Способ токарной обработки термопластичных полимерных материалов Российский патент 2020 года по МПК B29C37/00 

Описание патента на изобретение RU2722543C1

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из термопластичных полимерных материалов.

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, В29С 37/00, БИ №6, 2008).

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

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение физико-механических свойств изделий.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем обработку заготовок из термопластичных полимерных материалов, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, согласно изобретения, одновременно с резанием производят опережающее вакуумирование поверхности заготовки.

Применение операции опережающего вакуумирования поверхности заготовки из термопластичных полимерных материалов позволяет удалить свободную и связанную влагу, находящуюся внутри заготовки, и тем самым предотвратить процесс образования и развития микротрещин в структуре обрабатываемого материала.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа токарной обработки заготовки из термопластичных полимерных материалов.

Для реализации способа обработки заготовок из капролона используют следующее оборудование.

Заготовка 1 из капролона установлена в токарном станке с режущим инструментом 2. Для вращения заготовки имеется привод 3 и устройство подачи 4 режущего инструмента 2. Токарный станок оборудован отсасывающим элементом, в качестве которого используют насадку 5, установленную подвижно перед резцом 2 и соединенную с источником вакуума, например вакуумным насосом (на рисунке не показан). Рабочие поверхности насадки 5 образуют герметичный контакт с поверхностью заготовки 1.

Пример реализации способа.

Заготовку 1 из капролона закрепляют в токарном станке известным способом. Затем режущему инструменту 2 и насадке 5 сообщают движение, при котором производят вакуумирование поверхности заготовки 1 перед резцом и одновременно производят механическую обработку заготовки 1 режущим инструментом 2 с образованием стружки. В качестве материала заготовки 1 могут использоваться следующие термопласты: капролон, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен и др. Режимы токарной обработки и параметры вакуумирования устанавливают экспериментально.

В структуре термопластичных материалов имеются поверхностные и внутренние микротрещины, обусловленные спецификой технологии получения данных материалов. По этим трещинам происходит диффузия влаги в полимер из окружающей среды. Наличие влаги в структуре полимерного материала приводит к снижению степени межмолекулярного взаимодействия, и, следовательно, к снижению комплекса физико-механических свойств (прочность при растяжении и сжатии, твердость, прочность при статическом изгибе).

При точении происходит сжатие материала заготовки 1 под действие резца 2. Это является причиной развития новых и распространения имеющихся внутренних микротрещин за счет вынужденной диффузии влаги, что является причиной снижения физико-механических свойств обрабатываемого материала и впоследствии изделия из него изготовленного.

Применение операции опережающего вакуумирования поверхности заготовки 1 из термопластичных полимерных материалов позволяет удалить свободную и связанную влагу, находящуюся внутри заготовки, непосредственно перед резанием и тем самым предотвратить процесс образования и развития микротрещин в структуре обрабатываемого материала, что является необходимым условием для получения конечного изделия с высокими физико-механическими свойствами.

В отличие от аналогов предлагаемый способ обеспечивает производство изделий из термопластичных материалов с высокими физико-механическими свойствами за счет предупреждения развития и распространения микротрещин в структуре материала на основе опережающего вакуумирования поверхности заготовки.

Похожие патенты RU2722543C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2013
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2526974C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
RU2616705C1
Способ механической обработки заготовок из пластмассы, полимерных композиционных материалов и резины 2022
  • Зерщиков Константин Юрьевич
RU2807618C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2014
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Козлова Мария Андреевна
RU2574764C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
RU2497670C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Еренков Святослав Олегович
  • Ри Хосен
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Ри Виталий Эрнстович
RU2503538C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
RU2317196C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2012
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Богачев Анатолий Петрович
  • Еренков Святослав Олегович
  • Щербина Денис Витальевич
RU2494864C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Шакина Алена Сергеевна
  • Аникеева Олеся Владимировна
RU2626639C1
Комбинированный способ токарной обработки заготовок из пластмасс 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Яворский Даниил Олегович
RU2638966C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 722 543 C1

Реферат патента 2020 года Способ токарной обработки термопластичных полимерных материалов

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при механической обработке заготовок из пластмасс, преимущественно из термопластичных полимерных материалов. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение физико-механических свойств изделий. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем обработку заготовок из термопластичных полимерных материалов, при котором заготовке и режущему инструменту сообщают относительное движение формообразования, а подачу осуществляют дискретно, согласно изобретению одновременно с резанием производят опережающее вакуумирование поверхности заготовки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 722 543 C1

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 опережающее вакуумирование поверхности заготовки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2722543C1

СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КАПРОЛОНА 2016
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Шакина Алена Сергеевна
  • Аникеева Олеся Владимировна
RU2626639C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2010
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Еренков Святослав Олегович
  • Калита Георгий Александрович
  • Калита Евгений Георгиевич
RU2438872C2
RU 2006138533 A, 10.05.2008
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
  • Ивахненко Александр Геннадьевич
RU2328374C1
СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВКИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ 2004
  • Волков И.М.
RU2266813C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТМАСС 2006
  • Еренков Олег Юрьевич
  • Гаврилова Анна Владимировна
RU2317196C1
DE 3844338 A1, 05.07.1990.

RU 2 722 543 C1

Авторы

Еренков Олег Юрьевич

Яворский Даниил Олегович

Каленский Андрей Михайлович

Даты

2020-06-01Публикация

2019-11-19Подача