СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА
METHOD OF TURNING CAPROLON BLANK

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 высокую производительность и получать высокое качество обрабатываемой поверхности. Во-первых, за счет действия растягивающих напряжений, во-вторых - появления микротрещин из-за применения шарика, закрепленном на державке. Направление его вращения при обкатывании непредсказуемо, что снижает производительность и качество обрабатываемой поверхности.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и качества 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, согласно изобретения, предварительную обработку заготовки из капролона производят поверхностным деформированием путем обкатывания роликом со сферической поверхностью.
Предварительная обработка заготовки из капролона путем поверхностного деформированием обкатыванием роликом со сферической поверхностью 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. Сферическая поверхность ролика является наиболее оптимальной по сравнению с другими криволинейными поверхностями, как показали сравнительные экспериментальные исследования.
Пример реализации способа.
Заготовку из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем производят предварительную обработку заготовки из капролона поверхностным деформированием путем обкатывания роликом со сферической поверхностью.
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. При взаимодействии поверхностного слоя капролона с режущим клином инструмента облегчается процесс деформирования срезаемого слоя за счет образования зоны предразрушения. Магистральная трещина приобретает более устойчивое направление развития вдоль линии среза, что является предпосылкой повышения качественных показателей обработанной поверхности, так как снижается вероятность образования вырывов, сколов и подобных дефектов обрабатываемого резанием материала капролона. При этом режимы обкатывания роликом и резания устанавливают экспериментально, в зависимости от размеров заготовки.
В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки заготовки и качества обработанной поверхности за счет технологического разупрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки из капролона обкатыванием роликом.