CC BY
44
допускаемых значений и, следовательно, металлоконструкции корпуса (для всех контрольных точек измерения) удовлетворяют условиям статической прочности.
Список литературы
1. ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия.
2. ГОСТ 25156-82. Металлы. Динамический метод определения характеристик упругости.
A.V.Kutergin, A.S. Yamnikov THE EXPERIMENTAL RESEARCHES OF THE PARAMETERS OF THE DEFLECTED MODE OF THE SIX-SIDED VESSEL
The experimental researches of the parameters of the deflected mode of hollow, six-sided vessel from sheet metal with one welded seam in the course of pneumotests, and pumping by using extensometer are conducted.
Key words: deformation, loading, pressure, durability, accuracy, nonflatness, the six-sided vessel.
Получено 20.01.12
УДК621.9.02.025
В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 37-33-30, imstulgu@pocta.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Л.А. Омельченко, канд. техн. наук, 8-10-380-629-50-31-48, ітаїліі-gu@pocta.ru (Украина, Мариуполь, МДТУ)
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ КОРЕШКОВ БУМАЖНЫХ БЛОКОВ
Рассматриваются различные аспекты операции торцового фрезерования и особенности процесса, отличающие его от традиционных фрезерных операций
Ключевые слова: бумага, фреза, шероховатость, качество, скорость резания.
Книги для «легкого чтения» занимают все больший объем в общем выпуске литературы.
Книгоиздатели такой литературы не рассчитывают на длительные сроки ее использования и в целях снижения производственных затрат ис-
пользуют бесшовные переплеты.
Качество таких переплетов во многом зависит от параметров корешков бумажных блоков, на которые наносится клей.
Главным является обеспечение шероховатости R2 200...500 мкм, отсутствие вырывов, гладкостей и т.п. отклонений от общего фона обработанной поверхности.
Наиболее приемлемым способом обработки является торцовое фрезерование [1, 2, 3, 4].
Экспериментально авторами исследовалась возможность использования: шлифования, иглофрезерования, традиционной разрезки длинными ножами, - торцовое фрезерование обеспечивает наиболее приемлемые результаты, но конструкция фрез отличается от инструментов для обработки металлов.
На рис. 1 показаны два варианта формы используемых твердосплавных пластин. Первый вариант имеет угол в плане р = 75°, второй р = 135°. При р = 75° резание неэффективно, т.к. инструмент больше отжимает срезаемый слой, чем его режет. Аналогом второго варианта является обычная ручная коса, которая режет «под корень» даже неплотно прилегающие друг к другу стебли.
Рис. 1. Схема фрезерования корешков бумажных блоков
Смещение режущей кромки на величину Н способствует использованию косоугольного резания всегда более эффективного, чем ортогональное, при котором режущая кромка располагается перпендикулярно вектору окружной скорости V. Проскальзывание вдоль режущей кромки, имеющее
место при косоугольном резании, очень эффективно, а использование больших углов в плане ф также этому способствует.
Торцовые фрезы имеют значительные диаметральные размеры ^-240 мм) и имеют рабочую частоту вращения порядка п = 1500 мин_1. Все это, с одной стороны, обеспечивает скорость резания V = 18,8 м/с, с другой, повышает требования к точности установки фрез на шпинделях бумагофрезерных станков. Торцовое биение 0,02 мм является идеально допустимым.
Снятие фрез на переточки и последующая установка на станок кроме дополнительных затрат времени также не способствуют точности установки и, как следствие, снижению торцового биения.
Резание бумаги - специфический процесс - такие понятия, как стружка, срезаемый слой, его толщина и т.п., - весьма условны.
Существенное отличие имеется и в самой зоне резания. На рис. 2 показан в сечении режущий элемент торцовой фрезы и листы бумаги в стопе, подлежащие обработке.
Стопа 1 с помощью прижимов 2 с технологическим зазором А фрезеруется с помощью режущих элементов 3.
3
Рис. 2. Режущий элемент торцовой фрезы в зоне резания
За счет отжатия срезаемых листов (стопа не является сплошным телом и разделена листами на слои, перпендикулярные плоскости рисунка) образуется зазор (рис. 2, а), который можно использовать в конструкции режущих элементов, изменив задний угол до нуля в пределах фаски /1 = 1...2 мм.
Фиска f2 = 1...2мм (рис. 2, б) укрепляет слабое место резца - его
вершину.
Такое изменение позволяет получить существенные преимущества при эксплуатации фрез.
Острота лезвия является доминирующим параметром, обеспечивающим заданную шероховатость поверхности корешков бумажных блоков. Радиус скругления режущей кромки более р = 0,05 мм неприемлем для фрезерования корешков бумажных блоков, а новые режущие элементы должны иметь р = 0,02 мм.
При переточках торцовая фреза всегда снимается с шпинделя станка и передается в соответствующее производственное отделение.
Практика эксплуатации торцовых фрез показывает, что при установке новой фрезы ее торцовое биение превышает 0,04 мм; что недопустимо, т.к. наиболее выступающие режущие элементы быстро изнашиваются, подача на зуб возрастает, а шероховатость обработанной поверхности также значительно возрастает.
Регулирование режущих элементов с целью снижения торцового биения до 0,02 мм требует наладчиков высокой квалификации (их практически нет в типографическом производстве) и, главное, остановки конвейера на время настройки.
При использовании режущих элементов с нулевыми задними углами появляется возможность восстанавливать режущие свойства фрез без снятия их со шпинделя. Для этого необходима незначительная модернизация фрезерной позиции.
На этой позиции необходимо установить регулируемый алмазный брусок, который вначале подводится под заднюю поверхность, потом сближается с ней, восстанавливает остроту режущей кромки и отводится в исходное положение.
Механизм установки алмазного бруска показан на рис. 3.
Алмазный брусок 1, установленный на поворотном устройстве 2, имеет возможность точного перемещения за счет дифференциального винта 3 в направлении стрелки S вдоль вертикальной стойки 4.
При отжиме фиксатора 6, прижатого плоской пружиной 5, имеется возможность поворота устройства 2 на 180° из исходного положения в рабочее и наоборот. Стойка 4 имеет продольные пазы для перемещения в вертикальном направлении и фиксации устройства в двух рассмотренных положениях.
Дифференциальный винт 3 имеет правую резьбу с шагами ^ = 2 мм и ¿2 = 1,35 мм. При повороте винта 3 на один оборот обеспечивается перемещение на разницу шагов Аt = 0,25 мм.
При 100 делениях лимба цена одного деления составляет
0,0025 мм, что вполне достаточно для точного перемещения алмазных брусков, которые имеют заходную фаску под углом 10°.
Ширина бруска должна перекрывать режущую кромку, а длина обеспечивать нахождение в контакте с бруском одновременно одного -двух зубьев с целью сохранения натяга в системе “брусок — затачиваемый инструмент”. Возможна установка на поворотном устройстве шлифовальной машинки с алмазным кругом.
Усилие сжатия стопы бумаги Рсж (см. рис. 1) не должно быть чрезмерным. Эксперименты показали, что уменьшение высоты стопы с 25 мм до 2 мм под действием силы Рсж вполне достаточно для выполнения
операции фрезерования. Реологические свойства бумаги таковы, что при сильном сжатии возникают значительные остаточные деформации, что неблагоприятно для склеивания и для возникновения зазора под задней поверхностью режущих элементов фрез.
На рис. 4 показано типичное изменение шероховатости Rz по толщине при фрезеровании стопы из типографской бумаги № 2. В начале стопы и ее середине (до 148 листов из 150) значения Rz находятся в приемлемом диапазоне, а на выходе происходит отрыв последних листов и шероховатость превышает верхний предел допустимых значений
Картина типичная, и устранить отрыв последних листов возможно при изменении технологического зазора 1. Обычно эта величина одинакова (см. рис.2) у обоих прижимов и составляет А=0,5 мм. Необходимо в начале
А
3
Рис. 3. Устройство для восстановления остроты фрез
(Rz =600).
стопы использовать это значение, а в конце стопы снизить его до Д=(0,3...0,2)мм.
то
жю
всю
600
400
200
& МКМ
1 ]
1
\\ -/ у Л
— - - — ЛлЛ г
20 40 ей ¿0
120 140
160
Количество л исто &
Рис. 4. Графики зависимости шероховатости от места расположения листа в стопе:
Л=0,5 мм; п=1500 об/мин; ВК10-ХОМ; Sz=0,5 мм/зуб;
-----новые режущие элементы;
------изношенные режущие элементы
Из множества марок твердых сплавов [3] лучшие результаты показал сплав ВК10ХОМ, более длительное время сохраняющий остроту лезвия в процессе эксплуатации.
Учет отмеченных особенностей позволяет рационально использовать бесшовные переплеты и не вызывать преждевременных нареканий покупателей.
Список литературы
1. Омельченко Л.А., Протасьев В.Б., Спиридонов Э.С. Влияние угла наклона режущей кромки на процесс резания бумажных блоков // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения «Технология 2002». Орел: ОрелГТУ. 2002. С. 107-112.
2. Омельченко Л.А., Протасьев В.Б, Спиридонов Э.С. Конструктивные параметры фрез и режимы резания при фрезеровании корешков бумажных блоков // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения. «Технология 2002». Орел: ОрелГТУ. 2002. С.113-119.
3. Омельченко Л.А. Выбор оптимальной марки твердого сплава при фрезеровании блоков бумажных изделий // Сборник научных трудов Меж-
дународной научно-технической конференции «Технологические системы в машиностроении». Тула: Изд-во ТулГУ. 2002. С. 159-163.
4. Омельченко Л.А., Протасьев В.Б. Конструкция торцовых фрез для обработки корешков бумажных блоков / Известия Тульского государственного университета. Сер. Технические науки. Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С.89-92.
V. B. Protasiev, L.A. Omelchenko
FEATURES OF TECHNOLOGY OF MILLING OF BACKS OF PAPER BLOCKS
Various aspects offace milling operation and the features of process distinguishing it from traditional milling operations are considered.
Key words: paper, a mill, a roughness, quality, speed of cutting.
Получено 20.01.12
