19.5. Способы получения деталей из пластмасс в твердом состоянии

Большое число деталей в машиностроении и приборостроении получают из пластмасс, в твердом состоянии. В качестве заготовок служат листовые материалы, трубы, прутки, профили различного сечения. Иногда возникает необходимость в дополнительной обработке деталей, полученных прессованием, литьем под давлением и другими технологическими способами. В зависимости от способа воздействия на заготовку, используемого инструмента и оборудования применяют два основных способа переработки: разделительную штамповку и механическую обработку резанием.

Разделительная штамповка.При разделительной штамповке в материале заготовки возникают силы, превышающие предел прочности. В результате этого происходит полное или частичное отделение одной части заготовки от другой.

При изготовлении пластмассовых деталей из листовых материалов разделительной штамповкой применяют следующие операции: вырубку, пробивку, отрезку, надрезку, разрезку, обрезку, зачистку. Наибольшее применение получили операции вырубки, пробивки и разрезки.

Вырубка – операция, предназначенная для полного отделения материала по замкнутому (наружному) контуру. Продуктом вырубки является готовая деталь. Нередко вырубка совмещается с пробивкой, то есть с получением пазов или отверстий в детали. Эти операции выполняют с помощью различных штампов.

Разрезка – это операция, необходимая для разделения па большое число заготовок или деталей (прессованных, литых и т. д.). Разрезкой также получают заготовки из листа. Операции разделительной штамповки выполняют с предварительным подогревом заготовки или без подогрева.

При штамповке на поверхности среза возможно образование трещин и сколов. Для предотвращения этих явлений применяют двухступенчатые пуансоны. С помощью пуансона меньшего диаметра получают предварительное отверстие. Основной (калибрующий) пуансон окончательно формирует отверстие.

Детали из пластмасс штампуют на оборудовании с небольшим рабочим усилием: гидравлических и механических прессах.

Обработка пластмасс резанием. Обработку пластмасс резанием применяют в качестве отделочной операции после предварительного формообразования или как самостоятельный способ изготовления деталей из пластмасс Особенностью получения пластмассовых деталей прессованием, литьем и другими способами является значительное колебание усадки при затвердевании материала. Это снижает точность получаемых деталей. Для достижения заданной точности применяют дополнительную механическую обработку. Кроме того, обработкой резанием удаляют литниковую систему, заусенцы. Необходимо, однако, иметь в виду, что при механической обработке нарушается поверхностная смоляная пленка. Это приводит к снижению химической стойкости и повышению влагопоглощения пластмассовых деталей. Поэтому обработку следует применять только в необходимых случаях.

Особенности строения и физико-механические свойства пластмасс существенно влияют на технологию их обработки, конструкцию режущего инструмента и приспособлений.

Пластмассы имеют более низкие механические характеристики по сравнению с металлом. Это свойство пластмасс можно было бы использовать для повышения скорости резания. Однако низкая теплопроводность пластмасс приводит к концентрации теплоты, образующейся в зоне резания. В результате этого происходит интенсивный нагрев режущего инструмента, размягчение или оплавление термопластов, обугливание или прижог реактопластов в зоне резания. При обработке деталей из термопластов максимальная температура процесса не должна превышать 60÷120⁰С; деталей из реактопластов – 120÷160⁰С. Образующаяся теплота при обработке пластмасс отводится в основном через инструмент.

Стойкость режущего инструмента различна в зависимости от типа обрабатываемого материала. Незначительный износ наблюдается при обработке термопластов без наполнителя. При обработке термореактпвных материалов, особенно со стеклянными и другими подобными наполнителями, стойкость режущего инструмента значительно снижается. Заготовки из термопластов (органического стекла, полистирола, фторопласта и т. д.) можно обрабатывать режущими инструментами из углеродистых и быстрорежущих сталей. Материалы, оказывающие абразивное действие, обрабатывают инструментами, оснащенными твердым сплавом, алмазом, эльбором.

При обработке термореактивных материалов со слоистыми и волокнистыми наполнителями охлаждающие жидкости не применяют из-за возможности набухания поверхностей материалов.

Процесс стружкообразования при обработке пластмасс характеризуется меньшими силами резания (по сравнению с обработкой металлов). Образующаяся при обработке термореактивных пластмасс пылевидная и элементная стружка плохо сходит с передней поверхности инструмента. Поэтому канавки для отвода стружки делают более емкими и полируют во избежание ее прилипания. Геометрия режущего инструмента характеризуется большими величинами переднего и заднего углов.

Пластмассы обрабатывают на специальном или универсальном металлорежущем оборудовании, то есть на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и др. станках, рассмотренных выше.

ЛИТЕРАТУРА.

1. А.М. Дальский, В.С. Гаврилюк, В.П. Каширцев и др. «Технология конструкционных материалов», М., Машиностроение, 2004 , 455 с.

2. Б.А. Кузьмин, А.И. Самохоцкий, Т.Н. Кузнецова, «Металлургия, металловедение и конструкционные материалы», М., Высшая Школа, 1987 г., 303 с.

3. С.В. Лашко, Н.Ф. Лашко, «Пайка металлов», М., Машиностроение, 1988 г., 374 с.

4. П.И. Полухин, Б.Г. Гринберг. «Технология металлов и сварка», М., Машиностроение, 1984 г., 464 с.

5. В.В. Гуль, М.С. Акутин, «Основы переработки пластмасс», М., Химия, 1985 г., 399 с.

6. Л.С. Лившиц, А.Н. Хакимов, «Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений», М., Машиностроение, 1989 г.,331 с.

7. А.Д. Данилевский «Технология машиностроения», Высшая школа, Москва, 1984 г., 415 с.

9. А.М. Дальский, В.С. Гаврилюк, Л.Н. Бухаркин и др. «Механическая обработка материалов», М., Машиностроение, 1991 г., 263 с.

184