Механическая обработка полиамида

Механическая обработка пластмасс

Основными особенностями  пластмасс, определяющими специфику их механической обработки, являются:
  • низкая температура плавления, вызывающая подплавление при повышенном трении инструмента;
  • упругость материала, вызывающая изменение размеров, отверстий при обработке (сверление, зенкирование и др.);
  • незначительные силы резания

Из-за плохой теплопроводности и относительно низкой температуры плавления термопластов, необходимо обеспечить максимальный  теплоотвод при механической обработке, чтобы избежать поднятия температуры в изготавливаемой детали. Это правило позволит избежать тепловой перегрузки пластмассы (изменение цвета и даже подплавление поверхности). Для этого следует соблюдать следующие пункты:

  • кромки режущего инструмента должны всегда быть в безукоризненном состоянии и хорошо заточенными;
  • режущий инструмент должен быть установлен так, чтобы режущая кромка только касалась пластмассы;
  • следует позаботиться о хорошем удалении стружки с режущего инструмента;
  • в случае большого тепловыделения должно быть обеспечено охлаждение (например, при сверлении).

Усилие резания
Так как силы, возникающие силы при механической обработке конструкционных пластмасс значительно меньше, чем при обработке металлов, необходимо уменьшить зажимные усилия. В силу того, что эти материалы являются не такими жёсткими, как металлы, детали следует поддерживать соответствующим образом во время обработки для избежания прогибов. Например, при обработке наружного диаметра тонкостенных втулок часто применяются боковую фиксирующую оснастку.

Инструменты
Обычно применяются инструменты из углеродистой, быстрорежущей стали или твёрдых сплавов. Резцы из вольфрамового твёрдого сплава или алмазные резцы предпочтительнее в серийном производстве и необходимы при обработки термопластов с добавкой стекловолокна или углеродистого волокна.

Охлаждение
В случае необходимости охлаждения деталей при обработке, можно применять обычные жидкие средства охлаждения или сверлильную эмульсию, а также воду или сжатый воздух.

сверление, точение, фрезерование пластмасс

Допуска при обработке

Допуска при обработке для деталей из термопластов значительно больше, чем допуска при обработке металлических деталей. Причинами этого являются: значительно более высокий коэффициент теплового расширения пластмасс, объёмное расширение в силу влагопоглощения (в основном для полиамидов) и возможность деформации из-за возникновения остаточных внутренних напряжений во время и после обработки. Последнее явление в основном проявляется для деталей, где обработка происходит асимметрично и/или в случае больших изменений поперечного сечения обрабатываемой детали. В таких случаях термообработка является необходимой (для снижения остаточных напряжений) после предварительной обработки и перед конечной стадией изготовления детали. Основное правило, которое действует для деталей подвергаемых токарной или фрезерной обработке, это соблюдение допуска 0,1 - 0,2 % от номинального размера, которое может быть применено    без особых специальных предосторожностей (минимальный допуск для малых размеров составляет 0,05 мм).

Сверление
Спиральные сверла из быстрорежущей стали хорошо подходят, но из-за большого тепловыделения необходимо применение охлаждающей жидкости. Для хорошего теплоотвода и отвода стружки, сверло следует регулярно вытягивать из места сверления, особенно в случае глубоких отверстий. Для отверстий больших диаметров следует, прежде всего, уменьшить обычную толщину перемычки сверла для уменьшения теплоты трения. Также для отверстий большого диаметра рекомендовано работать последовательно, например, для сверления  50 мм: следует сверлить по очереди  12 и  25 мм. После этого диаметр необходимо увеличивать сверлами больших диаметров или с помощью плоского токарного резца. При сверлении сквозных отверстий в конце процесса обработки подача должна быть уменьшена, чтобы предотвратить биение начальной стороны сверлом или плоским резцом, что могло бы вызвать кромочное выламывание. По возможности следует всегда применять механические подачи, чтобы избежать прихватывание и разрушение пластмасс при неравномерной ручной подачи.

Резание пилой
Могут применяться ленточные, циркулярные пилы или ножовочные пилы с относительно большим шагом зубьев, чтобы получить хорошее резание, а не зажимание пильного полотна. Чтобы минимизировать трение между пилой и рабочей поверхностью и избежать зажима или даже излома полотна пилы, детали, обрабатываемые резкой, следует фиксировать на столе.