3.7. Резание материалов вибрирующим ножом

Обработку вибрирующим ножом применяют в ряде отраслей промышленности для резания различных материалов. Вместе с тем в обувной и кожгалантерейной отраслях промышленности она еще не нашла широкого применения.

Замена машин для фрезерования машинами с вибрирующим ножом имеет следующие преимущества:

• улучшаются условия работы (машины с вибрирующим ножом не являются источниками выделения пыли), появляется возможность обработки материалов, плохо фрезерующихся (урез подошвы из облегченной пористой резины, войлока, натурального каучука и др.);
• исключаются такие операции, как обрубание и шлифование подошв;
• повышается качество обработанной поверхности;
• уменьшается сопротивление резанию.

Скорость деформирования примыкающих к лезвию ножа слоев материала значительно выше, чем скорость деформирования при статическом резании с одинаковой скоростью подачи. Влияние скорости деформирования на процесс резания натуральной и искусственной кож определяется соотношением скоростей распространения деформаций. При сокращении зоны остаточных деформаций в большей мере проявляются свойства, присущие упругому телу, чем свойства высокополимерного материала.

Исследованиями установлена целесообразность обработки кожи и резины вибрирующим ножом. Резание может производиться вибрирующим ножом, совершающим колебания вдоль и поперек направления подачи материала.

На силу резания и качество обработки материала вибрирующим ножом влияют частота и амплитуда колебаний, угол заточки и материал ножа, скорость транспортирования изделия, свойства материала и толщина снимаемого слоя.

При двоении деталей из резины малой жесткости целесообразна подача их на нож, вибрирующий поперек направления подачи с частотой 40-60 Гц, амплитудой 1,5-2,5 мм, скоростью 0,02 м/с. Угол заточки ножа 18°. При этом наблюдаются минимальная сила резания и лучшее качество обработки. Волнообразные выхваты в начале и конце обработки значительно уменьшаются, а иногда и вовсе отсутствуют.

При обработке уреза подошвы вибрирующим ножом с увеличением частоты колебаний ножа от 35 до 130 Гц сила резания подошвы из пористой резины уменьшается на 80%, а из кожи - на 60%. Более интенсивно сила резания снижается при обработке резины меньшей плотности и твердости.

С увеличением амплитуды колебаний ножа с 1,5 до 2,5 мм сила резания уменьшается на 40-45%, при увеличении ее с 3 до 5 мм - на 75-100 %.

При увеличении угла заточки ножа с 10 до 25° сила резания возрастает в 1,5-3 раза в зависимости от жесткости материала. Поэтому урез целесообразно обрабатывать ножом с односторонним углом заточки 10° и расположением режущих кромок под углом 45-55° к направлению подачи материала. Практика показывает, что сила резания и качество обработки во многом зависят от степени затупления лезвия ножа, которое происходит из-за сошлифовывания частиц металла. Наибольшей стойкостью обладают ножи из твердых сплавов ВК-6 и ВК-6М.

При увеличении скорости подачи материала с 0,017 до 0,06 м/с силы резания пористой и монолитной резины возрастают на 90-160%. Большое влияние на силу резания оказывает толщина снимаемого слоя. При изменении толщины снимаемого слоя от 2,5 до 6,5 мкм сила резания пористой резины увеличивается в 2 раза, монолитной - в 3,4 раза.

При обработке уреза подошвы вибрирующим ножом, совершающим колебания поперек направления подачи, получается прямой урез, что с технологической, а иногда и эстетической точек зрения не всегда допустимо. Необходимый профиль уреза можно получить, перемещая фигурный нож в направлении подачи материала.

Урез кожаных подошв обрабатывать вибрирующим ножом вдоль направления подачи материала рекомендуется при частоте 250-450 Гц и амплитуде 125-500 мкм. Это уменьшает силу резания в 5-8 раз по сравнению с силой резания при безвибрационном методе и улучшает качество обработки.

Чистота поверхности при резании вибрирующим ножом высокая: средняя высота неровностей H_ср колеблется от 19,1 до 54,4 мкм в зависимости от частоты колебаний ножа и вида материала, в то время как после шлифования H_ср = 17, 2... ... 96,4 мкм.

В настоящее время применяется машина 10732/Р3 фирмы "Свит" с вибрирующим ножом для обработки крокуля подошвы, совершающим движение поперек направления подачи детали. Число колебаний ножа 2775 в минуту (46 Гц), амплитуда колебаний 2,4 мм.