СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА Российский патент 2014 года по МПК B29C37/00 

Описание патента на изобретение RU2503538C1

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.

Похожие патенты RU2503538C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Еренков Святослав Олегович
  • Ри Хосен
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Ри Виталий Эрнстович
RU2518595C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
  • Щербина Денис Витальевич
RU2494864C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2013
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2526974C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2497670C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
RU2616705C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
RU2575723C1
Способ токарной обработки термопластичных полимерных материалов 2019
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
  • Каленский Андрей Михайлович
RU2722543C1
Способ сверления полимерных композиционных материалов 2018
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
RU2688108C1
Комбинированный способ токарной обработки заготовок из пластмасс 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
RU2638966C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Зеленов Максим Владимирович
RU2554142C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 503 538 C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА

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.

Формула изобретения RU 2 503 538 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2503538C1

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
RU2317196C1
СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - ГЕНЕРАТОР "ЭМИТОП" 1996
  • Чичерин Владимир Георгиевич
  • Тихонов Владимир Сергеевич
  • Карташев Анатолий Владимирович
RU2102233C1
СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ 2009
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Никишечкин Вячеслав Леонидович
  • Игумнов Валерий Павлович
  • Игумнов Павел Валерьевич
RU2422273C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ из БЕДНЫХФОСФОРНЫХ руд 0
SU189808A1

RU 2 503 538 C1

Авторы

Еренков Олег Юрьевич

Еренков Святослав Олегович

Ри Хосен

Богачев Анатолий Петрович

Ри Виталий Эрнстович

Даты

2014-01-10Публикация

2012-12-03Подача