Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

101 / 530

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
101
прогрессивные износостойкие материалы, которые могут использоваться в качестве
режущей части инструментов [8, 9]
Авторы [6] рекомендуют не допускать превышения установленной величины износа
режущего инструмента во избежание ухудшения качества обрабатываемой поверхности; не
применять смазочно-охлаждающие жидкости, так как это может привести к понижению
прочности материала; оборудовать станок пылеотсасывающими устройствами; применять
режущий инструмент с высокой теплопроводностью.
Специфические особенности полимеров приводят к необходимости изменения
технологических характеристик процесса фрезерования в отличие от аналогичной обработки
конструкционных сталей и сплавов.
Существующие рекомендации по назначению геометрии режущей части фрез и
режимов резания имеют весьма обширные диапазоны, которые в разных источниках
отличаются. Так, авторы [5] рекомендуют устанавливать передний угол γ = 5…8° и задний
угол α = 18…20°, при этом авторы [4] рекомендуют следующее: γ = 20…25° и α = 10…12°, а
в ОСТ 5.9569-74 даны рекомендации для фрез с пластинками из твердого сплава для
установки γ = 5…10° и α = 20…30°. Согласно общемашиностроительным нормативам
обработки полимерных композиционных материалов геометрия режущей части должна
находиться в пределах γ = 5…8° и α = 16…18°.
Режимы резания при фрезеровании полимерных композитов выбираются в
зависимости от требований шероховатости поверхности, производительности обработки и
стойкости инструмента. Литературные источники [4 – 6] позволяют выбрать оптимальные
режимы резания полимеров. Однако номенклатура обрабатываемых и инструментальных
материалов весьма ограничена.
Таким образом, поиск рациональных параметров процесса фрезерования полимерных
композиционных материалов является актуальной проблемой для промышленности. Целью
исследования является повышение эффективности обработки полимерных композиционных
материалов твердосплавным инструментом за счет установления рациональных режимов
фрезерования.
Методика экспериментального исследования
Для оценки эффективности фрезерования выбраны следующие параметры:
1. Качество обработанной поверхности стеклотекстолита, которое оценивалось
величиной шероховатости Ra. Она измерялась с помощью комплекса для изучения
топографии поверхности Zygo NewViewTM 7300;
2. Мощность резания фиксировалась в процессе обработки композиционных
материалов на измерительном приборе К506.
Для исследований применялась сборная фреза, которая имеет угол заострения β = 55°,
передний угол γ = 25° и задний угол α = 10°. [10 – 12]
В качестве инструментальных материалов выбраны вольфрамокобальтовые и
безвольфрамовые твердые сплавы марок ВК8, ВК3М и ВК15 поскольку они имеют
достаточно высокую теплопроводность, прочность, теплостойкость и твердость, широко
применяются в промышленности и рекомендуются для обработки высокопрочных
композиционных материалов.
Одним из перспективных и высокопрочных полимерных композиционных материалов
являются стеклотекстолиты, среди которых можно выделить следующие марки: СТЭФ,
СТЭФ-1, СТЭФ-У, СТЭБ, СТТ, СТ-ЭТФ и др. Для исследования был выбран
стеклотекстолит марки СТЭФ-1, поскольку он труднее поддается обработке резанием [13],