Wybrane zagadnienia obróbki wiórowej tworzyw sztucznych warstwowych (skrót)

M E C H A N I K A

Z . 61

G L I W I C E

1 9 7 7

SPIS TREŚCI

Str.

GENEZA I CEL P R A C Y ... 3

PRZEGLĄD LIT E R A TU R Y Ź R Ó D Ł O W E J ... 5

W ŁASNOSCI TW O RZYW SZTUCZNYCH W ARSTW OW YCH . . 7

PROCES S K R A W A N IA ... 13

ZUŻYCIE OSTRZA N A R Z Ę D Z IA ... 32

S IŁ Y S K R A W A N I A ... 41

TEM PERATU RA S K R A W A N I A ... 56

JAKOSC W Y R O B U ... 66

ZALECANE W A R U N K I S K R A W A N I A ... 74

SKRAW ALN O ŚC TW O RZYW SZTUCZNYCH W ARSTW OW YCH . 86 W N I O S K I ...93

L I T E R A T U R A ...95

S T R E S Z C Z E N I A ... 101

LITECHNIKA ŚLĄSKA

ZESZYTY NAUKOWE Nr 520

3 3 6 ' / ; 7 7

JAN DARLEWSKI

WYBRANE ZAGADNIENIA OBRÓBKI WIÓROWEJ TWORZYW SZTUCZNYCH WARSTWOWYCH

(SKRÓT)

PL ISSN 0434-0817

G L I W I C E 1 9 7 7

O PINIO D AW CY

Prof. dr inż. Jan K a cz m a rek P r o f. dr hab. inż. J e r z y B u rsa

REDAKTOR N A C ZE LN Y W YD A W N IC TW U CZELNIAN YC H PO LITE C H N IK I SLĄSKIEJ

Jan B a n d ro w sk i

REDAKTOR D ZIA ŁU Jan D a rlew sk i

SEKRETARZ REDAKCJI Jan Z n a m iro w sk i

Wydano za zgodą Rektora Politechniki Śląskiej

Dział Wydawnictw Politechniki Śląskiej Gliwice, ul. Kujawska 2

N a k ł. 130+85 A r k . w y d . 5,8 A r k . d ru k . 6,S P a p ie r o f f s e t , k l. I I I . 70x100, 70 g O d d a n o d o d ru k u 30 5.1977 P o d p is , d o d ru k u 2 9.1977 D ru k u k o ń c z, w e w r z e ś n iu 1977

Z a m ó w ie n ie 813/77 C en a z ł 15,

Skład, fotokopie, druk i oprawę

wykonano w Zakładzie Graficznym Politechniki Śląskiej w Gliwicach

D yn am iczn y r o z w ó j p r o d u k c ji i s to s o w a n ia tw o rz y w s z tu c z n y c h w r ó ż n y c h g a ł ę z i a c h g o s p o d a r k i spow odow ał p o t r z e b ę z a j ę c i a s i o z a g a d n ie n ie m i c h o b r ó b k i. S p o ś r ó d w s z y s t k ic h gatu n ków tw o rz y w s z t u c z n y c h , p o d le g a ją c y c h o - b r ó b o e , na s z c z e g ó ln ą uwagę z a s łu g u ją tw o rz y w a w arstw ow o zwano r ó w n ie ż l a ­ m in atam i 9 s to s o w a n e s z e r o k o ja k o m a t e r i a ł y e l e k f c r o i z o ł a c y j n e i k o n s t r u k ­ c y j n e . Produkowane są one p r z e w a ż n ie w p o s t a c i p ó łfa b r y k a t ó w , ja k n p . pJy- t y , r u r y lu b p r ę t y , za ś g o to w y w y ró b otrzy m yw a n y j e s t na d r o d z e d a l s z e j o b r ó b k i, z w y k le w ió r o w e j.

Do p r o d u k c ji t y c h tw o rz y w s to s o w a n e s ą ż y w ic e u tw a r d z a ln e fe n o lo w o - fo r m a ld e h y d o w e , ep o k sy d o w e, m elam in ow e, p o l i e s t r o w e , s i l i k o n o w e i p o l i u ­ r e t a n o w e , za ś ja k o n o ś n ik i p a p i e r , t k a n in y z w łó k ie n b a w e łn ia n y c h , s y n t e ­ t y c z n y c h , s z k la n y c h i a z b e s to w y c h , m aty i pasma z w łók n a s z k la n e g o o r a z a r k u s z e t e k t u r y a z b e s t o w e j.

T a b l i c a 1

W a ż n ie js z e w y ro b y z tw o rz y w w arstw o w ych Ż y w ic a

N o ś n ik

F e n o lo w o - f o r m a ld e -

hydowa F

M ela m i­

nowa M

P o l i e s t r o ­ wa

P

Epoksy - dowa

E

S i l i k o ­ nowa

S p a p i e r c e lu lo z o w y

Pc

P , P d , P f , R z , L

Pd Rz

p a p ie r a z b e s to w y

Pa (l)

P P

tk a n in a c e lu lo z o w a T c

P ,R z ,L j p j . t « ) . P , Rz

t k a n in a n y lo n o w a

Tn ( b ) t k a n in a s z k la n a

Ts P , R p, H z ,

L ? Ł ) r ! ’

P , P f , R p , R z . L

P .R p .R z L tk a n in a a z b e s to w a Ta ^p, ( R ) ,

(l)

( P )

m aty s z k la n e Ms (p) ( p ) p ( P )

pa s ma s zk.1 ane

( r o v i n g ) Rs

( Rz ) , ( L c ) ( P c )

( R z ) , ( L c )

( R z ) ^{, ( Lc} ( P c ) P - p ł y t y pra so w an e Pd - p ł y t y d e k o r a c y jn e

P f - p ł y t y f o l i o w a n e m ie d z ią Pc - p ł y t y CBAM

R - r u r y Rp - r u r y p rasow an e

Rz - r u r y z w ija n e L - p r ę t y i l i s t w y p ra so w an e L c - p r ę t y c i ą g ł e W yroby k r a jo w e wg k a t a lo g u ZPTS " E r g " [63^{] .} W yroby n iep ro d u k o w a n e w k r a ju podano w n a w ia s ie .

- k -

B a d a n ia p ro c e s ó w o b r ó b k i skraw aniem tw o rz y w s z t u c z n y c h w arstw o w ych p r o ­ w adzone są na P o l i t e c h n i c e ś l ą s k i e j w G liw ic a c h od k ilk u n a s t u l a t . D l a p o ­ t r z e b p rz e m y s łu o p ra co w a n o , w o p a r c iu o o b s z e r n e b a d a n ia , norm atyw y ź r ó ­ d ło w e d ob oru warunków s k ra w a n ia t y c h tw o rz y w d l a t o c z e n i a [3 6 ], w i e r c e n i a

[3 2 ] i p r z e c i n a n i a p i ł a m i ta r c z o w y m i . N i n i e j s z a r o z p r a w a s ta n o w i pró­

b ę u o g ó l n i e n i a w yn ików d o ty c h c z a s o w y c h p r a c w t e j d z i e d z i n i e .

C elem poznawczym p r a c y j e s t p r z e d s t a w i e n i e p r o c e s u s k ra w a n ia tw o rz y w s z t u c z n y c h w arstw o w ych w u j ę c i u kom pleksow ym , z u w z g lę d n ie n ie m s p e c y f i k i budowy tw o rz y w a .

Celem u t y l i t a r n y m j e s t o k r e ś l e n i e n a jw a ż n ie js z y c h z a l e ż n o ś c i t e c h n o l o ­ g ic z n y c h , m ogących s t a n o w ić p o d s ta w ę do o p t y m a l i z a c j i o b r ó b k i t y c h tw o ­ r z y w .

W p r a c y s ta r a n o s i ę s to s o w a ć n o m e n k la tu r ę p r z y j ę t ą w p odstaw ow ej l i t e r a ­ t u r z e z z a k r e s u o b r ó b k i w ió r o w e j Q6lJ , z u w z g lę d n ie n ie m z a l e c e ń CIRP [62] . J e d n o s t k i w s z y s t k ic h om awianych w i e l k o ś c i f i z y c z n y c h podano w u k ł a d z i e S I, j e d y n i e c z a s o k r e ś la n o r ó w n ie ż w m in u ta ch lu b g o d z in a c h . P r z y k o r z y s t a ­ n iu z dan ych l i t e r a t u r o w y c h obok je d n o s t e k S I p o z o s ta w io n o n i e r a z je d n o s t ­ k i u k ła d u t e c h n ic z n e g o z g o d n ie z o r y g in a łe m .

W o s t a t n im ć w ie r ć w ie c z u p o j a w i ł a s i ę na ś w i e c i e ogrom na i l o ś ć p u b lik a ­ c j i d o t y c z ą c y c h w ł a s n o ś c i , t e c h n o l o g i i i m o ż l i w o ś c i u ż y tk o w a n ia tw o rz y w s z t u c z n y c h . W śród t e j la w in y i n f o r m a c j i n i e p r o p o r c j o n a l n i e m a ły u d zia ł s t a ­ n o w ią je d n a k p o z y c j e t r a k t u j ą c e o o b r ó b c e tw o rz y w s z t u c z n y c h .S p o ś r ó d t y c h p u b l i k a c j i w ię k s z o ś ć s t a n o w ią o p r a c o w a n ia o c h a r a k t e r z e p ra k ty c z n y m , p o ­ d a ją c e w s k a zó w k i d o t y c z ą c e warunków o b r ó b k i o g ó l n i e o k r e ś lo n y c h g ru p lu b rodzajów tw o rz y w s z t u c z n y c h . N i e l i c z n e t y l k o p o z y c j e o d n o s zą s i ę do k o n ­ k r e t n y c h gatu n ków tw o r z y w . P r z y k ła d o w o w t a b l i c y 2 p r z e d s t a w io n o s t a n l i ­ t e r a t u r y d o t y c z ą c e j o b r ó b k i sk raw an iem tw o rz y w w a rs tw o w y c h . P u b l i k a c j e p o d z ie lo n o na t r z y g r u p y , w z a l e ż n o ś c i od s t o p n ia s z c z e g ó ł o w o ś c i o p r a c o w a ­ n i a . W g r u p i e A u j ę t o p r a c e o r y g i n a l n e - w tym d o k t o r s k i e - p r z e d s t a w ia ­ ją c e m a t e r i a ł ź r ó d ło w y z badań w ła s n y c h , w g r u p i e B p r a c e p r z e g lą d o w e r e f e r u j ą c e d an e ź r ó d ło w e , z a ś w g r u p i e C p r a c e o c h a r a k t e r z e p o r a d n ik o ­ wym, p o d a ją c e z a le c a n e w a ru n k i o b r ó b k i, c z ę s t o n a w et b e z p o w o ła n ia s i ę na

ź r ó d ł a . N a le ż y z a u w a ży ć , ż e n i e j e d n o k r o t n i e w ł a s n o ś c i tw o rz y w o t e j sam ej n a z w ie , l e c z w y tw a r z a n y c h p r z e z r ó ż n y c h p ro d u c e n tó w , w y k a z u ją d u że r o z ­ b i e ż n o ś c i . S tą d tr u d n o n i e r a z z n a l e ź ć w l i t e r a t u r z e z a g r a n i c z n e j o d p o ­ w i e d n i k i gatu n kó w k r a jo w y c h . B ra k k o m p le t n o ś c i dan ych o d n o ś n ie c e c h m ate­

r ia ł o w y c h p ow o d u je w ię c d u że r o z b i e ż n o ś c i w z a le c a n y c h w arunkach o b r ó b k i [2**] [ j 0 7 ] . A n a l i z u j ą c t a b l i c ę 2 można s t w i e r d z i ć , ż e d l a s z e r e g u gatu n ków tw o rz y w i r o d z a jó w o b r ó b k i b r a k j e s t z u p e ł n ie dan ych l i t e r a t u r o w y c h , za ś o p racow a ń p e łn o w a r t o ś c io w y c h j e s t n i e w i e l e .

T a b l i o * 2 Z e s t a w io n i* w a ż n i e j s z e j l i t e r a t u r y d o t y c z ą c e j o b r ó b k i skraw aniem tw o rz y w s z t u c z n y c h w arstw o w ych . L i c z b y o d o o w ia d a ją p o z y c jo m s p is u l i t e r a t u r y L i t e r y o k r e ś l a j ą r o d z a j o p r a c o w a n ia : A - p r a c e ź r ó d ło w e z budań w ła s n y o h (w tym d o k t o r s k i e ) , B - p r a c e p r z e g lą d o w e z badań w ła s n y o h i l i t e r a ­ t u r y , C - z a le c a n e w a ru n k i s k ra w a n ia .

R 0d z a j o b r ó b k i s k r a w a xi i e m p r z e ć i n a n i e

s t r u g a ­ n i e i d ł u t o ­ w a n ie

p o g ł ę ­ b i a n i e i r o z - w ie r o a - n i e

g w in t o ­ w a n ie H o d z a j tw o rzy w a p ił a m i

ta rc z o w y m i

p i ł a m i taśmowymi

ś c i e r n i -

cam i t o c z e n i e w i e r c e n i e Г r e z o w a n ie

s z l i f o ­ w a n ie

p a p ie ro w e c e lu lo z o w o - f e n o lo w e

Л - 3 4 , 4 6 , 8 4 , 104 B -6 4 ,105 C - 1 0 , 1 7 ,2 0 ,7 2 ,

8 1 ,1 0 1 ,1 1 5 , 1 1 9 , 1 2 1 , 1 27 ; 1 29.132

C - 1 0 ,7 2 ,8 1 , 1 0 1, 1 1 5, 119, 127.

132

B - 6 4 , 105 C -20

A - 3 6 , 6 9 , 7 0 , 100, 107

B - 6 4 , 1 0 5 ,1 1 9 ,1 2 2 c -6,1 7,2 0,7 2,8 1,

8 2 ,1 0 1 ,1 1 5 , 121.132

C -6, 54, 72

A - 9 , 3 2,56 B - 6 4 , 1 0 5 .1 1 9 ,1 2 2 c - 6 ,1 7,2 0,7 2,7 7, 8 0 ,8 1 ,1 0 1 ,1 2 1 , 132

B-105 C-20

C - 6 , 80 A—4 1 ,56,104 B - 7 6 ,1 0 5 ,1 1 9 ,

122 C - 2 0 ,7 2 ,8 1 ,

9 7 ,1 0 1 ,1 1 5 , 121

B-105 C - 7 2 , 121

la m in a t y d e k o r a c y jn e C-45 C-45 C-45

tK a n in o v e b a w e ln i.a n o - le n o lo w o

A - 3 4 ,4 6 ,5 8 ,1 0 4 , B-105

C - 2 0 , 1 0 1 ,1 1 5 , 119,121

B--105 C - 2 0 . 101,

115,119 121

B-105

C - 2 0 , 121 A - 3 ó , 4 7 , 5 7 ,10 0, 1 0 2 ,1 0 7 ,1 2 4 , B - 6 4 , 1 0 5 ,1 1 9 , 122 C - 2 0 , 1 0 1,115,121

A - 102 C -2 0 , 121

A - 9 , 3 2 ,5 6 ,1 0 2 B - 6 4 , 1 0 5 ,1 1 9 ,1 2 2 C - 2 0 , 101,121

B-105 C-20

A - 4 1 ,56,1 0 2 , 104 B - 7 6 , 105,119,

122 C - 2 0 , 101 ,1 1 5 ,

121

B-105 C - 2 0 , 121

tk a n in o w e b a w e łn ia n e -

-m elam in ow e A-6 5

B - 6 4 , 122 C -127 tk a n in o w e n y lo n o w o -

- fe n o lo w e

C - 6 , 80 C-80 C-80

la m in a t y na n o śn ik u szklan ym ( b e z o k r e ś ­ l e n i a Ż y w ic y )

C - 4 4 ,5 4 ,7 7 ,1 0 1 , 1 0 3 ,1 0 6 ,1 1 5 , 128,134

C - 1 0 3 , 115, 1 1 9,1 2 8, 132

B -105 C—2 ,1 0 .1 7 ,

4 4 ,4 9 ,7 7 8 8 ,1 1 9 , 127.128

C - 1 7 ,4 4 .7 7 ,8 1 , 1 0 1,10 3,10 6, 1 0 8 ,1 2 8 ,1 3 4

C -6,10 6, 129

C - 6 , 1 7 ,4 4 ,4 9 , 8 1 ,8 8 ,1 0 1 ,1 0 6 , 128

B-105 C -6, 106 119

C - 7 7 .8 1 ,1 0 1 , 1 0 6,128,134

B-105 C-88

s z k ł o - f e n o l o w e A - 2 2 ,2 3 ,3 4 ,5 8 , 84

B -6 4, 105 C - 2 0 ,121

C - 8 0 ,121 B -64 C - 2 0 , 121

A - 2 3 , 3 6 ,7 1 ,7 9 , 9 7 ,9 8 ,9 9 ,1 0 0 , 1 0 7 ,1 1 7 ,1 1 8 D - 6 4 ,1 0 5 ,1 1 9 » 122 C -1 15.121

A - 7 , 1 5 ,3 2 ,8 0 B - 6 4 ,9 0 ,1 0 5 ,

119,122 C - 2 0 , 121

B-90 B-59 A -5 8, 104 B - 9 0 , 105,119,

122 C - 2 0 , 115,121

Ć-121

s z k ł o —-melaminowe Л - 3 4 . 84 B-64 C-6 Л-32

j> z k ło -e p o k s y d o w e \ - 3 4 , 84 B - 3 9 , 105

A - 2 8 . 2 9 , 3 0 ,3 6, 5 0 ,7 9 ,9 8 ,9 9 , 107,131 B - 1 0 5 ,119 C-6

a- 7 , 3 2 ,8 9 B - 9 0 , 1 0 5 ,1 1 9 ,1 2 2

B-90 3 -59 B -8 9 ,9 0 ,1 0 5 , 122 C-119

s z k ł o - p o i i e s t r o w e B-64

C-1 30 ^{C-51 B-64}C -2 ,5 1 ,6 7

A-9 8 C-51

A-9 B-105 c~*5i

C-51

s z k ł o - s i l i k o n o w e A-9 8

B -122 C-6

a z b e s t o w o - fe n o lo w e B-105 B-105

C-20

c-2 0 B-105

3 .1 . C z y n n ik i w p ły w a ją c e na w ł a s n o ś c i la m in a tó w

T w orzy w a s z t u c z n e w arstw ow e n a l e ż ą do m a t e r ia łó w o z ł o ż o n e j b u d o w ie , i c h w ł a s n o ś c i z a l e ż n e s ą od c e c h p o s z c z e g ó ln y c h s k ła d n ik ó w , i c h u d z ia łó w p r o c e n to w y c h i o r i e n t a c j i o r a z s z e r e g u c z y n n ik ó w t e c h n o lo g ic z n y c h , z w ią ­ za n ych z p ro ces em p r o d u k c j i . I l o ś ć n i e z a l e ż n y c h c z y n n ik ó w d e c y d u ją c y c h o w ła s n o ś c ia c h m a t e r i a łu w y n o s i ponad d w a d z ie ś c ia ( r y s . 3 « l ) .

S z c z e g ó l n i e w a żn e d l a w ł a s n o ś c i tw o rz y w w a rs tw o w ych s ą z ja w is k a z a c h o ­ d z ą c e na p o w ie r z c h n ia c h s ty k u ż y w ic y z n o ś n ik ie m . W ie le z n ic h j e s t j e ­ s z c z e n i e d o s t a t e c z n i e zb a d a n ych i b r a k d o tą d p r z y j ę t e j j e d n o l i t e j t e o r i i w y j a ś n i a j ą c e j m ech anizm y o d d z ia ły w a ń z a c h o d z ą c y c h na p o w ie r z c h n i g r a n i c z ­ ne j .

C h a r a k t e r y s t y c z n ą c e c h ą tw o rz y w w a rstw o w ych j e s t a n i z o t r o p i a . W k a ż ­ dym r o d z a ju la m in a tó w można w y r ó ż n ić dwa g łó w n e k i e r u n k i , p r o s t o p a d ł y i r ó w n o le g ł y do w a r s tw , w z d łu ż k t ó r y c h w y s t ę p u ją e k s t r e m a ln e r ó ż n i c e w ła s n o ­ ś c i . P o n a d to d l a tw o rz y w n a n o ś n ik a c h w ł ó k n is t y c h mogą w y s tę p o w a ć k ie r u n ­ k i z r ó ż n ic o w a n y c h w ł a s n o ś c i w p o w ie r z c h n ia c h r ó w n o le g ł y c h do w a r s tw , z a ­ l e ż n i e od kierunkó\\r u ł o ż e n i a w ł ó k ie n . N a j w y r a ź n i e j z a c h o d z i t o d l a tw o ­ rz y w o je d n o k ie ru n k o w ym u ł o ż e n iu w ł ó k ie n , c z ę s t o sp otykan ym p r z y u ż y c iu n o ś n ik a w p o s t a c i pasm. P r z y s to s o w a n iu n o ś n ik ó w w p o s t a c i t k a n in i s t n i e ­ j e z r ó ż n ic o w a n ie w ł a s n o ś c i w k ie r u n k a c h w z d łu ż osn ow y i w ą tk u , p r z y czym r ó ż n i c a e k s t r e m a ln y c h w a r t o ś c i z a l e ż y od s p l o t u t k a n in y . U z y s k a n ie o r t o - t r o p i i ( t j . i z o t r o p i i na p o w ie r z c h n ia c h w a r s tw ) o s i ą g a s i ę p r z e z s to s o w a ­ n i e n o ś n ik ó w a r k u s z o w y c h , j a k p a p ie r u , mat o n ie z o r ie n to w a n y m u k ł a d z i e c i ę ­ t y c h w ł ó k ie n w z g l ę d n i e t k a n in o s p l o c i e p łó c ie n n y m , u k ła d a n y c h k o l e j n o w a rstw a m i z o r ie n t o w a n y m i w z a je m n ie pod o k r e ś lo n y m k ą tem , n p . = ^ 5 ° . P r z y ­ k ła d o w o na r y s . 3 .2 p ok aza n o d l a r ó ż n y c h la m in a tó w z a l e ż n o ś ć w y t r z y m a ło ­ ś c i na z g i n a n i e od k ą t a d z i a ł a n i a o b c i ą ż e n i a w zg lę d em o r i e n t a c j i n o ś n ik a .

3 .2 . W ła s n o ś c i m e c h a n ic zn e

W ła s n o ś c i m e c h a n ic zn e tw o rz y w można o c e n ia ć na p o d s t a w ie w y k res ó w z a ­ l e ż n o ś c i o d k s z t a ł c e n i a od o b c i ą ż e n i a , z p r z e b ie g u l i n i i w n io s k u ją c o c h a ­ r a k t e r z e o k d s z t a ł c e ń . Z a s a d n ic z ą r o l ę w p r z e n o s z e n iu n a p r ę ż e ń o d g ry w a n o ś­

n i k . Z s z e r e g u p r z e p r o w a d z o n y c h badań [8 7 , 120, 135# 19» 1# 92 J w y n ik a , ż e l i n i o w ą z a l e ż n o ś ć o b c i ą ż e n i a od w y d łu ż e n ia p r a w ie a ż do o s i ą g n i ę c i a g r a n i c y w y t r z y m a ł o ś c i z a c h o w u ją t y l k o la m in a t y na n o ś n ik u s zk la n y m , o b c i ą -

_______ I

k o n s ty tu c y jn e fo ls t o r y c z n e / l aktywne / te ra ź n ie js z e / |

| s tru k tu ra ln ej [tech n o lo g iczn e

żyw ica

\ u d z ia ł %\-

|rodzaj |

— \g atunek[

— | m odyfikator|

z a n ie c z y s z c z e ­ n ia 1 wady

| włóknisty |arkuBzowy|

stru k tu ra chemiczna

— | rodzaj[

| gatunek|

— | średnlcT]

— | apretura]

— | długość]

— |aPr8tara|

|papier)

|sposób formowania) |obróbka c ie p ln a ]

—[r o d z a j 1

—[p o s ta ć ]

metody kon­

taktowe

| nawijanie| | prasowanle|

l parametry

utwardzania [n a c ią g nośnika|

—[ro d z a j]

—| gatunek]

—| grubość]

—| w ilg o t n o ś ć [

rozmiesz-H

czenie

[tem peratura |—

o b c ią ż e n ie ] o d k s z ta łc e n ie

—|rodzaj~[

— [ś r e d n lc T ]

— [ l i c z b a w łó k ie n ]

—| n ić

—|wielłcość|

s k r ę t,k ie r u n e k , zwojność

układ pasm 1

-[grubość warstw]

- l l l c i b a włó k la n l

- [a p re to ra ]

J -^{tk anina}

—|długość n lc l|

L-jgruboać warstw]

strumień c ie p ła

splot |

-[grubos?]

4 układ warstw

ip retu ra |

—[k ieru nek )

—jczaa d z ia łe n la “]

—|prędkcść |

gatunek _ medium

[s tę ż e n ie ]-

tem peratura ośrodek Iprom leniowa-

o to c z e n ia /atm osfera/ jn ie

Irod za j 1---

|natężenie|—

prędkość nagrzew ania

p o d z ia łk a w ąt-

ku i obcowy

R y s . 3 -1 . C z y n n ik i w a ru n k u ją c e w ł a s n o ś c i la m in a tó w

ża n e w z d łu ż w ł ó k ie n . D la in n y c h ty p ó w w z m o c n ie n ia włóknem s zk la n y m k rz y w a r o z c i ą g a n i a s k ła d a s i ę z dwóch o d c in k ó w p r o s t y c h o różn ym n a c h y le n iu i c z ę s t o j e s z c z e z k o ń c o w e j c z ę ś c i k r z y w o l i n i o w e j [7 3 ,7 8 ,1 2 5 ,9 5 ] ( r y s . 3 * 3 ) .

R y s . 3 . 2 . W y tr z y m a ło ś ć n a z g i n a n i e l a - R y s . 3 -3 . W ykres r o z c i ą g a n i a l a ­ m in ató w s z k ł o - p o l i e s t r o w y c h [ 3 ] m in a tó w s z k ł o - p o l i e s t r o w y o h N o ś n ik : a - pasma je d n o k ie r u n k o w e , b - N o ś n ik : 1 - t k a n in a t 7 3 ] , 2 - ma- t k a n in a o s p l o c i e satynowym s k o ś n y m ,c - t a [ 7 3 ] , 3 - m ata o r ie n to w a n a [78J t k a n in a o s p l o c i e p łó c ie n n y m , d - m ata.

Oś x - k ie r u n e k os n o w y , oś y — k i e r u ­ n ek w ątku

R y s . 3 - 4 . Z a le ż n o ś ć w y t r z y m a ł o ś c i na r o z c i ą g a n i e 8u i ś c i s k a n i e RQ i z g i ­ n a n ie R o r a z m odułu s p r ę ż y s t o ś c i E od te m p e r a tu r y

1 - la m in a t tk a n in o w y s z k ło - e p o k s y d o w y G -E tr o n a x Ep11 w z d łu ż osn ow y [2 9 ] , 2 - la m in a t tk a n in o w y s z k ło - e p o k s y d o w y C e v a u s it - 5 7 w z d łu ż osnowy [50] ,3 - la m in a t tk a n in o w y s z k ł o - f e n o l o w y KACT w z d łu ż osn ow y '■* - la m in a t t k a ­ n in o w y s z k ł o - f e n o l o w y B §T-C w z d łu ż osn ow y [5] , 5 - t ła ó z y w o s z k ł o - f e n o l o - we AP-4B [85] , 6 - t ł o c z y w o s z k ł o —ep ok syd ow e 3 3 -1 8 —C , 7 - la m in a t t k a ­ n in o w y p o l i e s t r o w o —s z k la n y [ l 2 8 ] , 8 — la m in a t tk a n in o w * s z k ł o —fe n o lo w y fo r ­

mowany p r ó ż n io w o i u tw a r d z o n y w t e m p e r a t u r z e t = 523 K ~ 25O [7 5 ]

- 10 -

K oń ce obu o d c in k ó w p r o s t y c h o d p o w ia d a ją o s i ą g n i ę c i u p i e r w s z e j i d r u g i e j g r a n i c y p r o p o r c j o n a l n o ś c i . P ie r w s z a g r a n i c a p r o p o r c j o n a l n o ś c i zw ią z a n a j e s t z lo k a ln y m u tr a c e n ie m a d h e z j i ż y w ic y do w łó k n a s z k la n e g o i w za jem n y­

mi p r z e s u n ię c ia m i w t w o r z y w ie . P o w s ta ją w te d y m ik r o p ę k n ię c ia w ż y w ic y i na p o w ie r z c h n i w ł ó k ie n , a n aw et p ę k n i ę c i a n i e k t ó r y c h w łó k ie n z powodu nierów^- n o m ie m e g o i c h o b c i ą ż e n i a . E fek tem w izu a ln y m t e g o bywra zm iana p r z e j r z y ­ s t o ś c i tw o rz y w a . C zę ść k r z y w o lin io w a w y k resu może od p ow ia d a ć stanom : s p r ę ­ ży s te m u , a n a w et p la s ty c z n e m u .

W m ia r ę p o d w y ż s z a n ia te m p e r a tu r y z a c h o d z i o b n iż e n ie w ł a s n o ś c i w y t r z y ­ m a ło ś c io w y c h i m odułu s p r ę ż y s t o ś c i ( r y s . 3 . ^ ) .

W z ro s t p r ę d k o ś c i o d k s z t a ł c a n ia lu b o b c i ą ­ ż a n ia p o w o d u je b a r d z i e j s tr o m y p r z e b i e g krz>»- wych o b c i ą ż e n i e - o d k s z t a ł c e n i e , s k r ó c e n ie

c z ę ś c i k r z y w o l i n i o w e j i p o d w y ż s z e n ie w y t r z y ­ m a ło ś c i ( r y s . 3 . 5 ) o r a z modułu s p r ę ż y s t o ś c i , p r z y czym w y t r z y m a ło ś ć w z r a s t a a s y m p to ty c z ­ n i e do w a r t o ś c i g r a n i c z n e j ( r y s . 3 . 6 ) . Wpływ w z r o s t u p r ę d k o ś c i o d k s z t a ł c a n ia na w ł a s n o ś c i m ech a n iczn e tw o rz y w w arstw o w ych j e s t w ię c p r z e c iw n y do wpływu w z r o s tu te m p e r a tu r y .

P r z y r o z p a t r y w a n iu w ła s n o ś c i m e c h a n ic z­

n y ch tw o rz y w w arstw o w ych n i e można pom inąć i c h c e c h r e o l o g i o z n y c h . O b serw u ją c w y k re s y c y k l i c z n e o d k s z t a ł c e n i a , p r z y o b c ią ż a n iu i o d c ią ż a n iu ja k o f u n k c j i c z a s u ( r y s . 3 . 7 ) ,m o ż- R y s . 3.5# Wpływ p r ę d k o ś c i

o b c ią ż a n ia v na p rz e b ie g z a l e ż n o ś c i o d k s z t a ł c e n i a od o b c i ą ż e n i a . L i n i ą k r e ­ skową o z n a c z o n o o b w ie d ­ n i ę w y t r z y m a ło ś c i R, od ­ p o w ia d a ją c y c h o k r e ś lo n y m p rę d k o ś c io m o b c i ą ż e n i a [5J

R y s . 3 . 6 . W ykres z a l e ż n o ś c i w y tr z y m a ło ­ ś c i na ś c i s k a n i e Rc od p r ę d k o ś c i o b c i ą ­

ż a n ia vS L 5 ].

1 - la m in a t tk a n in o w y s z k ł o - f e n o l o w y G $ l'- C p r o s t o p a d le do w a rs tw ( ? ) i wzdłuż osnow y ( o ) , 2 - la m in a t s z k ł o - f e n o l o w y

CBAM p r o s t o p a d le do w a rs tw

R y s . 3 .7 . W ykres c y k lu o b c ią ­ ż e n i a i o d c i ą ż e n i a p r z y ś c i - . s k a n iu w u k ł a d z i e o d k s z t a ł c e ­ n i e - c z a s d l a la m in a tu t k a ­ n in o w eg o s z k ł o - f e n o lo w e g o KACT-B w z d łu ż w ątku p r z y na­

p r ę ż e n ia c h o w a r t o ś c i D = 90 kN/m2 [5]

na w y r ó ż n ić c z t e r y o d c i n k i : OA - s z y b k ie o b c i ą ż e n i e z e s t a ł ą s z y b k o ś c ią o d k s z t a ł c e n i a , AB - p e ł z a n i e (p o w o ln y w z r o s t o d k s z t a ł c e n i a p r z y s ta ły m ob­

c i ą ż e n i u ) , BC - s z y b k ie o d c i ą ż e n i e i CD - o d w ro tn e p e ł z a n i e (n a w r ó t ) . C a ł­

k o w it y z a n ik o d k s z t a ł c e n i a w o k r e ś lo n y m c z a s i e po o d c ią ż e n iu ś w ia d c z y o le p k o - s p r ę ż y s t y m o b s z a r z e o d k s z t a ł c e ń tw o iz y w a , z a ś p o z o s t a j ą c e o d k s z t a ł ­ c e n i e t r w a ł e o o s i ą g n i ę c i u o b s z a r u o d k s z t a ł c e ń p la s t y c z n y c h .

3 .3 . W ła s n o ś c i t e r m ic z n e

I s t o t n ą c e c h ą tw o rz y w w a rsta w o w y ch j e s t n is k a p rz e w o d n o ść c i e p l n a , k i l - k a s e t r a z y m n ie js z a n i ż n p . u s t a l i , c o s ta n o w i g łó w n ą p r z y c z y n ę z n a c z n e ­ go n a g r z e w a n ia s i ę n a r z ę d z i p r z y i c h s k ra w a n iu . W ła s n o ś c i t e r m ic z n e z m ie ­ n i a j ą s i ę z e w z r o s te m te m p e r a tu r y i w y k a z u ją w y ra źn ą a n i z o t r o p i ę . Z m n ie j­

s z a n ie s i ę c i e p ł a w ła ś c iw e g o i w s p ó łc z y n n ik a p r z e w o d z e n ia c i e p ł a w z a k r e ­ s i e t e m p e r a tu r 52 0-7 7 0 K d l a tw o rz y w ep o k syd ow ych w y n ik a z g o r s z e j p r z e ­ w o d n o ś c i o i e p l n e j g a z ó w , j a k i e p o w s t a ją w p o r a c h tw o rz y w a w c z a s i e j e g o d e s t r u k c j i Q l 3 ] . In te n s y w n o ś ć r o z k ła d u tw o rz y w a z a l e ż y n i e t y l k o od tem ­ p e r a t u r y , a l e r ó w n ie ż od s z y b k o ś c i n a g r z e w a n ia , c i ś n i e n i a i r o d z a ju o ś r o d ­ k a .

3 .4 . W ła s n o ś c i e l e k t r y c z n e

Tw orzyw a w a rstw o w e w y k a z u ją zn a k o m ite w ł a s n o ś c i d i e l e k t r y c z n e i są pow­

s z e c h n ie s to s o w a n e ja k o m a t e r i a ł y e ł e k t r o i z o l a c y j n e . W s p ó łc z y n n ik s t r a t d i e l e k t r y c z n y c h o r a z s t a ł a d i e l e k t r y c z n a w y k a z u ją z a le ż n o ś ć od te m p e r a tu ­ r y i s t o p n ia u t w a r d z e n ia ż y w ic y o r a z k ie ru n k o w o ś ć w zg lęd em l a m i n a c j i . N a j ­ le p s z e w ł a s n o ś o i d i e l e k t r y c z n e w y k a z u ją la m in a t y s i l i k o n o w e , n a j g o r s z e za s f e n o lo w e , o d w r o t n ie n a to m ia s t k s z t a ł t u j ą s i ę i c h w ł a s n o ś c i m ec h a n ic zn e ( t a b l i c a 3 ) .

12

1• ' ' OgóJna o h a r a k i e r y s t y k a p r o c e s u s k ra w a n ia p o lim e ró w

S k ra w a n ie j e s t p ro cesem b a r d z o z ło ż o n y m , g d y ż j e g o p r z e b i e g j e s t u z a ­ l e ż n i o n y od w i e l u c z y n n ik ó w z w ią z a n y c h z m a te r ia łe m o b r a b ia n y m ,n a r z ę d z ie m , o b r a b ia r k ą i warunkam i s k ra w a n ia ( t a b l . 4 .1 ) . S c h a r a k t e r y z o w a n ie t e g o p r o ­ c e su wymaga m .in . p o d a n ia m odelu p o w s ta w a n ia w i ó r a , o k r e ś l e n i a s i ł tw o ­ r z e n i a w ió r a i s i ł c z ą s tk o w y c h d z i a ł a j ą c y c h na o s t r z e o r a z te m p e r a tu r s t y ­ kow ych . K a żd y z c z y n n ik ó w , o p is u ją c y c h p r o c e s s k r a w a n ia , można b y w y r a z i ć ja k o f u n k c j ę z b i o r u p a ra m etró w wg r e l a c j i :

A = f ( x . , Y j , U i , V m ) , ( 4 . , )

g d z i e :

Xi - z b i ó r p a ra m etró w c h a r a k t e r y z u ją c y c h w ła s n o ś c i p r z e d m io tu o b r a b ia ­ n e g o ,

Y j - z b i ó r p a ra m e tró w c h a r a k t e r y z u ją c y c h w ł a s n o ś c i n a r z ę d z i a ,

Zk ~ z b i ó r p a ra m etró w c h a r a k t e r y z u ją c y c h w ł a s n o ś c i o b r a b i a r k i w r a z z u c h w y ta m i,

U1 ■ z b l ó r p a ra m e tró w c h a r a k t e r y z u ją c y c h w ł a s n o ś c i p ły n u o b ró b k o w e g o , Vm “ z b i ó r P a ra m etró w c h a r a k t e r y z u ją c y c h k in e m a ty k ę s k r a w a n ia ,

p r z y czym :

i = 1 . . . n , j = 1 . . . o , k = 1 . . . p , 1 = 1 . . . r , m = 1 . . . s . N a le ż y je d n a k p a m ię t a ć , ż e s z e r e g p a ra m etró w - s z c z e g ó l n i e X. i Y . - ja k t e ż p o s ta ć f u n k c j i f u l e g a zmianom w t r a k c i e p r o c e s u s k r a w a n ia , p r z y czym w w i e l u p rz y p a d k a c h z a c h o d z i s p r z ę ż e n i e z w r o t n e m ię d z y c h w ilo w y m i wa­

ru nkam i, w j a k i c h p r o c e s z a c h o d z i, a p a ra m e tra m i c h a r a k t e r y z u ją c y m i w ł a s - ix o s c i m a t e r ia łu o b r a b ia n e g o lu b n a r z ę d z i a ( r y s . 4 . 1 ) . P r o w a d z i t o o c z y w i­

ś c i e do p o s t a c i u w ik ła n y c h f u n k c j i ty p u

A = f J j C j A ) , Y j ( a ) , Z k , U x , VJ (h . Z)

i p o w o d u je ogrom ne s k o m p lik o w a n ie m odelu m a te m a ty c zn e g o .

W ażn iejsze c z y n n ik i n r ią M n t ■ prooaara skrawania

osoby przedmiotu obrabianego

osoby n a rz ę d z ia skraw ająoego

oeohy obra­

b ia r k i wraz a uohwytami

Warunki obróbki sposób i

odmiana obróbki

ro d z a j i part p s t r y ,skrairanii

osoby p ł y ­ nu obróbko-

Łsagg.?....,

gsomstryoamsi - k s s t a . lt - w ie lk o ś ć

sztyw ność s^atyoanan i dynamiczna

w łaan ośoi m a te ria łu ! - m so h a n io zn s ( l e p k o -

s p r ę ż y * t o - p l a s t y o z - r.e j a k n p . g r a n io a s p r ę ż y s t o ś c i ą g r a ­ n i o a p l a s t y o z n o ś o i j n a p r ę ż e n ia n i s z o a ą o e p r z y r o z o i ą g a n i u j _ ś c i s k a n i u i ś oin an.ru u d & m o ś &} t w a r d o ś ć ) ' moduł s p r ę ż y s t o ś o i j l i o z b a P o is s o n a ) o i e r n e ( w a p ó ło z y n n ik t u r o i a , ś o i e r n o ś ć ) - c ie p ln e ( o i e p ł o w ła -

śoiw e, w spółczyn n ik p rzew odzenia c i e p ł a , w spółczyn n ik r o z s z e ­ r z a ln o ś c i c i e p l n e j , tem peratury charak­

t e r y s ty c zn e np. z e ­ s z k le n ia , m ięk n ięcia , to p n ie n ia , zapłonu, ro zk ła d u )

- e le k tr y c z n e i magne­

tyczn e

- fizyk o ch em iczn e (bu­

dowa atomowa i s tru k ­ tu ra ln a , s to p ie ń po­

lim e r y z a c j i , w i l g o t -

noSi)

jednorodność kierunkowoś ć tem peratura p oozątk o-

gsom stryoznei k s z t a ł t - w ie lk o ś ć - geo m etria o s t r z a

(k ą t y na o s tr z u , k s z t a ł t p o w ierzoh n l rob oczych , promień w ie rzo h o łk a os t r z a y p rom ieff zao­

k r ą g le n ia k ra V ęd zl s k ra w a ją o e j)

gsom etryoznsi k s z t a ł t - w ie lk o ś ć dynsmiozne j - moc napędu

itywnośó s ta ty c z n a i dynam i o zna

sztyw ność B tatyozna i dynamiczna i w ła s n o ś c i m a te ria łu

o s t r z a i

- mechaniczne ( g r a n i­

ca s p r ę ż y s t o ś c ij g r a n ic a p la s t y c z ­ n o ś c i; n a p rężen ia n is z c z ą c e p rzy r o z ­ c ią g a n iu , śois k a n iu , zg in a n iu i ś c in a n iu j udardo ś ć , twardoś 6, moduł s p rę & y s to ś o i, l i c z b a Poisson a ) - o ie r n e (w sp ó łczyn ­

n ik t a r c i a , ś o i e - r a łn o ś ć )

- c i e p ln e (o ie p ł o w ła ­ ś c iw e, w spółczyn n ik p rzew odzenia c i e p ł a , w sp ółczyn n ik r o z s z e ­ r z a ln o ś c i o i e p ln e j, tem peratury charak­

t e r y s ty c z n e np.

m ię k n ię c ia , u t l e ­ n ia n ia )

- e le k tr y c z n e i mag­

n etyczn e - fizyk o ch em iczn e

(budowa atomowa i s tr u k tu r a ln a ) - jednorodność - kierunkowoś ć tem peratura p o c zą t­

kowa o s tr z a

t o c z e n ie i - wzdłużne

p oprzeozne - zew n ętrz­

ne , wewnę- t r z e - czo ło w e,

w oin ająoe s tru g a n ie :

w zdłu żn e, p op rzeoz­

ne, - obwied­

n i owe p r z e o ią g a - n ie : - wewnętrz­

ne , zewnę­

trz n e - p r o s t o l i —

n i owe, ob- ro to w e, śrubowe w ie rc e n ie powi a ro a - n ie

ro z w ie r - ca n ie frezo w a ­ n ie : - walcowe,

czołow e - p rze c iw ­

b ie ż n e , w spół­

b ie żn e - obwied­

n i owe p rz e c in a ­ n ie : -ta rc z o w e ,

taśmowe

sk raw anie)

— swobodne, n ie- swobodne p ro s to k ą tn e , ukośne prędkość skrawania g łęb ok ość skrawania 1 posuw lub grubość i szero k o ść warstwy skra­

wanej k ą ty o s tr z a w u k ła d z ie roboczym kieru n ek ru - ohu głównego względem l a - m in a o ji tw o-

kieru n ek r u - ohu posuwo­

wego w z g lę - deu laraina- c j i tworzywa s t a ło ś ć pa­

rametrów skrawania

sk ła d oh e- miozny - r o d z a j

s k ła d n i­

ków c i e ­ k ły c h , s ta ły o h i gazo­

wych - u d z ia ły

sk ła d n i­

ków w łasn ości płynu:

- o ie p ln s ( c ie p ło w łaśoiw s, w sp ół­

czyn n ik przewo­

d zen ia o ie p ł a , tempera­

tu r y oharak- t s r y s t y -

ozna)

- f i z y k o - ohemiozne np, le p ­ k ość, z w i l ż a l ­ ność - e le k t r y ­

czne wydajność m ie js o e i sposób do­

prowadzenia tempera­

tu ra po­

czątkowa

w ob sza rze powstawania w ió ra : na p o w ierzo h n l n a t a r o ia i na p ow ierzoh n l p r z y ło ż e n ia « 3tan naprężeń i od k szta łceń

praoa

ro zk ła d tem peratur

ro z k ła d naprężeń i o d k s z ta ło e ń t a r c i e i p r z e b ie g z u ży c ia ro z k ła d tem peratur s i ł y oząstkcw e

ro z k ła d naprężeń i o d k szta ło eń t a r o ie i p r z e b ie g z u ży c ia ro z k ła d tem peratur s i ł y cząstkowe n a lep

O g ó ln ie :

r o d z a je w iórów i sposób io h powstawania w sp ółczyn n ik s p ęo zen ia w ió ra

s i ł y skrawania i io h dynamika praoa i moo skrawania b ila n s c ie p ln y tem peratura stykowa o d n ie s ie n iu do przedm iotu obrobion ego:

■tiakrogeometrla t - dokładność

K s z ta łtu - dokładność

wymiaru - anom alie

m ikrogeom etria:

— ohropowatość pow ierzoh n l - kierunkowość

s tru k tu ry g e o ­ m etryczn ej pcw ie r z o h n i

wara twa w ie rz c h n ia : - zmiany składu

i s tru k tu ry - z g n io t - ro z k ła d tw a r­

d o ś c i - ro z k ła d na­

p rężeń - anomalie

w o d n ie s ie n iu do n a r z ę d z ia : z u ż y c ie o s t r z a :

— s t a r c ie

— w ykruszenia

- o d k s ztu lo e n la p la s ty c z n e

— p ę k n ię c ia

- zmiany składu i s tru k tu ry warstwy w ie r z c h n ie j - m ia n a wymiarów

w o d n ie s ie n iu do odpadów:

k s z t a ł t wiórów za n i e o z y s zo z en ia płynu obróbkowego z a n ie o zy s zo ze n ia a tm o sfery pyłam i i gazami

- 16 -

Zauważyć n a le p y , ż e t r u d n o ś c i t e tłu m a c zą w y s t a r c z a ją c o f a k t b ra ku z a d a ­ w a l a j ą c e j o g ó l n e j t e o r i i s k ra w a n ia pomimo ponad s t u l e t n i c h badań nad s k r a ­ waniem m e t a l i . P rz y k ła d e m może tu b y ć c h o ćb y o p u b lik o w a n ie ponad c z t e r ­ d z i e s t u r ó ż n y c h z a l e ż n o ś c i na k ą t ś c in a n ia [109] , w y n ik a ją c y c h z r ó ż n i c w p rz y ję ty m m odelu t w o r z e n ia w ió r i1 i u w z g lę d n ia n iu r ó ż n y c h warunków t a r c i a . V p rzyp a d k u s k ra w a n ia tw o rz y w s z tu c z n y c h w a rs tw o w ych , s t o p i e ń s k o m p lik o ­ w a n ia m odelu m a tem a tyczn e go r o ś n i e o d a l s z e r z c d y , z u w a gi na r e o l o g i c z n e w ł a s n o ś c i p o lim e ró w i i c h z a l e ż n o ś ć od te m p e r a tu r y o r a z ró ż n o k ie ru n k o w ą bu­

dowę m a t e r ia ł u . V ta k im a s p e k c ie b a d a n ia p r o c e s u s k ra w a n ia z w y k le s p ro w a ­ d zo n e są do o k r e ś l a n i a e m p ir y c z n y c h z a l e ż n o ś c i czy n n ik ó w c h a r a k te r y z u ją * - c y c h p r o c e s od p a ra m etró w s k r a w a n ia , w ś c i ś l e o g r a n ic z o n y c h i u s t a lo n y c h w arunkach.

J a k o ść w yrobu po o b r ó b c e , a s z c z e g ó l n i e w ła s n o ś c i w a r s tw y w i e r z c h n i e j p o w ie r z c h n i o b r o b io n e j z a l e ż ą w p r z e w a ż a ją c e j m ie r z e od p r o c e s u p o w s ta ­ w a n ia w i ó r a . P r z y s k ra w a n iu p o lim e r ó w w i ó r y mogą pow staw ać na s k u te k l o ­ k a ln e g o p r z e k r o c z e n ia w y t r z y m a ł o ś c i na ś c in a n ie lu b w y t r z y m a ło ś c i r o z d z ie l­

c z e j na r o z c i ą g a n i e , p r z y czym w obu p rz y p a d k a c h można o tr z y m a ć w i ó r y c i ą g ł e lu b n i e c i ą g ł e , o d k s z t a łc o n e p l a s t y c z n i e , w z g lę d n ie n ie o d k s z t a łc o n e o d d z ie lo n e w o b s z a r z e s p r ę ż y s ty m lu b w y s o k o e la s ty c z n y m . Z u w a gi na m o ż l i ­ we zm iany s ta n u n a p r ę ż e n ia w o b s z a r z e sk ra w a n ia mogą pow staw ać w i ó r y p r z y zło ż o n y m d z i a ł a n i u obu r o d z a jó w o d k s z t a ł c e n i a . P r z y s k ra w a n iu je d n e g o g a ­ tunku tw o rzyw a można u z y s k a ć r o z m a it e r o d z a j e w ió r ó w , z m ie n ia ją c o d p o w ied ­ n io w a ru n k i s k ra w a n ia .

4 . 2 . P r o c e s s k ra w a n ia tw o rz y w s z tu c z n y c h w arstw ow ych

4 , 2 . 1 . R u c h o s t r z a w z g l ę d e m u w a r s t w i e n i a

W p rzyp a d k u s k ra w a n ia tw o rz y w w arstw o w ych p ro r.es p o w s ta w a n ia w ió r a kom­

p l i k u j e s i ę . P o w ie r z c h n ia d e k o h e z ji m usi p r z e b i e g a ć w ów czas zarów n o w ż y ­ w ic y ja k i n o ś n ik u , p o s ia d a ją c y c h odm ienne w ł a s n o ś c i m e c h a n ic z n e ; c z ę s t o p r z y tym w y s t ę p u je z n i s z c z e n i e w ią z a n ia ż y w ic y z n o ś n ik ie m . E fek tem t e g o j e s t u z y s k iw a n ie r ó ż n y c h rodzajów w ió ró w p r z y n ie z n a c z n e j n i e r a z z m ia n ie wa­

runków s k r a w a n ia . Z a c h o d z i t o r ó w n ie ż w c z a s i e o b r ó b k i z e s t a ł y m i param e­

tr a m i "k r a w a n ia , j e ż e l i u le g a z m ia n ie p o ł o ż e n i e k r a w ę d z i s k r a w a ją c e j w zglę­

dem k ie ru n k u l a i r J n a c j i lu b p o s z c z e g ó ln y c h s k ła d n ik ó w t w o r z y w a .K ie r u n e k r u ­ chu o s t r z a w zg lęd em l a m i n a c j i tw o rz y w a ma i s t o t n e z n a c z e n ie d l a r o z w i n i ę ­ c i a s i ę o k r e ś l o n e j p o s t a c i r o z k ła d u n a p r ę ż e ń i o d k s z t a ł c e ń w n a s a d z ie w i6 - r a . Na r y s . k .2 p r z e d s t a w io n o p odstaw ow e p o ł o ż e n i a k r a w ę d z i s k r a w a ją c e j w zg lęd em l a m i n a c j i tw o rz y w a p r z y s t r u g a n iu lu b p r z e c i ą g a n i u , g d z i e p r o s t o ­ l i n i o w y k ie r u n e k ruchu o s t r z a pokryw a s i ę z k ie r u n k ie m ru ch u g łó w n e g o .

R y s . 4 . 2 . P o ł o ż e n i e k ra w ę d z i s k r a w a ją c e j o s t r z a w tw o r z y w ie warstwowym p r z y 3 p od sta w o w y ch k ie r u n k a c h ruchów r o b o c z y c h w zględ em l a m i n a c j i i r ó ż ­

n y ch odm ianach s k ra w a n ia sw obodn ego

P r z y t o c z e n i u p r ę tó w i r u r z w ija n > c h k ie r u n e k ruchu g łó w n e g o j e s t n ie z n a c z n i e n a c h y lo n y do p o­

w ie r z c h n i l a m i n a c j i ( r y s . 4 . 3 ) , s t a n o w ią c e j po­

w i e r z c h n i ę s p i r a l n ą o skoku równym g r u b o ś c i w a r ­ s tw y la m in a t u a . Kfit n a c h y le n ia ^ rów n y k a c o w i w z n io s u s p i r a l i A r c h im ed e s a £ z a l e ż y od ś r e d n ic y H wg w zo ru :

t f O = t e £ = j ~ ~ . ( k . j )

R y s . 4 .3 * K ą t n a c h y le n ia 3 k ie ru n k u ruchu g łó w n e ­ g o do k ie ru n k u l a m i n a c j i p r z y t o c z e n iu w zdłużnym

la m in a tó w z w ija n y c h

ni - k ie r u n e k o b r o tó w r d z e n i a p r z y n a w ija n iu n o ś ­ n ik a , n - k ie r u n e k o b r o tó w p r z e d m io tu o b r a b ia n e ­

g o p r z y t o c z e n iu

K ie r u n e k r-uchu o s t r z a , o d p o w ia d a ją c y k ie r u n k o w i w e k to r a p r ę d k o ś c i s k r a ­ w a n ia w, j e s t wypadkowym k ie r u n k ie m w e k to r ó w p r ę d k o ś c i ru ch u g łó w n e g o v i posuwowego p . P r z y t o c z e n i u w zd łu żn ym , ru ch posuwowy n i e w pływ a na k ą t

- 18 -

n a c h y le n ia k ie r u n k u ruchu o s t i 'z a w zg lę d em p o w ie r z c h n i l a m i n a c j i ^ ^ o k r e ­ ś lo n y w zorem ( 4 . 3 ) , n a to m ia s t w la m in a t a c h tk a n in o w y c h p ow o d u je n a c h y le ­ n i e w zg lę d em k ie r u n k u n i t k i osnow y p od kątem 17 , wg z a l e ż n o ś c i :

c o s s 3t2d2

V

V p +31 d ) ( s + «It d ,

P r z y t o c z e n iu p o p rze cz n y m ruchu posuwowy p ow o d u je zm ia n ę k ą t a n a c h y le ­ n i a k ie ru n k u ru ch u o s t r z a w zg lęd em p o w ie r z c h n i l a m i n a c j i wg z a l e ż n o ś c i :

1 = a r c t g -jEj + a r c t g ( 4 . 5 )

n < 0 n < 0 r» < o

R y s . 4 . 4 . K ą t n a c h y le n ia ^ k ie r u n ­ ku ruchu o s t r z a do k ie r u n k u la m i­

n a c j i p r z y t o c z e n i u p o p rze cz n y m l a ­ m in atów z w ija n y c h

v - p r ę d k o ś ć obwodowa, p^ - p r ę d ­ k o ś ć posuwu, w - wypadkowa p r ę d ­ k o ś ć s k r a w a n ia , p - posuw, - k ą t w z n io s u s p i r a l i A rc h im e d e s a n a w i­

n i ę c i a n o ś n ik a , s - sk ok w z n io s u s p i r a l i rów n y g r u b o ś c i w a r s tw y l a ­ m in a tu , m - k ie r u n e k o b r o tó w r d z e ­ n i a p r z y n a w ija n iu n o ś n ik a , n - k ie r u n e k o b r o tó w p r z e d m io tu p r z y t o c z e n i u , k . l . - k ie r u n e k s t y c z n y

do l a m i n a c j i tw o rz y w a

c z e n iu w zdłużn ym j e s t n a c h y lo n y pod

t s l 1 = K d -

g d z i e zn ak p lu s o d n o s i s i ę , p r z y p o s u w ie dośrodkow ym , do k ie ru n k u ruchu o b r o to w e g o p r z y to czen iu zgod­

n e g o z k ie r u n k ie m o b r o t u r d z e n ia p r z y n a w ija n iu t k a n in y , z a ś znak minus do k ie ru n k u p r z e c iw n e g o ( r y s . 4 . 4 ) . P r z y t o c z e n iu p o p r z e ­ cznym z posuwem odśrodkowym z a l e ż ­ n o ś ć m ię d z y znakam i a k ie r u n k ie m o b r o tu j e s t o d w r o tn a . ¥ s z c z e g ó l ­ n y ch p rz y p a d k a c h d l a p = s p r z y p r z e c iw n y c h k ie r u n k a c h t o c z e n i a i n a w i n i ę c i a i p o s u w ie dośrodkowym o r a z p r z y zg o d n y c h k ie r u n k a c h i p o s u w ie odśrodkowym w e k t o r p rę d k o ­ ś c i s k ra w a n ia j e s t s t y c z n y do p o ­ w i e r z c h n i l a m i n a c j i .

P r z y t o c z e n iu w y c ię t y c h z p ł y t tk a n in o w y c h k rą żk ó w o o s i p r o s t o ­ p a d ł e j do w a r s tw k ie r u n e k ruchu g łó w n e g o j e s t r ó w n o le g ł y do p ł a ­ s z c z y z n l a m i n a c j i . K ie r u n e k ruchu o s t r z a p r z y t o c z e n iu p op rzeczn y m p o z o s t a j e r ó w n o l e g ł y , z a ś p r z y t o - kątem ^ w e d łu g w zoru

( 4 . 6 )

C y k l i c z n e j z m ia n ie n a to m ia s t u l e g a k ą t n a c h y le n ia k ie ru n k u ruchu g łó w n e ­ g o w zg lę d em k ie ru n k u d o w o ln e j n i c i *2 ^ wg z a l e ż n o ś c i

d l a k = 0 , 1 , 2 . . . i W 6 (k 3 T , S ^ + l j T )

*3 1 = t u - k K

k 3 t - U) d l a 1 , 2 , 3 . . . i W 6 (2k-1 Jt, k ■ST)

( 4 . 7 )

g d z i e ŁU j e s t k ątem o b r o t u p r z e d m io tu o b r a b ia n e g o , p r z y z a ł o ż e n i u = 0 d l a W = 0 . K ie r u n e k ru ch u o s t r z a w zg lęd em k ie r u n k u n i c i j e s t na s k u te k ruchu posuwowego d od a tk o w o o d c h y lo n y o k ą t ^ , l e ż ą o y p r z y t o c z e n iu p o­

p rz ec zn y m w t e j sam ej p ł a s z c z y ź n i e c o k ą t n ^ , a p r z y t o c z e n i u w zdłużn ym w p ł a s z c z y ź n i e p r o s t o p a d ł e j .

P r z y t o c z e n i u w y c ię t y c h z p ł y t w ałk ów o o s i r ó w n o l e g ł e j do w a r s tw k ą t n a c h y le n ia k ie r u n k u ruoh u g łó w n e g o w zg lę d em p ł a s z c z y z n l a m i n a c j i ^ c i e ­ n ia s i ę c y k l i c z n i e wg w zo ru ( 4 . 7 ) , p o d s t a w ia ją c R“ 011 posuwowy w z d łu ż n y n i e p o w o d u je d a l s z e j zm ian y k ą t a ^ ^ m ię d z y k ie r u n k ie m p r ę d k o ­ ś c i s k ra w a n ia a p ła s z c z y z n a m i l a m i n a c j i , c z y l i \^ ^ , n a t o m ia s t p o ­ suw p o p r z e c z n y z m ie n ia k ą t ^ wg z a l e ż n o ś c i

10- k J T - J. d l a k = 0 , 1 , 2 , . . . i U J 6 ( k I + t>1, 2 | ± i3 T + ^

>3

= k 3 t - u> + ^ d l a k = 1 , 2 , 3 . . . i w 6 |1t k J t - ^ ) ( 4 . 8 )

g d z i e ca j e s t kątem o b r o tu p r z e d m io tu o b r a b ia n e g o , p r z y z a ł o ż e n i u ^ = 0 d l a u> ss JL. Jak w id a ć s t a ł y posuw p o p r z e c z n y p o w o d u je p r z e s u n i ę c i e f a z o ­ we o z m ie n n e j w a r t o ś c i ^ o k r e ś l o n e j z e w zo ru ( 4 . 6 ) , z a l e ż n i e od zm ia n y ś r e d n i c y d . D la w a łk ów w y c ię t y c h z p ł y t tk a n in o w y c h , k ą t m ię d z y k ie r u n ­ kiem ru ch u o s t r z a i k ie r u n k ie m n i c i może b y ć s t a ł y lu b c y k l i c z n i e zm ien n y z a l e ż n i e od u ł o ż e n i a n i c i i k ie r u n k u posuwu.

P r z y w i e r c e n iu p ł y t w a rstw o w yc h k i e r u n k i ruchów o s t r z a w zg lę d em la m i ­ n a c j i są i d e n t y c z n e ja k p r z y t o c z e n iu w zd łu żn ym , zarów n o p r z y w ie r c e n iu p r o s t o p a d le do w a r s tw ja k i r ó w n o le g le do n ic h .

P r z y fr e z o w a n iu w alcow ym i p r z e c in a n iu p i ł a m i ta r c z o w y m i p ł y t w a r s tw o ­ w ych w p rz y p a d k u o s i o b r o t u n a r z ę d z i a p r o s t o p a d ł e j do w a rs tw k ie r u n e k r u ­ chu o s t r z a j e s t r ó w n o l e g ł y do p ł a s z c z y z n l a m i n a c j i . J e ż e l i oś o b r o t u n a ­ r z ę d z i a j e s t r ó w n o le g ł a do w a r s tw , t o w ów czas k ą t n a c h y le n ia o s t r z a w z g l ę ­ dem l a m i n a c j i z m ie n ia s i ę wg z a l e ż n o ś c i

t e | = . 3L4- J Ł “ LłłL . , ( 4 . 9 ) 3td cosu»ł p

g d z i e u> j e s t kątem o b r o tu n a r z ę d z i a p r z y z a ł o ż e n i u ^ = 0 d l a o> = 0 (tz n . p o c z ą t e k u k ła d u l e ż y w p u n k c ie s t y c z n o ś c i obwodu n a r z ę d z i a z k ie r u n k ie m laf- m i n a c j i ) , zn ak p lu s w m ianow niku o d n o s i s i ę do f r e z o w a n i a lu b p r z e c i n a n i a w s p ó ł b ie ż n e g o , a zn ak minus do p r z e c iw b ie ż n e g o .

P r z e d s t a w io n e r o z w a ż a n ia w y k a z u ją w y r a ź n ie m o ż liw o ś c i b a r d z o z r ó ż n i c o ­ w an ego u k ie ru n k o w a n ia ruchu o s t r z a w zg lę d em u w a r s t w ie n ia tw o r z y w a , a r o z ­ p a t r z o n o t y l k o p r z y p a d k i o g r a n ic z o n e do t r z e c h pod staw o w ych p o ł o ż e ń l a m i ­ n a tu w zg lę d em n a r z ę d z i a . S p o śró d n i c h w t r z e c h p rz y p a d k a c h ( k ą t y ^ i w y s t ę p u je w c z a s i e s k ra w a n ia c i ą g ł a zm ian a k ie ru n k u w e k t o r a sk ra w a ­ n i a w zg lęd em l a m i n a c j i , p ow o d u ją c u s t a w ic z n ą zm ia n ę warunków p o w sta w a n ia w i ó r a .

- 20 -

W z d e c y d o w a n e j w i ę k s z o ś c i p rzyp ad k ów o b r ó b k i ( p r a k t y c z n i e z a w s z e ) z a ­ c h o d z i u s ta w ic z n a zm iana s k ła d n ik ó w tw o rzyw a , sk raw anych p r z e z o s t r z e w o k r e ś l o n e j p ł a s z c z y ź n i e p r z e k r o ju g łó w n e g o , z m ie n ia ją c w a ru n k i p ow staw a­

n ia w ió r a . Łatw o d a je s i ę to zau w ażyć p r z y m ałych p r z e k r o ja c h w a rstw y sk ra ­ w a n e j, porów n yw aln ych z p r z e k r o ja m i p o s z c z e g ó ln y c h kom ponentów . Można t o w y ja ś n ić na p r z y k ł a d z i e sk ra w a n ia la m in a tó w tk a n in o w y c h , a n a l i z u j ą c m odel p ro c e s u p o w sta w a n ia w ió r a [38^{] •}

4 . 2 . 2 . M o d e l s k r a w a n i a l a m i n a t u t k a n i n o w e -

B o

R o zp a trzm y m odel s k ra w a n ia la m in a tu z t k a n in ą s z k la n ą o s tr z e m o k ą ta c h : n a t a r c i a X Q = 0 ° , p r z y ł o ż e n i a 0CQ > 0 ° , p o c h y le n ia k r a w ę d z i s k r a w a ją c e j

0° i p r z y s t a w ie n ia № = 4 5 ° z p r ę d k o ś c ią s k ra w a n ia o k ie ru n k u z g o d ­ nym z k ie ru n k ie m osnowy i posuwem w k ie ru n k u w ątku tk a n in y ( p o z y c j a 6 na

r y s . 4.2) .

P rz y p a d e k t a k i j e s t typ ow y d l a t o c z e n i a w z d łu ż n e g o p r ę tó w i r u r z w i j a ­ nych o r a z s t r u g a n ia i p r z e c i ą g a n i a p ł y t z la m in a tó w . Na r y s . 4 .5 p ok aza n o

R ys . 4 . 5 « Schemat m o ż liw y c h k o m b in a c ji kom ponentów tw o rz y w a we w ió r z e p r z y s k ra w a n iu la m in a tu tk a n in o w e g o . K ie r u n e k ruchu g łó w n e g o w z d łu ż n i c i

osn ow y, k ie r u n e k ruchu posuwowego w z d łu ż n i c i w ątku

p r z e k r ó j tw o rz y w a w p ł a s z c z y ź n i e p o d s ta w o w e j z za z n a c zo n y m i p o ło ż e n ia m i k r a w ę d z i o s t r z a , o z n a c zo n y m i 1 i 2 d la dwóch posuwów o r a z ś l a d y p ła s z c z y z n p r z e k r o jó w g łó w n y c h , o z n a c z o n e l i t e r a m i A ,B ,C # L i t e r y t e o d p o w ia d a ją p o­

s z c z e g ó ln y m komponentom tw o rz y w a i c h k o m b in a c je z e s t a w io n e p r z y p o s z c z e ­ g ó ln y c h p ł a s z c z y z n a c h p r z e k r o jó w g łó w n y c h w s k a z u ją , k t ó r e s k ł a d n i k i są w danym p r z e k r o j u c h w ilo w o sk ra w a n e. P r z y z a ło ż o n y c h k ą ta c h = 0 ° i \ = 0 ° p o w ie r z c h n ia n a t a r c i a l e ż y w p ł a s z c z y ź n i e p o d s ta w o w e j, ta k w ię c punkt p o ­ c z ą tk o w y ( p i e r w s z a l i t e r a ) o d c in k a p r z e k r o ju g łó w n e g o z n a jd u je s i ę na. kra«

w d z i s k r a w a ją c e j, za ś punkt koń cow y ( o s t a t n i a l i t e r a ) na p o w ie r z c h n i n a ­ t a r c i a w o d l e g ł o ś c i r ó w n e j g r u b o ś c i w a r s tw y s k ra w a n e j a . P r z y m a łych po­

suwach o w a r t o ś c i r z ę d u g r u b o ś c i s p ł a s z c z o n e j n i t k i (n p . o k . 0,1 mm d l a rui- z tw o rz y w a g atu n ku TsE 13 0) w jednym p r z e k r o ju głównym i s t n i e j e d z i e w i ę ć m o ż liw y c h k o m b in a c ji, z a w ie r a ją c y c h je d e n lu b dwa z t r z e c h kom­

p on en tów tw o rz y w a . P r z y w ię k s z y c h posuwach p^ o w a r t o ś c i z b l i ż o n e j do s z e r o k o ś c i s p ł a s z c z o n e j n i t k i (n p . o k . 0 ,4 - 0 ,5 mm d l a TsE 130) i l o ś ć mo­

ż l i w y c h k o m b in a c ji z w ię k s z a s i ę , g d y ż w y s t ę p u ją tu w s z y s t k ie s k ła d n i k i w r ó ż n e j k o l e j n o ś c i . , a n aw et z s ą s i e d n i e j w a r s tw y .

Jako p r z y p a d k i e le m e n t a r n e n a l e ż y r o z p a t r z e ć s k ra w a n ie p o je d y n e z y c h kom­

p on en tów (A A ,B B i CC na r y s . 4 . 5 ) .

^ r j ) .023'm*'} R y s . 4 . 6 . Z a k re s p aram etrów s k ra w a n ia u m o ż liw ia - WMyź ją c y c h p o w s ta w a n ie c i ą g ł e g o w ió r a ś c in a n e g o p r z y s k ra w a n iu swobodnym c z y s t e j ż y w ic y p o l i e s t r o w e j [ 6 4 ] . L i n i e g r a n ic z n e p r z e d s t a w i a j ą maksymalne g r u b o ś c i w a r s tw y s k ra w a n e j a z a p e w n ia ją c e pow­

s ta w a n ie w ió r a c i ą g ł e g o p r z y d a n e j p r ę d k o ś c i skra*- w a n ia v i k ą c ie n a t a r c i a T

m

P r z y s k ra w a n iu c z y s t e j ż y w ic y (A A ) mogą w y s t ą p ić r ó ż n e r o d z a j e w ió ró w z a l e ż n i e od j e j g a tu n k u , p r ę d k o ś c i s k r a w a n ia , g r u b o ś c i w a r s tw y s k ra w a n e j i k ą t a n a t a r c i a . W ió r y c i ą g ł e p o w s ta ją [64j n p . p r z y sk ra w a n iu ż y w ic y epo­

k s y d o w e j t y l k o p r z y b a r d z o c i e n k i c h w a rs tw a c h o g r u b o ś c i a < 0 , 0 2 mm, n i ­ s k ic h p r ę d k o ś c ia c h s k ra w a n ia v < 1 m/s i ujem nych k ą t a c h n a t a r c i a T Q = 0°

4- - 1 0 °, z a ś p r z y ż y w ic y p o l i e s t r o w e j w n i e w i e l e s z e r s z y m z a k r e s i e p a r a ­ m etrów ( r y s . 4 . 6 ) . P o z a za k re sem t y c h p aram etrów p o w s t a ją w i ó r y n i e c i ą g ł e . C h a r a k t e r y s t y c z n e są t u w i ó r y odryw ane ( o d łu p y w a n e ) , p o w s t a ją c e w s p r ę ż y ­ ś c i e o d k s z t a ł c o n e j w a r s t w ie na s k u te k p r z e k r o c z e n i a w y t r z y m a ł o ś c i r o z d z i e l ­ c z e j . Oderwane n i e r e g u l a r n e c z ą s t k i od p row ad za n e są zarów n o p r z e z p o w ie r z ­ c h n ię n a t a r c i a ja k t e ż i p r z e z p o w ie r z c h n ię p r z y ł o ż e n i a . C z ą s t k i t e n i e są z e sob ą p o w ią z a n e . P r z y w y s o k ic h p r ę d k o ś c ia c h s k ra w a n ia w ię k s z o ś ć c z ą ­ s t e k s ta n o w i d ro b n y p y ł .

P r z y s k ra w a n iu n i c i w ątku (B B ) w łó k n a s z k la n e u ło ż o n e r ó w n o le g le do po­

w ie r z c h n i n a t a r c i a o s t r z a z o s t a j ą o d d z ie la n e w o d c in k a c h o d ł u g o ś c i r ó w -