3. Материалды тiлу, кесіп өңдеу

Кесіп өңдеу үрдістерді аяқкиiм және былғары-галантерея өнеркәсiбiнде материалдарды бөлшектерге пiшуде, оларға белгiлi бiр пiшiн, қалыңдық беруде, бөлшектер бетiн бекiтуге дайындауда кең қолданылады. Бұл операциялардың барлығы арнайы машиналарда әртүрлi кесуге арналған құралдарымен орындалады.

Өңдеу әдiсi бойынша кесіп өңдеу параллель, бір ізді және параллель-бір ізді болып түрленедi.

Материал деформация­лану түрiне байланысты, тiлу операцияларын шартты түрде үш негiзгi топқа бөлуге болады: пышақ тәсiлi \3.1 а-сурет\ - тiлушi қүрал немесе материалды тiлу бағытына қарай жылжиды \шабу, қалындықты тегiстеу, фрезерлеу, т.б\, ара тәсiлi \3.1 б-сурет\ - тiлушi құрал ара тәрiздi қозғалыс жасайды \пiшу, екi бөлiкке бөлу, бөлшектер шетiн сыдыру\; қайшы тәсiлi \3.1 в-сурет\ - тiлу бiр-бiрiне қарсы жылжитын кесу құралдарымен орындалады.

3.1. Былғары бұйымдары бөлшектерiн шабу.

Даярлау өндiрiсi дайын өнiмнiң технико-экономикалық көрсеткiшiне ерекше әсер ететiн былғары бұйымдары өндiрiсiнiң маңызды бөлiктерi болып табылады.

ПВГ-18-1-0 және ПВГ-18-2-0 электрогидравликалық престерiн былғарыдан, қатты қағаздан, жасанды синтетикалық былғарылардан бөлшектер шабу үшiн қолданылады. Бұл аталған материалдардан бөлшектер шабу үшiн электр оқшауланған, өтпестенген жүзді шапқылармен металл төсте шабады, ал резеңкеден, тоқыма және жасанды метериалдардан бөлшектердi жүзi үшкiр шапқылармен металл емес төстерде шабады. Аяқкиiм үстінің бөлшектерiн және был-ғары галантерея бүйымдарын шабу үшiн сонымен қатар ПВГ-8-2-0, ПКП-10, ПКП-16 престерiн қолданады.

Қайыс ершiктерi былғарысын және жазық полимер материалдарды велосипед ершiктерiнiң бөлшектерiне пiшу үшiн шабу күшi 180-250 кН жөне жүмысшы алаңы 1600 мм болатын ПОТГ-20-1600 траверсты престердi қолданады.

Консоль тектi дөңгелек пышақтары бар РД-300 машинасы былғарылрады белбеулерге пiшу үшiн қолданылады.

Былғары галантерея кәсiпорындарында Орел қаласы шығаратын ПОТГ-40 және Германияның “Шен“ фирмасы шығаратын 2054 және 6020 престерi қолданылады. ПОТГ-40 және 6020 престерi жасанды былғарылар мен пленкалардың көп қабатты төсемдерiн әйелдер сөмкелерінің және портфельдердiң бөлшектерiне пiшу үшiн арналған 2054 престерiмен габариты iрi бұйымдарбөлшектерiне материалдарды пiшуге арналған \чемодан, жол және шаруашылық дорбалар\.

Жылжымылы тақтасы және орамды беретін комдырғысы бар жоғары қуатты ПТС-160 пресi материалдарды iрi көлемдi қиыстарылған шапқылармен пішуге арналған. Биянийлар, футлярлар және басқа кіші габаритті бұйымдар бөлшектерін жеке және кіші габаритті қайыстырылған шапкылармен пішуге ПТК-25 және ПОТГ-20-1600 пресстері қолданылады.

Көп қабатты төсемдерi топтастырылған шапқылардың пiшудiң болашағы бар. Шабу престерiнiң шапқылары бүл жағдайда жылжымайтын және жылжымалы болады. \3.2 сурет\.

Жылжымайтын топтастырылған шапқылармен I көп қабатты төсемнен 2 бөлшектер шабу - \3.2 сурет\ төсемдi жылдамдығымен үздiксiз жiберiп түру кезiнде, шабылғы төстiң 3 қайтармалы-үдемелі қозғалысы нәтижесiнде немесе катокты 4 төсемнiң 2 бетiне түсiрiп, оны жылдамдығымен шапқыға қатысты дөңгелету арқылы жүзеге асырады \3.2 сурет\.

Жылжымалы топтастырылған шапқы қайтармалы-үдемелi, айналмалы және күрделi қозғалыс жасайды. Бiрiншi жағдайда бөлшектердi шабу-топтастырылған шапқының I жылжымайтын шабылғы төс 3 кезiнде жоғары-төмен қозғалысы арқасында \3.2 в-сурет\ орындалады. Топтастырылған шапқының I \3.2 е-сурет\ бүрыштың жылдамдығы кезiнде, төсем 2 жылдамдығымен үздiксiз берiлiп отырады. Топтастырылған шапқының күрделi жылдамдығы кезiнде, жылжымайтын төсемнен бөлшектер оның бүрыштық жылдамдығы болатын үдемелi қозғалыстары нәтижесiнде шабылады.

Бөлшектер престе шабу кезiнде, материалды тiреу төсiне 1 \3.3 а-сурет\ қояды да, шапқыны 4 орналастырып, оның үстiне соғу төсiн 3 түсiру арқылы, материалға шапқының үшкiр ұшын батырады.

3.3. сур. Жоғары эластикалық материалдардың кесу кезіндегі деформациялары (б-г) және бөлшектерді престе шабу схемалары (а).

Кескiнi сына тәрiздi шапқыны түсiргенде, материал бетi майысып, шапқы жүзiнiң астында ойық пайда болады. Бұл кезде деформацияның таралу аймағы материалдың құрылымы мен оның қасиетiне, шабу тәртiбiне және құралға байланысты. Шапқының материалға бату шамасына қарай, материалдың деформациялануы арта түседi. Сығылу мен созылу шамалары шегіне жеткенде, материалдың үстiңгi қабатты қирай бастайды да, шапқы материалға кiредi \3.3 б-сурет\. Одан ары кiре түскенде, шапқының шеттерiндегi материалдың қабаттары төмен тартылып, шетке жылжиды, бұл оның сығымдалуына, тығыздалуына \3.3 в-сурет\ және төменгi қабаттың ажырауына әкелiп соғады \3.3 е-сурет\.

3.4. сур. Шабу кезіндегі пышаққа әсер, ететін күштер-дің схема­сы (а) және пышақтың мате-риал­ға бату кезіндегі нә­ти­желік күштің өзге­руі (б)

Үшкiр бұрышы болатын шапқы қалыңдығы болатын материалға тереңдiкке енсiн делiк \3.4 а-сурет\. Шабу кезiнде оған шапқы жүзiмен материалдың сығылу кедергiсi, материалдың сынамен жылжуға кедергiсi және үйкелуге кедергiсi F, F₁ әсер етедi.

Барлық кедергi күштерiн шапқының жылжу бағытына қарай жобалап, мына күштi аламыз:

.

мұндағы:F = Nf және F₁ = N₁f, f - үйкелiс коэффицентi,

болғандықтан

.

Барлық кедергi күштерiн тiреу жазықтығына жобалап, мына күштi аламыз:

.

Кесудiң қорытынды күшi

.

Қорытынды күш кесу жазықтығында тек қана H = 0 болған жағдайда әсер ететiнi теңдеуден көрiнiп тұр.

Күш шапқының көлбеген және тiк қырларының арасына бiрыңғай таратылмайды. Күштiң негiзгi бөлiгi шапқының көлбеген қырына түседi, соның салдарынан қорытынды күш шабу жазықтығына сай келмейдi.

Әр құраушының, яғни қорытынды күшiнiң меншiктi салмағын орнату өте қиын, бiрақ кесу күшiн осылай қарастыру кесу кедергiсiне әсер ететiн жағдайларды және дәл өңдеудi анықтауға мүмкiндiк бередi.

Зерттеулер V күшiнiң өсуi шапқының материал қалындыңдығының жартысына дейiн - АВ аралықта \3.4 б-сурет\ - өруi кезiнде байқалатынын көрсеттi және С нүктесiнде ол шарықтау шегiне жетiп барып кемидi.

Шапқының материалға енуi кезiнде, оны айырып жiберетiндей күш тым жоғары болатындай сәт туады (Д нүктесi). Егер материалдың төмен қабаты айрылмай жатса, онда оның созылуы байқалады. Бiрақ материалды кесу С нүктесiне жеткен кезде, әрқашан да күш азаяды.

Шапқының үшкiрлену бұрышы материалдың кесiлу кедергiсiне ерекше әсер етедi. Үшкiрлену бұрышы мен материал қалыңдығы артқан сайын, деформация да өседi, демек материалдың айрылу кедергiсi де өседi. Зерттеу мәлiметтерiне жүгiнсек, үшкiрлену бұрышын 10⁰ тан 30⁰ қа арттырсақ, кесiлу кедергiсi V 1,8 есе артады. Қатты жуан материалдардың кесiлуге кедергiсiн азайту үшiн, үшкiрлену бұрышы неғұрлым аз болуы керек. Бiрақ үшкiрлену бұрышын азайтсақ, шапқының жүзi берiк болмайды және көпке шыдамайды, сонымен қатар оны төстен суырып алу қиынға түседi, бұл жұмысшыны шаршатады, демек еңбек өнiмдiлiгiн кемiтедi.

3.5.сур. Шабудан кейінгі бөлшектің қыры(а) және екі жақтан қайралған пышақтың (б) схемалары.

3.6.сур. Кесеудің күшеюі F және пышақтың жүзінің мұқалуы дәрежесінің b арасындағы байланыс.

Үшкiрлену бұрышын арттырғанда, материалды бұзушы күш ерте пайда болады сондықтан шабу кезінде бөлшектің шеті онша таза болмайды. Сонымен қатар, бөлшек шабылған соң, материал горизонталь \көлденең\ күштен түскен деформациясын, иілгіштігі салдарынан жоғалтады. Осы себептен бөлшектің тік кесілуі \кесігі\ болмайды \3.5 а-сурет\. Бөлшектің тік кесігін алу үшін, аяқкиім астына былғарыларды шабу кезінде екі жағыда үшкірленген шапқыларды пайдаланған жөн \3.5 б-сурет\. Ішкі және сыртқы бұрыштарының қатынасы 1:3 болуы тиіс.

Кесу үшiн Ғ шапқы жүзiнiң өтпестену дәрежесi әсер етедi. Кесу күшiнiң шапқы жүзiнiң өтпестену дәрежесiне сызықтың тәуелдiлiгi орнатылған \3.6 сурет\.

Шапқы жүзiнiң өтпестену енi 0.1 мм-ден 0.5 мм-ге артқан кезде, кесу күшi 3-3.5 есе артады, сондықтан шапқылардың жүзi өткiр болғаны, оларды дер кезiнде жонып тұрған жөн.

Шапқы материалға кiргенде, оның беткi беті материалға үйкеледi. Үйкелiс коэффицентi үйкелетiн беттер түрiне және материал қасиетiне байланысты. Үйкелудiң әсерi әсiресе жуан және қатты материалдарды, сонымен қатар көп қабатты төсемдердi шапқанда байқалады.

Жасанды былғарылардың көп қабатты шабу үрдісi шапқының материалмен әрекетесудiң үш сатысымен сипаталады, төсемнiң сығылуымен, төсем қабаттарының кесiлуiмен, шапқы жүзiнiң пресс төсiмен жанасуымен \6\. 3.7.сур. Бірнеше бетті матаны шабу күштерінің өзгеруі.

Төсемнiң сығылуы кезiнде шапқының жүзi материалға \қабаттарды бұзбай\ жарым-жартылай кiредi. Шапқының жиегiнде және шеттерiнде жанасу сызығына қарай нормаль бойынша бағытталған күштер түзiледi. Сығылудың бастапқы кезiнде төсемге екi бiрдей және қарама-қарсы бағытталған күштер әсер етедi: престiң Р соқпасын басу күшi \3.7 а-сур\ және материалдың сығылуға кедергiсiнiң күшi яғни шапқы жүзiнiң шеттерiнiң материалмен әрекетесуiнiң симметриясы сақталады. Шабу кезiнде шапқы жүзiне Р1 , Rсж.м, Nвс және Ncd₁ күшттерi әсер етедi \3.7 б-сур\.

Nвс және Ncd₁ күштерiн тiк Rвс_в, Rcd_1B және көлденең Rвс_r, Rвс_1r құрауыштарға жiктеймiз Nвс және Ncd₁ күштерiнiң теңдiгiне және симметриялылығына байланысты, Rвс_r=Rcd_1r және Rвс_в=Rcd_1в теңдiктерi сақталынады. Бұл жағдайда Р₁=2 Rвс_в+Rсж.м болады.

Шапқының тепе-тең күйiнiң ұзақтығы төсемнiң биiктiгiне \қабаттар санына\ және пiшiлетiн материалдың физика-механикалық қасиеттерiне тәуелдi. Қаттылығы жоғары материалдың аз қабатты төсемiн шабу кезiнде, Rвс_r=Rcd_1r теңдiгi сығылудың бүкiл сатысында байқалады, сонымен қатар жоғарғы қабаттарды шапқанда да бұл теңдiк орындалады.

Қаттылығы төмен материалдың көп қабатты төсемiн шабу кезiнде, сығылу деформациясы едәуiр артады, бұл материалдың шапқы жүзiмен түйiсу жерiнде күштердiң симметриялы емес таратылуымен түсiндiрiледi , яғни вс cd\3.7 в-сур\. cd қырына түсетiн күштiң тiк құраушысы вс қырына түсетiн күштердiң тiк құраушысынан үлкен болады. Оларды қосу нәтижесiнде R_r күш пайда болады, ол M=R_r l моментiн құрайды және шапқының жүзiн деформациялайды.

Төсемдi шабу үрдісiнiң екiншi сатысы материалдың жоғарғы қабаттың сығылу кернеуi берiктiк шегiне жеткеннен басталады. Жоғарғы бетті кесу кезiнде, нормаль күштердiң және шапқы жүзiнiң қырына әсер ететiн үйкелiс күштерiнiң қарқынды өсуi байқалады. Шапқы жүзiнiң материалға ену шамасына қарай, оның қырларындағы күштердiң симметриялы болмауы арта түседi, бұл көлденең құраушының R_r және пышақтардың Е \3.7 е-сур\ деформациялануының өсуiне алып келедi. Төсем қабатының бұзылуының аяқталануынан бастап, R_r және R_в күштерiн құрауштар бiршама кемидi, ал келесi қабатты шапқанда, R_r және Rв артып, бiрiншi қабатты шабу күшiнiң шарықтау шегiне жетедi немесе материалдың физика-механикалық қасиеттерiне байланысты одан асып түседi. Шапқы жүзiне түсетiн күштер схемасы негiзiнде мынаны аламыз.

(3.1)

(3.2)

\3.2\ теңдеуден кезiнде Rr=0 екенi көрiнiп тұр.

Бұл жағдайда шапқы жүзi тепе-тең және оның деформациялануы байқалмайды. Демек, шапқыларды жобалауда, олардың төсем бетiне орналасуын және әртүрлi пышақтар арасындағы қашықтықты ескеру қажет.

Төсемдi шабу үрдісiнiң екіншi сатысы соңғы қабатың шабылуы-мен және шапқы жүзiнiң төс бетiмен жанасуымен аяқталады.

Үшiншi саты шапқы жүзiнiң төске кiруiмен сипатталады, ол престiң дұрыс жұмыс iстеуiне, шапқылардың биiктiгiне және сапасына байланысты. Тәжiрибелiк зерттеулер шапқылардың төске қарқынды енуi олардың элементтерiне күштiң түсуiнiң қайта-қайта келiп соғатыным көрсеттi \3.8 сур\.

3.8.сур. Матаның көп бетті төсемін шабу күште­рінің горизонтальды(1) және верти- кальды(2) құрамдарының өзгеруі.

3.9.сур. Аяқкиім астының болшектерін шабуға арналған пышақтар.

Шапқылардың деформациялануы және сынуы көп жағдайда осы күштерге байланысты.

Кесу жылдамдығы да кесiлу кедергiсiне әсер етедi. Кесу жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, серпiмдi тұтқыр материалдардың күйреуге кедергiсi соғұрлым үлкен болады. Бiрақ шабу жылдамдығы 0.1-0.4 м/с болғанда, кесiлу күшi аз өзгередi.

Аяқкиiм бөлшектерiн престерде шабылғы төстерде немесе жаңғырықтарда шапқылармен шабады. Шапқылар деп - белгiлi бiр кескiндi сұлбалы болат пышақтарды айтады, олардың пiшiндерi мен өлшемдерi шабылатын бөлшектердiң түр, пiшiндерiне сай келедi. Шапқының жоғарғы бөлiгiн желкей, ал төменгi бөлiгiн - кесушi жүзi деп атайды. Шапқыларды сырт жағынан өткiрлейдi. Шапқылардың пiшiнi бiр жақты сына тәрiздi келедi.

Былғарылардан бөлшектер шабу үшiн шапқыларды маркасы У7 және У8 болаттың пiшiнделген тiлiмiнен даярлайды. Шапқылардың жүзiн 5 мм биiктiкке деиiн НР 52-56 қаттылығына дейiн жылумен өңдейдi. Аяқкиiм астынғы бөлшектерiн шабуға арналған шапқылар 3.9 суретте көрсетiлген.

Шабылғы тұғырының материалына байланысты үш түрлi шапқыларды қолданады:

- үшкiр кесу жиегi бар бiр жүздi шапқы – ағаштан қатты қағаздан немесе пластиктен жасалған тұғырықта шабуға арналған \3.10 а-сур\;

- фасқасының енi 0.2-0.3 мм болатын топасталған кесу жиегi бар бiр жүздi шапқы - престiң соқпасында рәзеңке тоқыма серiппесi бар металл тұғырықта шабуға арналған \3.10 б-сур\;

- сыңарлы бөлшектердi \оң, сол\ шабуға арналған екi өтпестелінген кесу жиегiнiң енi 0.2-0.3 мм болатын екi жүздi шапқы қалыңдығы 3-5 мм болат қорғаушысы бар престiң соқпасында резеңке тоқыма серiппелi металл тұғырықта шабуға арналған \3.10 в-сур\;