ОБРАБОТКА СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Одной из важнейших предпосылок высокого качества синтетических по­крытий является соответствующая подготовка поверхностей восстанав­ливаемых деталей. Наиболее важ­ным является влияние шероховатости на прочность покрытия. По мере ее увеличения прочность сцепления увеличивается как следствие увели­чения площади контакта между основным металлом и покрытием. В то же время, прочность сцепления за­метно снижается, если расплавлен­ный материал из-за малой текучести не способен заполнить углубления шероховатой поверхности.

Поверхности восстанавливаемых деталей подготавливают при помощи токарной обработки или шлифова­ния. Обработку на токарных станках проводят без применения охлаждаю­щей жидкости, чтобы избежать за­грязнения детали. При помощи шли­фования подготавливают поверхно­сти, имеющие твердость HRC 50 — 60.

Долговечность покрытий в значи­тельной мере зависит от равномерно­сти толщины слоя. На срок службы покрытия тела вращения (с макси­мальной овальностью 0,01 — 0,03мм) существенным образом влияют не только подготовка поверхности, но и точность обработки под номиналь­ный размер. Неравномерная толщи­на слоя является источником внут­ренних напряжений, в результате ко­торых происходит отслоение покры­тий. Это вредное явление наблюдает­ся главным образом у покрытий, на­несенных на стенки отверстий, в тех местах, где диаметр сверления изме­няется ступенчато.

Перед обработкой под номиналь­ный размер, выполняемой после на­несения покрытия, для точного цент­рирования и базирования детали в станке необходимо проверить цент­ровые отверстия и базы, удалить слу­чайные наплывы пластмассы, не по­вредив металлическую основу. Нане­сение покрытий всегда целесообраз­но выполнять таким образом, чтобы центровые отверстия оставались со­вершенно чистыми. Если они нахо­дятся вблизи покрываемых поверх­ностей, то их следует прикрывать. С края поверхности, покрытой пласт­массовым слоем, который при сборке должен соответствовать точной пек ездке детали, в процессе доводки до номинального размера (вала и отвер­стия) -должна .быть снята .фаска 303x3 или 30°Х5мм для предупреждения перекосов при сборке.

Режим обработки резанием термо­пластов (в том числе покрытий из по­лиамида) зависит от температуры плавления материала. Параметры заточки режущего инструмента и скорость резания отличаются от ус­ловий характерных для металлов. Общее правило — режущий инструмент должен контактировать с обра­батываемым материалом на возмож­но меньшей поверхности и возможно меньшее время.

Охлаждение режущего инструмен­та:

при токарной обработке — только воздушное охлаждение или вообще без охлаждения (чтобы иметь воз­можность вторичного использования стружки);

при шлифовании—обильная струя охлаждающей эмульсии.

Максимальное сечение стружки ограничивается лишь допустимым усилием резания, которое зависит от подачи и глубины резания, материа­ла заготовки, ее формы, способа за­крепления детали, и жесткости резца.

Предел прочности при растяжении полиамидов — 60 ÷120Н/мм², а ме­таллов (от чугунного литья до сталь­ных сплавов) — 120 — 150Н/мм². Из этого следует, что определением пло­щади сечения стружки при обработке пластмасс можно пренебречь. При черновом обтачивании необходимо подбирать наибольшее сечение с та­кой глубиной резания, чтобы до до­стижения припуска для чистового обтачивания требовалось минимальное число проходов. При значительной глубине резания следует применять малые скорости вращения.

К пластмассовым покрытиям мо­гут быть применены, как правило, те способы и виды обработки, которые используются для металлов. Весьма важным моментом является центри­рование детали. Ее необходимо за­креплять в старых центровых отверстиях, чтобы толщина покрытия была везде одинаковой.

Наиболее распространенным спо­собом обработки пластмассовых по­крытий до номинальных размеров яв­ляется точение.

Частоту вращения токарного стан­ка следует устанавливать в каждом отдельном случае, согласуясь с фор­мой детали и принимая во внимание скорость резания, необходимую для обработки. Для трех основных групп деталей рекомендуются следующие режимы:

для фасонных, несбалансирован­ных частота вращения станка n—200÷400 об/мин, скорость реза­ния υ=100÷300 м/мин;

для фасонных, среднесбалансированных n—4004÷630 об/мин, υ=100÷400 м/мин;

для сбалансированных тел враще­ния n=630÷1800 об/мни, υ=1004÷800 м/мин.

Для обработки деталей, относя­щихся к первым двум группам, целе­сообразно изготовлять зажимные приспособления, которые помимо центрирования позволяют сбаланси­ровать неравномерное распределе­ние массы и избежать резонансных биений даже при высокой частоте вращения. Нельзя превышать реко­мендуемые значения скоростей реза­ния, ибо увеличение скорости реза­ния на 5 % приводит к сокращению срока службы инструмента на 20 ÷ 40 %.

Достаточно хорошее качество по­верхности покрытия может быть полу­чено резцами со следующими углами заточки:

главный задний угол α= 10÷15°; вспомогательный задний угол α₁=6÷8^o; передний угол γ=20÷30°; радиус при вершине резца r = 0,5÷1 мм (полированный).

При обработке твердых вязких ма­териалов, при небольшой рабочей по­даче и при обработке пластмасс це­лесообразно переднему углу прида­вать отрицательное значение на дли­не 1 мм и режущую кромку полиро­вать. Отрицательный угол усиливает режущую кромку и вершину резца. При обточке деталей, поверхность ко­торых не является непрерывной, угол наклона всегда должен быть отрица­тельным, что избавляет вершину рез­ца от ударов. При отрицательном уг­ле режущей кромки создается уси­лие, направленное не на изгиб, а на сжатие, в результате чего снижается вибрация, обусловленная эластично­стью материала. Твердосплавный материал при сжатии выдерживает в 5 раз большую нагрузку, чем при из­гибе. Придав отрицательное значе­ние переднему углу, предупреждают разрушение головки резца.

Рекомендуемое сечение резца — 20X20 мм, расстояние между вершиной резца и местом крепления долж­но находиться в предел ах 20 — 50мм. При большем выносе необходимо увеличить сечение резца; в противном случае даже при обработке пласт­массы резец может получить недопу­стимую вибрацию.

Известны следующие способы крепления обрабатываемых деталей:

токарная обработка детали в по­водковом хомуте между двумя цент­рами обеспечивает наилучшее цент­рирование. Иначе при обтачивании длинных, пустотелых деталей или де­талей с малым диаметром появляет­ся сильная вибрации;

зажим детали в патрон с использо­ванием центра обеспечивает более прочное закрепление детали. Этот способ может быть применен только в том случае, если перед нанесением покрытия была подготовлена база для точной установки детали;

зажим детали лишь в патрон при­меняют при обработке коротких из­делий большого диаметра.

Шероховатость поверхностей, обеспечиваемая точением, зависит от многих факторов. К ним, в частности, относится установка резца относи­тельно оси обрабатываемого изде­лия, которая изменяет значения уг­лов резания. Эффективность углов резания определяется положением инструмента относительно оси обрабатываемой детали (в зависимости от того, зажимается ли резец выше или ниже осевой линии).

Передний и задний углы резца из­меняются следующим образом;

если резец расположен выше осе­вой линии, то угол γ будет больше, а угол α меньше;

если резец располагается ниже осевой линии, то меньше будет угол γ и больше угол α.

Чистовое точение под номиналь­ный размер (или тонкое растачива­ние) необходимо для пластмассовых покрытий. Цель чистовой обработ­ки — обеспечение заданных формы, допусков и шероховатости поверхно­сти. Предъявляемые требовании обычно могут быть выполнены только при малых силах резания, т.е. при малых его глубине, подаче и соответ­ствующем радиусе при вершине рез­ца.

На пластмассовых покрытиях не­целесообразно создавать зеркально гладкую поверхность. Обработка по­верхностей, совершающих прямоли­нейные движения, шлифовальной шкуркой строго запрещена, посколь­ку отделяющиеся абразивные части­цы проникают в толщу мягкого (податливого) материала, что при экс­плуатации приводит к ускоренному износу поверхности контртела. В ре­зультате подбора целесообразного вида обработки пластмассового по­крытия имеется возможность повы­сить способность смазочного вещест­ва удерживаться на поверхности де­тали, что исключает сухое трение и облегчает приработку валов и под­шипников.

Высота шероховатостей h_max умень­шается при увеличении скорости ре­зания. При небольшой скорости реза­ния материал начинает прилипать к резцу, в то время как при значитель­ной скорости резания поверхность плавится, и стружка обламывается.

Шероховатость поверхности в мик­ронах

h_max=s²/(8r)

где s — подача, мм/об; r-— радиус при верши­не резца, мм.

Шероховатость поверхности рас­тет с увеличением подачи и уменьша­ется с увеличением угла резания.

При обработке синтетических по­крытий шлифованием необходимо учитывать, что предпочтительными являются круги, изготавливаемые из электрокорунда или карбида крем­ния на керамической связке с плотностью 3 — 5. Диаметр круга — 300 — 400 мм, ширина — 35 — 60 мм.

Рекомендуемые технологические параметры: скорость круга — 20— 40 м/с, скорость обрабатываемой по­верхности детали — 20 — 30 м/мин, глубина резания — 0,008 — 0,015мм. Допускается применять малую глу­бину резания, в противном случае в результате сильного нагрева пласт­массовое покрытие может отслоить­ся от металлической поверхности.

Осевая подача на один оборот де­тали «=(0,4 — 0,8) В, где б — шири­на шлифовального круга.

Тонкое (алмазное) точение значи­тельно более рентабельно, чем шли­фование. С его помощью можно обес­печить шероховатость поверхности, отвечающую как монтажным, так и эксплуатационным требованиям. Прибегать к шлифованию допускает­ся в исключительных случаях.

Окончательно обработанные дета­ли подвергают тщательному контро­лю. С поверхностей резьб, отверстий, монтажных поверхностей (например, с поверхностей скольжения, из прото­чек для масла и консистентного сма­зочного материала, шпоночных пазов и т. д.) удаляется случайно попавшая пластмасса. Натекший в отверстие для смазочного материала расплав можно удалять сверлением, но тек, чтобы не повредить покрытие. При зенковании необходимо следить за тем, чтобы не затронуть металличе­скую поверхность, поскольку нару­шение сплошности может привести к отслоению покрытия. У деталей, име­ющих отверстия для смазочного ма­териала, переходящие в плоский смазконакопитель, сплошность по­крытия тока не должна быть нару­шена,

Смазочные канавки обычно выпол­няют на детали еще до нанесения по­крытия, чтобы после этой операции проводить окончательную (по разме­ру) обработку, не обнажая металли­ческой поверхности.

Для правки резьбы целесообразно использовать метчики и плашки, по­скольку при очистке скребком или металлической щеткой резьба может быть нарушена.