Повышение качества лезвийной обработки полимерных и композиционных материалов путем предварительного механического деформирования заготовок

• Автор: Гаврилова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЕМ

ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1 Л. Анализ существующих методов физико-технической обработки полимерных материалов
1.2. Обзор экспериментальных и теоретических исследований процесса резания полимерных материалов

1.3. Современные представления о прочности полимерных материалов

1.4. Выводы. Постановка задач исследований 46 ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ СПОСОБА
КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ

2.1. Методика расчета напряженно - деформированного состояния
в зоне контактного взаимодействия при резании
2.2. Способ комбинированной обработки заготовок из полимерных материалов с учетом предварительного механического деформирования
2.3. Влияние скорости деформирования на прочностные характеристики материалов
2.4. Выводы по главе 2 60 ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ
ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Обоснование выбора материала экспериментальных образцов
3.2. Контроль процесса разрушения посредством анализа сигналов акустической эмиссии
3.3. Влияние предварительного деформирования полимерных материалов на изменение прочности
3.4. Исследование твердости полимерных материалов в зависимости от величины предварительного напряженного состояния
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА
ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Методика проведения экспериментальных исследований
4.2. Экспериментальные исследования твердости обработанной поверхности деталей
4.3. Влияние предварительного деформирования на качество обработанной точением поверхности
4.4. Исследование процесса стружкообразования при точении
полимерных материалов Основные выводы и результаты
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие современного машиностроения, приборостроения и многих других отраслей промышленности невозможно без применения синтетических полимерных материалов. Это объясняется тем, что пластические материалы обладают малой плотностью и поэтому даже при небольшой прочности обладают высокой удельной прочностью, превосходя по этому важному показателю такие традиционные конструкционные материалы, как сталь, латунь и т.п. К другим ценным свойствам пластмасс следует отнести высокую химическую стойкость, диэлектричность, антифрикционную способность, а также их хорошие технологические свойства.
Технологические свойства полимерных и композиционных материалов должны обеспечивать минимальную трудоемкость изготовления деталей и конструкций. Технологичность характеризуется способностью материала приобретать заданную форму при действии различных факторов, подвергаться механической обработке, соединяться различными методами. Использование полимеров как конструкционных материалов позволяет не только уменьшить вес деталей и узлов механизмов, но и снизить трудоемкость и себестоимость изготовления, обеспечить значительную экономию черных металлов и других материалов. Например, одна тонна полиамида в машиностроении и приборостроении заменяет 12-15 тонн черных и цветных металлов, снижает трудоемкость изготовления в 4-5 раз [150]. А.Д. Верхотуровым установлено [13], что с середины 20 века наблюдается тенденция относительного снижения использования сталей и повышения доли других материалов, в том числе и полимерных. Такая тенденция является довольно перспективной для развития многих отраслей промышленности в современных условиях возрастающего дефицита минерального сырья и ухудшающейся экологической обстановки.
При изготовлении деталей из пластмасс современными методами происходит изменение их размеров и формы, связанное с усадкой материала во время охлаждения. Для получения деталей и изделий заданных размеров и

получается непрерывной вследствие малых интервалов между элементами сдвига. Эта стружка соответствует сливной стружке при резании металлов. При образовании этого типа стружки качество обработанной поверхности очень хорошее, поэтому материал, образующий непрерывную стружку скалывания, рассматривается как обладающий хорошей обрабатываемостью.
Простая прерывистая стружка скалывания образуется скалывающим действием вдоль плоскости сдвига, однако интервалы между элементами сдвига довольно большие, и поэтому она прерывается. Такая стружка образуется в том случае, когда напряжения сдвига в плоскости сдвига превышают предел прочности материала. Обработанная поверхность грубая, а точность обработки не отвечает техническим требованиям.
Сложная прерывистая стружка образуется в результате сложного напряжения, в котором большое сжимающее напряжение взаимодействует с напряжением сдвига, когда резание производится резцом с отрицательным передним углом. Шероховатость обработанной поверхности имеет максимальные значения, точность размеров деталей низкая.
Прерывистая стружка с трещинами образуется при резании хрупких материалов- реактопластов (фенопласты, полиэфиры или эпоксидные смолы) и некоторых термопластов инструментом с чрезмерно большим передним углом и при большой глубине резания. Опережающая трещина направлена под углом вниз. После того как трещина возрастет до некоторой длины под воздействием изгибающего момента, образуется прерывистая стружка надлома. Следовательно, этот тип стружкообразования присущ хрупкому излому. Стружка получается при упругом разрушении, поэтому на поверхности стружки наблюдаются «зазубрины», сходные с образующимися на поверхности излома твердых и хрупких материалов, подобных стеклу. Такая стружка называется прерывистой с трещинами. При образовании этого типа стружки на обработанной поверхности получается много больших трещин, шероховатость ее велика, а точность обработки низкая.