Повышение качества токарной обработки полимерных материалов на основе предварительного обкатывания заготовки

• Автор: Калита, Евгений Георгиевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1 Основные способы переработки полимерных материалов
1.2 Обзор экспериментальных и теоретических исследований процесса резания полимерных материалов
1.3 Современные представления о прочности полимерных материалов
1.4 Применение метода поверхностного деформирования в технологических процессах обработки заготовок
1.5 Выводы. Постановка задач исследования
Глава 2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЛУБИНЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ЗАГОТОВОК ПОСЛЕ ОБКАТЫВАНИЯ
2.1 Силы, действующие при обкатывании заготовки
2.2 Методика расчета нормальной силы
2.3 Расчет глубины резания с учетом упругого последействия
2.4 Выводы по главе
Глава 3 АППАРАТНОЕ И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Выбор материала исследований
3.2 Выбор режимов резания и параметров инструмента
3.3 Конструкции устройств для предварительной обработки заготовок
из полимерных материалов
3.4 Определение оптимальных параметров предварительного обкатывания заготовок
3.5 Контроль параметров процесса токарной обработки
3.6 Экспериментальная проверка возможности применения предварительного обкатывания заготовок
3.7 Выводы по главе

Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОБКАТЫВАНИЯ ЗАГОТОВОК НА КАЧЕСТВО
ОБРАБОТАННОЙ ТОЧЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ
4 Л Исследование взаимосвязи между усилием обкатывания и значением силы резания
4.2 Влияние предварительного обкатывания на качество обработанной точением поверхности
4.3 Влияние режимов резания на шероховатость поверхности с учетом предварительного обкатывания заготовки
4.4 Результаты производственных испытаний
4.5 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие современного машиностроения, приборостроения и многих других отраслей промышленности невозможно без применения синтетических полимерных материалов. Это обусловлено тем, что пластические материалы обладают высокой удельной прочностью, превосходящей традиционные конструкционные материалы как стали, чугуны, латуни, бронзы, высокой химической стойкостью и антифрикционной способностью.
Несмотря на очевидные преимущества полимерных материалов, при изготовлении деталей из пластмасс современными методами (литье под давлением, прессование, экструзия) происходит изменение их размерногеометрических параметров, связанное с усадкой материала во время затвердения и охлаждения, и зачастую не обеспечиваются требуемые параметры качества функциональных поверхностей детали, что приводит к необходимости дополнительной механической обработки, преимущественно токарной, от качества которой в значительной степени зависит надежность и долговечность функционирования деталей и механизмов.
Наличие у полимерных материалов специфичных свойств обуславливает резкое отличие процессов их механической обработки от процессов резания металлов, при этом эффективность методов обработки резанием в основном зависит от режимов обработки и параметров режущего инструмента. Однако на практике имеются большие затруднения с достижением требуемого качества обработанной поверхности деталей из полимерных материалов на основе обычных методов обработки и рекомендуемых в литературе режимов резания.
Таким образом, задача повышения эффективности обработки заготовок из полимерных материалов резанием является актуальной для современного машиностроения, так как ее решение позволит повысить качественные характеристики изготавливаемой продукции и снизить себестоимость ее изготовления.

где г - долговечность; Т - абсолютная температура; о - среднее напряжение в образце.
Эмпирическим аналогом теоретического соотношения (1.3) для долговечности при постоянной абсолютной температуре Т является экспоненциальный закон
где и о - энергия активации элементарного акта разрыва процесса разрушения в отсутствии напряжения, близкая по величине к энергии химических связей для полимеров; у - коэффициент, зависящий от природы и структуры материала, значения у меняется с изменением структуры материала; т0 - время тепловых колебаний атомов в твердых телах; А: - постоянная Больцмана; Т- температура.
Из анализа уравнения (1.5) следует, что долговечность материала равным образом зависит от приложенного напряжения и температуры - оба параметра входят в показатель степени. Это позволяет предположить, что в процессе разрушения большую роль играет тепловая энергия и именно ее флуктуации, т. е. в том месте материала, где тепловые флуктуации становятся больше энергии разрываемой связи, последняя разрывается. Приложенное напряжение создает возможность накопления этих флуктуаций в определенном направлении и снижает энергию активации разрыва, т. е. снижает потенциальный барьер по закону
и облегчает распад напряженных связей под действием тепловых флуктуаций, вероятность которого зависит от величины отношения 11(/кТ.
Экспериментально [104,105] доказано, что при нагружении полимерных материалов происходит разрыв химических связей, которые деформируются
(1.4)

(1.5)
и ~ио-уст,
(1.6)