Механическа обработка текстолитов, стеклотекстолитов, гетинаксов
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТЕКЛОТЕКСТОЛИТОВ, ТЕКСТОЛИТОВ, ГЕТИНАКСОВ
Слоистые пластики могут подвергаться всем видам механической обработки, которые применяются для изготовления деталей из металлов. Однако если изготовление деталей из слоистых пластиков не сводится к получению отдельных разовых партий, когда можно пренебречь износом режущего инструмента, то режимы резания и геометрия режущего инструмента отличаются от тех, которые применяются для изготовления деталей из металлов.
В отличие от металлов слоистые пластики обладают меньшей теплопроводностью (в 200 раз меньшей, чем железо, медь). При этом применение охлаждающих жидкостей или воды недопустимо, так как они могут приводить к ухудшению физико-механических и особенно электрических свойств слоистых пластиков. Применение воздуха для охлаждения режущего инструмента и деталей не является достаточно эффективным.Более эффективным средством для отвода тепла, когда уменьшается контактная площадь соприкосновения режущего инструмента с поверхностью пластмассы, является применение такого инструмента, у которого главные и вспомогательные задние углы максимально увеличены. Одновременно меньшие механическая прочность и твердость слоистых пластиков требуют меньшей силы резания (в 6-20 раз меньше, чем у металлов). Это позволяет делать режущую часть инструмента более заостренной, без опасения потерь ее прочности.
Однако при всех этих условиях следует учитывать, что при неправильных режимах резания может происходить подгорание пластмасс с поверхности или возникновение вследствие перегрева даже внутри деталей процессов деструкции, приводящих к ухудшению физико-механических и электрических свойств материала деталей. Несмотря на меньшую потребность в усилиях резания, слоистые пластики оказывают довольно большое влияние на износ режущего инструмента. Особенно это относится к стеклотекстолитам, когда абразивные свойства материала приводят к быстрому износу режущего инструмента и даже приходится прибегать к применению алмазного инструмента.
Некоторого уменьшения износа режущего инструмента можно достигнуть путем интенсивного удаления стружки и пыли, которые могут способствовать преждевременному его износу. Такое удаление необходимо также во избежание скапливания в помещении пыли, образующейся при обработке слоистых пластиков. Поэтому оборудование, применяемое для обработки, должно быть снабжено надежным отсасывающим устройством.Ниже приводятся методы механической обработки и режима резания, применение которых дает достаточно удовлетворительные результаты.
Разрезание и распиливание
Разрезание и распиливание. Листовые слоистые пластики тонких размеров могут разрезаться на ножницах гильотинного типа. Однако удовлетворительная кромка в этом случае получается только при малых толщинах слоистых пластиков (часто не превышающих 2—3 мм). Для ровной обрезки листы материала должны быть хорошо прижаты к столу гильотинных ножниц в местах, непосредственно прилегающих к нижнему лезвию. Угол между режущими кромками обычно берут равным 6—8°.
Гетинакс, текстолит и древесный слоистый пластик толщиной от 3 до 25 мм распиливают циркулярными пилами, выше 25 мм — ленточными пилами.
При этом поверхность раздела тем чище, чем меньше выступает диск пилы над поверхностью распиливаемого материала. Вместе с тем это приводит к более быстрому затуплению зубьев и уменьшению производительности пилы вследствие необходимости уменьшения подачи во избежание подгорания материала. Поэтому высоту установки дисковой пилы в зависимости от требуемой чистоты разрезаемой поверхности подбирают практически.
Дисковые пилы могут быть с разведенными или не- разведенными зубьями. В последнем случае диск пилы должен иметь вспомогательный угол в плане не менее 1—12°.
Дисковые пилы должны быть, из быстрорежущей стали твердостью Rc = 62-64 с хорошо отшлифованной поверхностью. При этом скорость резания должна находиться на уровне 2000—3000 м/мин. Подача материала при обрезке колеблется в зависимости от толщины материала от 12 (для толщины 4 мм) до 2 (для толщины 20 мм) м/мин. При необходимости получения чистой поверхности подача должна быть уменьшена.
Ленточные пилы не дают достаточно чистой поверхности. Однако с их помощью можно разрезать гетинакс или текстолит толщиной до 250 мм.
Полотна ленточных пил должны иметь развод зубьев в половину толщины ленты пилы в каждую сторону. Число зубьев — 2—3 на 10 мм. Скорость полотна пилы 1200—1500 м/мин. Подача колеблется от 2 (для толщины 20 мм) до 0,4 (для толщины 100 мм) м/мин.
Применение вышеупомянутого инструмента для разрезания стеклотекстолита вследствие быстрого износа режущего инструмента не оказывается эффективным. Для этого следует применять абразивные или алмазные круги. Однако и при применении абразивных кругов наблюдается их большой износ, приводящий к тому, что их приходится менять почти каждую смену. В этом отношении алмазные круги (типа АСМ или АСБ) оказываются несравненно более стойкими (в 25—30 раз).
Сверление
Для сверления отверстий с малым диаметром глубиной до 6 мм можно применять перовые сверла. Для сверления отверстий диаметром 10 мм и глубиной до 10 мм применяют спиральные сверла, для -отверстий диаметром от 10 до 24 мм можно рекомендовать сверла с режущими кромками из твердого сплава. Перовые и спиральные сверла должны быть изготовлены из быстрорежущих сталей Р-9 и Р-18. Режущие кромки из твердого сплава должны изготовляться из твердых сплавов ВК-6, ВК-8 или ВК-ЗМ. Твердость рабочей части сверла после закалки и многократного отпуска должна находиться на уровне 62ч-64. Угол заострения резца для текстолита должен составлять 55—60°, гетинакса 100—110°. Задний угол на периферии следует принимать равным 10—15°. Скорость резания при работе со спиральными сверлами из быстрорежущей стали зависит от диаметра отверстий и не должна превышать 60 м/мин (во избежание подгорания стенок материала). Подача должна быть не выше 0,3 и не менее 0,05 мм/оборот.
При сверлении отверстий сверлами с режущей частью из твердых сплавов скорость резания можно увеличивать в 2—2,5 раза.
Во избежание расслоения слоистых пластиков необходимо соблюдать следующие условия: хорошее крепление обрабатываемого материала, плотное прилегание его к опорной поверхности, применение подкладок. хороший отвод стружки.
Во всех случаях следует учитывать, что благодаря спружиниванию материала слоистого пластика диаметр отверстия получается на 0,01—0,05 мм меньше, чем диаметр сверла.
Нарезание резьбы.
Для нарезания наружной резьбы применяют резьбонарезные головки с круглыми гребенками. Для получения внутренней резьбы пользуются метчиками. Инструмент должен быть изготовлен из быстрорежущей стали с широким и круглым профилем зуба и углом заточки 60°. Для отвода стружки метчики должны быть, с тремя канавками. 'Перо не должно быть широким во избежание увеличения трения и забивания канавки стружкой.
Углы режущей кромки: передней γ= 15°, задней ά=5-8°. При нарезании резьбы производится смазка резьбового инструмента маслом, пчелиным воском, тальком и т. п.
Обтачивание
Для токарной обработки текстолита и гетинакса применяют резцы из быстрорежущей стали Р9 и Р18 твердостью Rc=62-64 или с наконечниками из твердых сплавов ВК-ЗМ. Применение последних позволяет увеличивать скорость резаниясо 180 до 3000 м/мин для гетинакса и текстолита и с 90 до 150 м/мин для стеклотекстолита.Подача зависит от требуемой чистоты обработки и колеблется для гетинакса и текстолита от 0,1 до 0,5, а для стеклотекстолита от 0,05 до 0,25 мм/оборот. При этом удается получить 4—6-й классы чистоты.
Резцы имеют передний угол 10—15°, задний 8—10° для быстрорежущей стали; передний угол 1 —15° и задний угол до 34° при условии применения наконечника из твердых сплавов.
Строгание
При строгании применяют резцы из быстрорежущей стали или с наконечником из твердого сплава той же марки, что и для обтачивания. Передний угол резца 15°, задний 10° с углом наклона режущей кромки 6°. Подача 0,2—0,6 мм, скорость резания для резцов из быстрорежущей стали 15—20, для резцов с наконечником из твердого сплава 30—40 м/мнн.
Фрезерование
В качестве режущего инструмента применяются стандартные резцы из быстрорежущей стали для гетинакса и текстолита и из твердых сплавов (ВК-ЗМ) для стеклотекстолита.
Углы резания-: передний 8°, угол в плане ф=(45°, задний угол а=20н-25°. Подача 0,05—0,25 мм/зуб. Скорость резания резцами'из быстрорежущей стали для текстолита и гетинакса 100—200, для стеклотекстолита 80—30 'м/мин. При применении твердых сплавов эти скорости могут быть повышены в 1,5—2 раза.Штампование, вырубка и пробивание
Штампование, вырубка и пробивание. Для успешного осуществления этих операций необходимо применение штампов с плотным прижимом листа и изделия в рабочий момент. Режущие кромки пуансона и матрицы должны быть острыми, а зазор между пуансоном и отверстием матрицы не превышать 10—15% толщины листа (лучшие результаты получаются, когда этот зазор не превышает 0,025—0,05 мм).
Конусность пуансона для его выемки во избежание образования отрыва материала («ореолы») рекомендуется выдерживать в 5° (задний угол). Материал штампа— углеродистая сталь У-9, имеющая твердость после закалки и отпуска Rc =54-56.
При вырубке прямоугольных отверстий необходимо закруглять острые углы радиусом не менее 0,5 мм. Диаметр штампуемого отверстия, как правило, не должен быть меньше толщины материала. Расстояние вырубаемого отверстия от края, а также расстояние между вырубаемыми отверстиями должно не менее чем в 2—3 раза превышать толщину штампуемого материала.
Способность к штампованию слоистых пластиков находится в прямой зависимости от относительного удлинения, к которому способен материал при мгновенном его разрыве.
В этом отношении слоистые пластики электротехнического назначения могут быть расположены по степени штампуемостн в порядке убывания следующим образом: текстолит ЛТ, текстолиты А и Б, стеклотекстолит, гетинакс. Для каждого вида слоистых пластиков существует свой предел толщины, выше которого не удается получать детали удовлетворительного качества. Эта предельная толщина колеблется от 2 до 3—4 мм (начиная с гетинакса и кончая текстолитом ЛТ). Лучшие результаты получаются при подогреве слоистых пластиков до температуры 60—80°С. Однако такие материалы, как текстолит ЛТ и текстолиты А и Б, можно штамповать без подогрева. При подогреве материалов перед штампованием следует учитывать усадку, которая связана с температурным коэффициентом расширения слоистых пластиков, лежащим в пределах от 1,7*10-5 до 3,5* 10-5С-1.Одновременно следует учитывать способность слоистых пластиков к спружиниванию. Спружинивание при этом колеблется в пределах от 0,02 до 0,13 мм (для стеклотекстолита, гетинакса и текстолита).
Таблица 1
Наименование и марка слоистого пластика |
Степень штампуемости |
|
| без подогрева | с подогревом | |
| Гетинакс I | 4—5 | 5—6 |
| Гетинакс VI | 5 | 6 |
| Стеклотекстолит СТЭФ | 5-6 . | 6 |
| Текстолиты А и Б | 5—6 | 06.июл |
| Текстолит. ЛТ | 6 | 7 |
В табл.1 приведена оценка степени штампуемости слоистых пластиков толщиной 1,5 мм по нормали ОАА.643-000-68.
Промежуточным материалом по степени штампуемости между текстолитами А и Б и
гетинаксом I является слоистый пластик гетинаксотекстолит марки ПГТ. Однако при
наличии хорошо штампующейся марки гетинакса в таком Материале нет
необходимости.