Способ обработки заготовок из капролона


 


Владельцы патента RU 2503538:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Технический результат достигается способом обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Причем одновременно с резанием производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами. При этом в качестве электродов для облучения наносекундными электромагнитными импульсами используют резец и скользящий элемент, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

 

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 обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно (патент РФ №2317196, B29C 37/00, БИ №6, 2008).

Однако известный способ не позволяет обеспечивать высокую производительность и получать высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем обработку заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, согласно изобретения, одновременно с резанием производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения наносекундными электромагнитными импульсами используют резец и скользящий элемент, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка. Кроме того, при этом используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц.

При этом одновременная обработка заготовки резанием и наносекундными электромагнитными импульсами способствует возбуждению полимерных цепей, что вызывает уменьшение энергии ее связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.

Предлагаемые режимы заготовки обработки наносекундными электромагнитными импульсами являются оптимальными для обработки капролона.

Для реализации способа обработки заготовок из капролона используют слудующее оборудование.

Заготовка 1 из капролона установлена в токарном станке с режущим инструментом 2 (резцом). Для вращения заготовки имеется привод 3 и устройство подачи 4 режущего инструмента 2. Токарный станок оборудован генератором 5 облучения заготовки 1. При этом в качестве электродов для облучения заготовки 1 наносекундными электромагнитными импульсами используют режущий инструмент 2 (резец) и скользящий элемент 6, которые контактируют с заготовкой 1 и изолированы с помощью изоляции 7 от металлических частей станка.

Для осуществления способа используют генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов (ГНИ-01-1-6), изготовленный Южно-Уральским государственным университетом, имеющим следующие параметры:

- полярность импульсов - положительная;

- амплитуда импульсов более 8 кВ;

- длительность импульсов - 1 нс;

- мощность одного импульса более 1 МВт;

- максимальная допустимая частота следования генерирующих импульсов -1000 Гц;

- максимальный ток, потребляемый генератором во всем диапазоне питающих напряжений, не более 1,7 А при частоте 61 кГц.

Пример реализации способа.

Заготовку 1 из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем к режущему инструменту 2 и к скользящему элементу 6 с помощью электродов подключают генератор 5 наносекундных электромагнитных импульсов и производят обработку импульсами длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощностью в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частотой повторения импульсов 1000 Гц. Одновременно производят механическую обработку заготовки 1 режущим инструментом 2 с образованием стружки. Режимы токарной обработки устанавливаются экспериментально.

При этом обработка наносекундными электромагнитными импульсами способствует возбуждению полимерных цепей, что вызывает уменьшение энергии ее связи. Данный эффект приводит к уменьшению механической стабильности нагруженной полимерной сетки и таким образом способствует разрыву цепи, возникновению разрушения или распространению трещины, увеличению дефектных тест, т.е. его разрыхлению и охрупчиванию и, следовательно, к снижению механической прочности материала.

Это позволяет увеличить скорость резания и величину подачи, повысить производительность обработки полимера. Качество обработанной поверхности значительно улучшается, кроме того получаются высокие физико-механические свойства изделий (прочность при растяжении, твердость, прочность при статическом изгибе), которые зафиксированы и подтверждены длительными эксплуатационными испытаниями.

В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности обработки, а также прочности, жесткости, модуля упругости изделий на основе капролона в процессе эксплуатации за счет повышения качества поверхностной зоны материала, обработанной наносекундными электромагнитными импульсами и обычной токарной операцией.

1. Способ обработки заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, отличающийся тем, что одновременно с резанием производят процесс облучения заготовки наносекундными электромагнитными импульсами, при этом в качестве электродов для облучения наносекундными электромагнитными импульсами используют резец и скользящий элемент, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка.

2. Способ обработки заготовок из капролона по п.1, отличающийся тем, что используют наносекундные электромагнитные импульсы длительностью 1 нс, амплитудой от 8 до 12 кВ, мощность в одном импульсе от 1 до 2 МВт, частота повторения импульсов 1000 Гц.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.
Изобретение относится к способу обработки изделий из пластмасс. Способ заключается в том, что заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно.
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона.

Изобретение относится к области обработки кромок, плит или панелей из вспененных материалов, например пенополистирола, в том числе фасонных кромок. .

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к способам сверления полимерных композиционных материалов (ПКМ). .

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при обработке заготовок из пластмасс. .

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс. .

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Указанная задача решается тем, что в устройстве для обработки заготовок из капролона, включающем заготовку, токарный станок с режущим инструментом, привод вращения заготовки и устройство подачи инструмента, согласно изобретению, токарный станок оборудован генератором облучения заготовки с возможностью обработки заготовки при резании наносекундными электромагнитными импульсами, связанным электродами с режущим инструментом и скользящим элементом, которые контактируют с заготовкой из капролона и изолированы от металлических частей станка. 1 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Изобретение обеспечивает повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Способ включает обработку заготовок из капролона. Заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Одновременно с резанием производят процесс термообработки заготовки. В качестве нагревательного элемента используют кольцо, установленное подвижно перед резцом с возможностью копирования внутренней поверхностью рельефа заготовки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из полимерных материалов. Согласно способу производят обработку заготовок из полимерных материалов химическим реагентом. Заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, подачу осуществляют дискретно и производят механическую обработку заготовок режущим инструментом. Для получения заготовки в качестве химического реагента используют коллоидный раствор нанодисперсного порошка нитрида бора с размером частиц от 25 нм до 80 нм в пластификаторе, который смешивают с резиновой смесью на основе бутадиен-нитрильного каучука с последующим формованием и вулканизацией. Техническим результатом изобретения является упрощение и повышение производительности механической обработки заготовок из полимерных материалов.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности размеров и формы обработанной поверхности. Согласно способу заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Заготовку из капролона подвергают предварительной обработке шариком. Заготовку капролона режут на глубину резания с учетом величины упругого восстановления деформированного шариком поверхностного слоя капролона. 1 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение скорости обработки заготовки и повышение чистоты поверхности. Технический результат достигается устройством для обработки заготовок из пластмасс, которое содержит расположенный на основании станка корпус с установленным на нем механизмом поверхностного деформирования обрабатываемой поверхности заготовки посредством ролика со сферической поверхностью и режущий инструмент. При этом механизм поверхностного деформирования выполнен в виде двух, или трех, или четырех подпружиненных телескопических штанг, соединенных друг с другом корпусом подшипника с возможностью продольного перемещения внутри заготовки из пластмассы. Причем на консолях подпружиненных телескопических штанг установлены подвижно ролики со сферической поверхностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности размеров и форм обработанной поверхности и повышение производительности обработки заготовки. Согласно способу токарной обработки заготовок из капролона, заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно. Предварительную обработку заготовки производят ультразвуковыми колебаниями частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3*10-3 Вт/м2. Величина продольной подачи рабочего инструмента ультразвуковой системы равна продольной подаче режущего инструмента. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу лазерной резки пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте. Предварительно определяют позиционные параметры взаимосвязанных пластиковых изделий, встроенных в непрерывную ленту из пластика, с помощью оптического устройства для сбора данных и рассчитывают схему резки. Регулируют лазер с помощью системы управления лазером, состоящей из регулируемой фокусирующей оптической системы, регулируемого отклоняющего устройства и лучеобразующего устройства. В зависимости от определенных позиционных параметров регулируют положение и интенсивность фокальной точки указанного по меньшей мере одного лазера. Разрезают взаимосвязанные пластиковые изделия, размещенные в непрерывной ленте из пластика, согласно рассчитанной схеме резки. Пластиковые изделия или упаковки пластиковых изделий разрезают при температурах пластиковых изделий или упаковок пластиковых изделий от 60°С до 155°С. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обработанной точением поверхности и физико-механических свойств изделий. Указанная задача решается тем, что в способе, включающем токарную обработку заготовок из капролона, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, подачу осуществляют дискретно, назначают скорость резания, глубину резания и значение продольной подачи. Значения скорости резания, глубины резания и продольной подачи назначают соответствующими стабильному состоянию динамической системы станок - приспособление - инструмент - заготовка. Токарную обработку производят при скорости резания до 145 м/с, глубине резания 1,0 мм, продольной подаче 0,1 мм/об. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к устройству для резки взаимосвязанных пластиковых изделий для применения в медицинской области, размещенных в непрерывной ленте из пластика. Устройство включает по меньшей мере один лазер, по меньшей мере одну систему управления лазером и по меньшей мере одно оптическое устройство для сбора данных и устройство для обработки данных. Одна система управления лазером содержит, по меньшей мере, одну регулируемую фокусирующую оптическую систему, и, по меньшей мере, одно регулируемое отклоняющее устройство, и, по меньшей мере, одно лучеобразующее устройство. Устройство выполнено с возможностью обнаружения усадки отрезаемых пластиковых изделий при их охлаждении для регулирования лазерного луча. Технический результат заключается в упрощении отделения пластиковых изделий друг от друга. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из капролона. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности обработки заготовки и физико-механических свойств изделий. Устройство для обработки заготовок из капролона включает заготовку, токарный станок с режущим инструментом, приводом вращения заготовки и устройство подачи инструмента. Токарный станок оборудован ультразвуковой колебательной системой, состоящей из корпуса, в котором размещен электромеханический преобразователь, концентратор - усилитель амплитуды колебаний и рабочий инструмент в виде конического наконечника. Ультразвуковая система установлена подвижно перед резцом с возможностью копирования внутренней поверхности рельефа заготовки и вырабатывания ультразвуковых колебаний частотой 22-25 кГц, амплитудой 0,1-100 мкм, интенсивностью 1-3·10-3 Вт/м2. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх