Разрезка изделий из композитов

Разрезку изделий из композитов применяют для получения тре­буемых размеров и форм изделий из листовых материалов, плит и обо­лочек.

Разрезка подобных материалов может быть произведена ленточ­ными и дисковыми пилами, дисковыми фрезами, абразивными и алмаз­ными кругами, струями жидкости высокого давления, лазерным лучом. Однако, если иметь в виду разрезку таких высокопрочных и труднооб­рабатываемых материалов, как стекло- и органопластики, то далеко не все из рекомендуемых методов могут быть эффективно применены. Так, ленточные и дисковые пилы, дисковые фрезы (даже твердосплав­ные) обладают весьма низкой стойкостью, разрезка с их помощью ма­лопроизводительна и не обеспечивает требуемого качества реза. Не всегда эффективна разрезка с помощью струй жидкости высокого дав­ления и лазерным лучом, особенно при больших толщинах (более 10 мм) разрезаемого материала. Поэтому наиболее эффективный ме­тод разрезки композитов - разрезка абразивными и алмазными кругами.

Разрезка изделий из стекло- и углепластиков абразивными кругами является одним из методов, обеспечивающих удовлетворительное ка­чество реза при относительно высокой производительности по сравне­нию с разрезкой твердосплавными фрезами. Для разрезки рекоменду­ется применять абразивные круги из карборунда на вулканитовой и, главным образом, на бакелитовой связках. Толщина круга 1-4 мм. Час­тота вращения 2500-3500 об/мин.

Характерной особенностью процесса разрезки стеклопластиков аб­разивными кругами является их интенсивное изнашивание, которое за­ключается как в выпадении отдельных зерен из-за интенсивного исти­рания связки, так и в изнашивании самих зерен из-за сильного абразив­ного воздействия наполнителя обрабатываемого материала. Кроме то­го, круг весьма интенсивно засаливается связующим и продуктами де­струкции полимера. Интенсивность засаливания падает пря обильном охлаждении обычной водой. Однако стеклопластики обладают свойст­вом водопоглощения, что приводит к изменению их характеристик. По­этому использование охлаждения в ряде случаев недопустимо, что су­щественно ограничивает область применения для разрезки абразивных кругов. В то же время, использование для разрезки стеклопластиков алмазных отрезных кругов показывает, что применение алмазного ин­струмента по сравнению с абразивным дает увеличение скорости, аследовательно, и производительности в 1,5-3 раза и стойкости в десят­ки раз при улучшении качества обработки. Кроме того, алмазные отрез­ные круги позволяют производить разрезку без охлаждения жидкостью. Поэтому наиболее целесообразным методом разрезки стекло- и угле­пластиков является разрезка алмазными отрезными кругами.

Разрезка изделий из боропластиков и гибридных материалов с до­бавлением слоев боропластика значительно затруднена по сравнению с разрезкой стекло- и углепластиков. Это объясняется чрезвычайно вы­сокой твердостью борных волокон, соизмеримой с твердостью таких абразивных материалов, как карбид кремния. Применение для разрезки боропластиков дисковых фрез (твердосплавных) и отрезных кругов из электрокорунда и карбида кремния недопустимо из-за их весьма низкой стойкости. Так, абразивные отрезные круги буквально на первых мину­тах работы интенсивно изнашиваются, теряя форму, что немедленно сказывается на качестве обработанной поверхности.

Наиболее производительно разрезку можно производить кругами из синтетических алмазов марок АС6 и АС15 на металлической связке М1. Зернистость кругов должна быть не ниже 250/200 с концентрацией 50-100%. Желательно применение обильного охлаждения. Рекомен­дуемая частота вращения круга 7000-9000 об/мин (при диаметре отрезного круга 200 мм), что соответствует скоростям резания до 70 м/с. Из­нашивание круга при разрезке боропластика происходит более интен­сивно, чем при разрезке стекло- и углепластика, причем износ зерна до его полного выпадения из поверхности круга достигает 40-50%.

Если разрезка стекло-, угле- и боропластика имеет много общего и отличается, главным образом, интенсивностью изнашивания алмазного отрезного круга, то разрезка органопластика обладает рядом специфи­ческих особенностей, объясняемых, в первую очередь, своеобразием состава органоволокнитов, представляющих собой полимер, наполнен­ный полимером. Высокая вязкость материала, сравнительно низкая те­плопроводность, повышенная теплоемкость значительно осложняют обработку. А отсутствие в составе органопластика абразивного напол­нителя определяет несколько другую природу износа абразивных и ал­мазных отрезных кругов.

Если при разрезке композитов с абразивным наполнителем изна­шивание круга происходит, главным образом, за счет истирания связки и выпадения отдельных зерен при сравнительно малом засаливании круга, то при резке органопластика основной причиной потери кругом режущей способности является его интенсивное засаливание - налипа­ние на поверхности зерен и в межзерновомпространстве продуктов разрушения материала и деструкции полимера.

Низкая теплопроводность материала (уже на расстоянии 0,15-0,20 мм от зоны резания температура материала близка к температуре окружающей среды) требует применения при разрезке обильного охла­ждения. Это вполне осуществимо при разрезке органопластика, так как этот материал обладает значительно большей водостойкостью по сравнению с другими композитами.

Использование для разрезки твердосплавных дисковых фрез неце­лесообразно из-за низкой производительности процесса и невысокого качества разрезки.