капролона 1.

В отличие от аналогов предлагаемый способ позволяет обеспечивать точность размеров и формы обработанной поверхности, так как глубина резания при токарной обработке заготовки назначается с учетом величины явления «упругого последействия» капролона, которое имеет место после предварительной обработки заготовки капролона шариком.