Содержание
Общие рекомендации по механической обработке заготовок из капролона (полиамида блочного):
Перед началом обработки полиамида толщиной более 60 мм и диаметром более 60 мм, рекомендуется несколько дней выдержать заготовки при температуре помещения, в котором они будут обрабатываться.
Для снятия внутренних напряжений на заготовках больших сечений может потребоваться дополнительная тепловая обработка.
Механическая обработка капролона принципиально аналогична обработке металлов: резка заготовок, сверление, точение, фрезерование и т.д. Но специфические свойства капролона оказывают влияние на выбор режущего инструмента, режимов резания и технологической оснастки.
У капролона невысокое сопротивление резанию, но из-за низкой теплопроводности и малой теплостойкости большие скорости и подачи не рекомендуются, т.к. инструмент нагревается, капролон плавится, срез получается неровный, с заусенцами, возможно обугливание заготовок.
Учитывая плохую теплопроводность и сравнительно низкую (по сравнению с металлом) температуру плавления капролона, необходимо уменьшать тепловыделение в процессе обработки. Избыточное тепло может привести к нежелательным последствиям: деформации или разрыву заготовки, заплавлению режущего инструмента.
Прочность заготовок из капролона меньше металлических, поэтому при его обработке прижимное усилие следует уменьшить, т.к. можно повредить или раздавить заготовку.
Сильное давление при зажиме заготовки, неправильная заточка режущего инструмента и несоблюдение рекомендации по отводу тепла приводят к растрескиванию и последующему разрушению заготовки.
Для обработки внешнего диаметра тонкостенных втулок требуются внутренние оправки.
Инструменты
Для обработки капролона можно использовать инструменты из углеродистой и быстрорежущей стали. При длительной обработке предпочтительно использовать инструменты с наконечниками из карбида вольфрама или с алмазной режущей кромкой. При обработке капролона, армированного углеродным волокном или стекловолокном эти инструменты обязательны.
Резка капролона
Резка листов капролона производится ручным или механическим способами. Распиловка применяется для обрезки неровных краев изделий, разрезания листов, блоков, труб.
Для ручного распиливания капролона толщиной более 3 мм применяют либо слесарную ножовку для металла, либо специальный ручной резак, изготовленный из куска полотна ленточной пилы толщиной 1 мм.
Для механического распиливания капролона толщиной более 3 мм используют ленточные пилы из быстрорежущей стали. Пилы должны быть со средним шагом и хорошо заточены. Ленточные пилы лучше проводят тепло, поэтому они более пригодны для распиливания капролона большой толщины. Узкие полотна применяют для фигурной резки, широкие – для простой.
При разрезании листов толщиной до 15-20 мм применяют ленточные пилы шириной 15-25 мм и с шагом от 6 до 3 зубов на дюйм. Скорость резания принимается 15-20 м/с при ручной подаче.
Не следует допускать большого притупления зубьев, т.к. при работе тупой пилой выделяется большое количество тепла, которое разрушающе действует на материал по стенкам пропила.
Токарная обработка капролона
Токарная обработка капролона производится специально заточенными резцами на обычном токарном оборудовании. Для токарной обработки капролона применяют резцы из инструментальной, углеродистой и быстрорежущей стали.
Для механической обработки капролона с твердыми наполнителями (стекловолокно, металлические порошки и т.п.) рекомендовано применять твердосплавные пластины.
Геометрия резца: передний угол γ до 15-20°, задний угол α до 20°, угол в плане φ=45°. Вершины резца закруглить радиусом 0,6-1,5 мм.
Режимы резания: подача S = 0,1-0,15 мм/об, при черновой обработке S до 0,5 мм/об; скорость резания Vрез.= 200-300 м/мин; чистота обработки β= 2,0-0,80.
При токарной обработке может быть применено жидкостное охлаждение (эмульсией или водой).
Фрезерная обработка капролона
Фрезерование выполняется на быстроходных, вертикальных, горизонтальных фрезерных металлообрабатывающих станках фрезами из быстрорежущей стали.
Для фрезеровки капролона используют, как правило, торцевые фрезы, у которых γ=8-12°, α=16-26° при Vрез.=125-300 м/мин.
Фрезерование капролона следует производить так, чтобы срезание стружки зубом начиналось при правом вращении фрезы, имеющей правую спираль и наоборот.
Направление подачи должно совпадать с вращением фрезы (подача под зуб).
Сверление отверстий в капролоне
Для сверления отверстий в капролоне применяют стандартные сверла с измененной геометрией режущей части.
Для получения хорошего качества поверхности стенок отверстия ширина ленточки должна равняться 0,15-0,3 мм. Длину ленточки делают равной толщине листа плюс 6-10 мм.
Заточку сверл и шлифование ленточки производят на универсально-заточном станке в специальном приспособлении. После заточки и шлифования все режущие кромки сверла заправляют для снятия заусенцев и рисок.
Вырезку в листах отверстий диаметром 40-160 мм производят циркуляционными резцами. Радиусы при вершине резца не делают.
Обрабатываемый материал должен плотно прилегать к базовым поверхностям, обрабатываемая поверхность должна быть перпендикулярна сверлу.
При сверлении капролона стандартными сверлами (для металла) наблюдается «затягивание» сверла в материал и его заедание. Этот недостаток устраняется, если сверло удовлетворяет следующим требованиям: угол наклона канавки 15-17°, угол при вершине до 70°, задний угол – 4-8°, при следующих режимах сверления подача S – 0,1-0,3 мм/об, V резан. – 20-50 м/мин.
Условия качественного сверления капролона: высокая частота вращения сверла, небольшие подачи и частый его подъем.
При обработке отверстий необходимо применять сверла несколько большего (на 0,04-0,1 мм) диаметра, чем диаметр отверстия. Это позволяет учесть несоответствие размеров, получать отверстия необходимых размеров с учетом отклонений в результате упругой деформации материала, а также усадочных и релаксационных явлений в нем при повышении температуры за счет трения.
Отверстия большого диаметра лучше сверлить поэтапно. Начинать сверлом диаметром 8-12 мм, затем 25 мм с последующим доведением отверстия до необходимого размера.
При сверлении или расточке сквозных отверстий для предотвращения отщеплений и отломов, при подходе к задней границе сверления скорость подачи должна быть снижена.
Сильное давление при зажиме заготовки, неправильная заточка инструмента и несоблюдение рекомендаций по отводу тепла могут привести к растрескиванию и последующему разрушению заготовки.
Нарезание резьбы в капролоне
Небольшие внутренние и наружные резьбы нарезают стандартными плашками и метчиками из быстрорежущей стали при скорости 12-20 об/мин и смазке маслом или мыльным раствором.
У метчиков должен быть передний угол отрицательным γ= — (5-10°), а канавки с целью повышения срока службы инструмента должны полироваться и хромироваться.
Допуски при обработке капролона
Допуски при обработке для деталей из полимерных материалов обычно значительно шире, чем для металлических деталей. Это обусловлено большим коэффициентом теплового расширения и возможными деформациями, вызванными внутренними напряжениями во время и после обработки.
Как правило, для токарных и фрезерных работ допуск на обработку должен составлять от 0,1 до 0,2% от номинального размера. Минимальный допуск для малых размеров составляет 0,05 мм.
Полиамид ПА-6 (капролон) перед употреблением рекомендуется подвергнуть дополнительной термообработке.
Для снятия внутренних напряжений в стержнях полиамида ПА-6 (капролон) рекомендуется проводить: механическую обработку (снятие поверхностного слоя) всей поверхности стержня на на толщину 4-5мм. Дополнительную термообработку в инертных средах (минеральное масло, парафин, церезин) или в воде:
1) в инертных средах термообработка проводится при температуре 140-160°С. Продолжительность термообработки 10-15 мин. на 1 мм толщины стержня. После выдержки стержень в инертной среде медленно охлаждают до 20-30°С;
2) в водной среде термообработка проводится медленным нагреванием стержня до 80-100°С и выдержкой при этой температуре в течении 5-6 часов.
Блоки полиамида ПА-6 (капролон) толщиной более 70 мм и диаметром более 70 мм в холодное время года допускаются к механической обработке только после нескольких дней выдержки в теплом помещении.
Заготовки из капролона (полиамида-6 блочного) легко обрабатываются на металлообрабатывающих станках. При этом необходимо принимать во внимание ряд особенностей обработки. Прочность капролона меньше стали. Поэтому при его обработке прижимные усилия следует уменьшить, т.к. можно раздавить заготовку.
Для обработки внешнего диаметра тонкостенных втулок требуются внутренние разжимные оправки.
При изготовлении высоконагруженных деталей следует избегать острых внутренних углов. Рекомендуется обработка вершин углов радиусом 0,6-1,5 мм.
Учитывая плохую теплопроводность и сравнительно низкую (по сравнению с металлом) точку плавления полимеров, необходимо свести тепловыделение при механической обработке до минимума. Избыточное тепло может привести к нежелательным последствиям: разрыву заготовки, заплавлению режущего инструмента, снижению точности обработки. Желательно применять охлаждающие жидкости в тех операциях, при которых образуется много тепла (сверление, роспуск и т.д.), рекомендуется использовать СОЖ, а так же воду или сжатый воздух. Необходимо обеспечить хороший отвод стружки от инструмента. На вязких марках капролона (марка М-60 и выше) при жестких допусках на обработку следует припуск на последний проход оставлять не более 0,05 мм.
Техника безопасности.
Выполняйте общие рекомендации по промышленной технике безопасности. Капролон – упругий скользкий материал! Не рекомендуется наносить удары по свободно лежащему полимеру молотком, кувалдой и т.д. Соблюдайте осторожность при штабелировании. Во избежание порезов рук рекомендуется работать в нитяных или тканевых перчатках.
Инструменты.
Для обработки капролона можно использовать инструменты из углеродистой и быстрорежущей стали. При длительной обработке предпочтительно брать инструменты с наконечниками из карбида вольфрама или с алмазной режущей кромкой. При обработке материалов, армированных углеродным волокном или стекловолокном эти инструменты обязательны.
Токарные резцы должны быть заточены так, чтобы получались гибкие стружки.
Шлифуют и полируют капролон с небольшим усилием надавливания. Хорошим шлифующим материалом является мел.
Фрезерование.
Можно использовать фрезы для легких металлов, предпочтительнее крупнозубые для лучшего удаления стружки.
Сверление.
Можно рекомендовать высокоскоростные спиральные сверла с большим ходом и свободным углом больше обычного. Для удаления тепла и стружки необходимы частые отводы сверла, особенно для глубоких отверстий. Для отверстий большого диаметра рекомендуется использовать сверла с тонкими перемычками, чтобы уменьшить трение. Отверстия большого диаметра лучше сверлить последовательно сверлами разного диаметра. Например, для растачивания отверстия Ø 50 мм следует последовательно использовать сверла Ø 12 и Ø 25 мм, а затем расширить отверстие до номинала с одной установки.
При сверлении стержней Ø 100 мм и более рекомендуется «расточить» отверстие на токарном станке, используя жесткий плоский расточной инструмент.
При сверлении или расточке сквозных отверстий, для предотвращения отщеплений и отломов при подходе к задней границе сверления скорость подачи должна быть снижена. Ручная подача сверла не рекомендуется, так как может произойти «захват», «самозатягивание» материала.
Сильное давление, неправильная заточка инструмента и несоблюдение рекомендаций по отводу тепла приводят к растрескиванию и последующему разрушению заготовки.
Распиловка.
Можно использовать ленточные, дисковые пилы или ножовочные пилы. Для сведения к минимуму трения между пилой и обрабатываемой деталью и уменьшения выделения тепла необходимо использовать пилы с широким расстоянием между зубьями и достаточной разводкой зубьев.
Допуски.
Допуски при обработке для деталей из полимерных материалов обычно значительно шире, чем для металлических деталей. Это обусловлено большим коэффициентом теплового расширения и возможными деформациями, вызванными внутренними напряжениями во время и после обработки. Внутренние напряжения возникают значительно чаще на заготовках больших сечений. В этом случае может потребоваться дополнительная тепловая обработка.
Как правило, для токарных и фрезерных работ допуск на обработку должен составлять от 0,1 до 0,2% от номинального размера. Минимальный допуск для малых размеров составляет 0,05 мм. Применяйте рекомендации «Допуски обработки пластмассовых деталей».
Автор Cracker , 22 июня, 2017
28 сообщений в этой теме
Создайте аккаунт или войдите для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
