- •Г.С. Головкин
- •Проектирование технологических процессов
- •Изготовления изделий из полимерных материалов
- •Учебное пособие
- •Для вузов
- •Аннотация
- •Часть 1. Теоретические основы проектирования технологических процессов
- •Основные понятия и определения
- •Понятие термина «Технология»
- •Понятие термина «Производственный процесс»
- •Понятие о целях и задачах тпп
- •Характеристика понятия «Технологический процесс»
- •Понятие о технико-экономических показателях тп.
- •Характеристика понятия «Технологическая операция»
- •Характеристика понятия « Технологический переход»
- •Характеристика понятия «Технологический ход»
- •Факторы, влияющие на проектирование тп
- •Проектная зависимость тп от технологических свойств пм
- •3. Определяющие качес-тво готовой продукции в начальный период хранения.
- •Проектная зависимость тп от конструктивно-технологической специфики объектов производства из пм
- •Влияние конфигурации изделия
- •Влияние размеров изделия
- •Влияние технических требований к качеству изделия
- •Проектная зависимость тп от типа производства
- •1.2.3.1. Особенности проектирования и организации тп в условиях массового производства
- •1.2.3.2. Особенности проектирования и организации тп в условиях серийного производства
- •1.2.3.3. Особенности проектирования и организации тп в условиях единичного производства
- •Проектно-технологическое обеспечение качества изделий из пм
- •Основные понятия и определения
- •Задачи совершенствования качества продукции
- •Проектно-технологические возможности обеспечения качества продукции в различных системах управления качеством
- •Возможности технологического обеспечения качества продукции в различных группах показателей качества
- •Проектно-технологическое обеспечение качества изделий из пм в показателях назначения.
- •Возможности обеспечения заданной размерной точности изделий из пм при формовании.
- •1.3.5.2. Обеспечение заданной точности размеров изделий из пм обработкой резанием.
- •Проблемы достижения заданной размерной точности
- •Классификация пм по обрабатываемости резанием
- •Обеспечение размерной точности изделий из пм при сборке конструкций
- •Проектно-технологическое обеспечение качества изделий из пм в показателях надежности
- •Зависимость «сохраняемости» полимерных изделий от технологических факторов изготовления.
- •Зависимость «долговечности» полимерных изделий от технологических факторов изготовления.
- •Зависимость «ремонтопригодности» полимерных изделий от технологических факторов изготовления.
- •Технологические возможности стабилизации и повышения уровня показателей надежности изделий из пм.
- •Основы проектирования технического контроля качества изделий из пм
- •1.3.7.1. Правила технологического проектирования технического контроля /4/
- •Выбор средств контроля
- •Оценка экономической эффективности процессов и средств технического контроля
- •Методологические основы нормирования расхода полимерных материалов
- •Классификация норм расхода пм /1,2/
- •Типовая структура норм расхода пм в основном производстве /1,3/
- •Классификация факторов, влияющих на величину норм расхода пм при переработке в изделия
- •Специфика расчетных методов определения норм расхода пластмасс
- •Расчет Нр пластмасс при литье под давлением
- •Расчет Нр пластмасс в производстве изделий прессованием
- •Расчет Нр пластмасс в производстве изделий экструзией
- •Расчет Нр пластмасс в производстве изделий раздувом экструдированных заготовок
- •Расчет Нр листовых пм в производстве изделий пневмо- и вакуум-формованием
- •Расчет Нр пленочных пм в производстве изделий сваркой
- •Специфика определения норм расхода армированных пластиков
Классификация пм по обрабатываемости резанием
Обрабатываемость резанием зависит от податливости ПМ данному виду механической обработки. Основными показателями обрабатываемости являются интенсивность затупления режущего инструмента, качество обработки, сила резания и расходуемая мощность. Практическое применение в качестве количественного критерия обрабатываемости получил коэффициент относительной обрабатываемости К, представляющий отношение скорости резания заданного ПМ υ к скорости резания эталонного материала υэт при равных условиях:
К = υ / υэт .
За эталонный принимают хорошо исследованный и близкий по свойствам к интересующему виду ПМ. Если К > 1, то ПМ считается легко обрабатываемым, если К< 1, то трудно перерабатываемым.
Классификация пластмасс по обрабатываемости резанием предусматривает разделение на 6 групп (табл. 1.21). Термопласты имеют 2 и реактопласты 4 группы обрабатываемости.
Таблица 1.21
Группы обрабатываемости пластмасс резанием /16/.
В первую группу обрабатываемости входят ненаполненные термопласты со сравнительно однородными свойствами, наиболее легко обрабатываемые резанием. При обработке этих материалов образуется в основном непрерывная стружка и может быть получена небольшая шероховатость поверхности.
Во вторую группу входят термопласты типа полистирола, фторопласта, наполненные металлическим порошком, также сравнительно легко обрабатываемые резанием. Однако наличие металлических порошков вносит специфику в их обработку и в рекомендации по выбору режущих инструментов.
Третью группу составляют реактопласты в виде пенно- и поропластов. Высокая пористость не позволяет вести их обработку стандартными металлорежущими инструментами. Используются специальные конструкции инструментов с большими передними углами, малыми углами заострения.
Четвертая группа образована реактопласты с порошковым наполнителем типа древесной муки. В процессе резания образуется прерывистая, очень раздробленная стружка, проявляется склонность к скалыванию кромок обрабатываемых поверхностей.
В пятую группу входят волокнонаполненные реактопласты, например, стекловолокнит АГ-4В. Материал с высокими абразивными свойствами из-за наличия стекловолокон, что затрудняет механическую обработку.
В шестую группу входят анизотропные слоистые реактопласты. По степени абразивного воздействия на инструмент эту группу подразделяют на две подгруппы. Текстолиты и гетинаксы, обрабатываемые сравнительно легко, образуют первую подгруппу. Стеклотекстолиты и другие армированные пластики с сильно выраженными абразивными свойствами вошли во вторую подгруппу.
Классификация обрабатываемости полимерных композиционных материалов представлена в таблице 1.22. Различие показателей коэффициентов обрабатываемости К обусловлено составами, структурой и свойствами ПКМ. Как следует из приведенных данных, класс ПКМ состоит из пяти подклассов обрабатываемости:
– ПКМ с газовоздушным наполнителем (пенно- и поропласты);
– ПКМ с порошковым наполнителем ( фено- и аминопласты, пресс-порошки и др.);
– ПКМ слоистые типа гетинаксов, текстолитов, стеклотекстолитов;
– ПКМ с волокнистыми наполнителями различных типов;
– ПКМ типа сотопластов с различным наполнителем (бумага, стеклоткань и т.п.).
Использование классификаторов обрабатываемости призвано существенно сократить объем экспериментальных исследований при проектировании ТП, чтобы определить оптимальные режимы резания, нормы расхода инструментов и др. Экспериментальные исследования особенно необходимы при подготовке производства изделий из новых видов и марок ПМ.
Таблица 1.22
Классификатор обрабатываемости полимерных композиционных материалов /14/
Выбор режимов резания – это подбор таких значений скорости резания, глубины и подачи, которые обеспечивают высокую стойкость инструмента и производительность обработки при удовлетворении заданных требований к качеству обработки детали.
Выбор режимов резания затруднен разнообразием ПМ по составу, структуре и физико-механическим свойствам. Для них применяют широкий набор инструментальных материалов от быстрорежущей стали до синтетических и натуральных алмазов. Рекомендуемые режимы по видам механической обработки приведены для пластмасс и ПКМ в Приложениях 4 и 5 соответственно. При необходимости повысить размерное качество при изготовлении конкретно заданного изделия необходима постановка экспериментального исследования.
* * *
Итоги рассмотрения возможностей обеспечения необходимой размерной точности полимерных изделий обработкой резанием обусловливают следующие выводы:
Механическая обработка полимерных изделий не обеспечивает размерного качества, характерного для металлообработки, ограничиваясь в лучшем случае 6 – 7 квалитетом точности;
Несмотря на то, что обработка резанием позволяет улучшать размерную точность изделий из ПМ в среднем на 1 – 2 квалитета по сравнению с процессами формования, рекомендуется ограничивать использование механической обработки, поскольку при этом повышается себестоимость изготовления изделий и не обеспечивается длительная сохраняемость достигаемого качества из-за разрушения полимерного защитного слоя связующего и возникновения остаточных напряжений в зоне резания. Все это способствует ускоренному старению ПМ и способствует постепенному формоизменению и искажению размеров изделия.