塑料切削對切削加工的影響

塑料切削熱性能

和金屬相比，塑料的熱容量小，導(dǎo)熱性差(其導(dǎo)熱系數(shù)只有金屬的千分之三或更小)，熱膨脹系數(shù)大(比金屬大1.5～20倍)。故在切削過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量主要傳給刀具。即使少量熱量傳給塑件，因難以傳入塑件內(nèi)部，極易產(chǎn)生局部過熱，引起塑件變色、熔融、甚至燃燒。而且溫度過高，塑件的彈性變形加劇，影響塑件的表面質(zhì)量和尺寸精度，嚴(yán)重時(shí)引起工件彈跳，甚至造成事故。因此，加工中常采用冷卻劑(一般用壓縮空氣)降低溫度。

塑料切削彈性模量

塑料的彈性模量只有金屬的1/10～1/16,切削加工時(shí)，若刀具和夾具對它施加壓力過大，會(huì)引起較大的彈性變形，影響塑件的加工精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成加工困難。因此在切削加工時(shí)，刀具的參數(shù)要合理，刃口要鋒利，切削用量應(yīng)適當(dāng)，以減小切削力。夾緊力不可過大。

切削速度

提高切削速度可以縮短切削時(shí)間，提高生產(chǎn)率，且切削力不會(huì)增大，塑件表面粗糙度也幾乎不受切削速度的影響。但切削速度增加會(huì)使切削溫度明顯升高，塑件會(huì)產(chǎn)生熱膨脹和熱變形，甚至變色，影響加工質(zhì)量，且刀具磨損加劇、耐用度降低(切削速度提高10%,刀具耐用度會(huì)縮短為原來的40%～60%)，這樣使換刀、磨刀、對刀調(diào)整等輔助時(shí)間增加，生產(chǎn)率反而有所下降，因此要控制切削速度。常用塑料加工時(shí)的切削速度參見表2。

表2 切削常用塑料的切削用量塑料材切削速進(jìn)給切削深度量度料(mm)

塑料材料 切削速度

(mm/min) 進(jìn)給量

(mm/r) 切削深度

(mm)

聚甲醛 120～180 0.1～0.25 0.12～0.5

聚酰胺 150～180 0.05～0.38 0.12～0.5

聚碳酸脂 150～300 0.12～0.5 0.12～0.5

聚烯烴、聚四氟乙烯 90～225 0.05～0.25 0.12～0.5

聚苯乙烯 230～300 0.03～0.1 -

酚醛層壓塑料 150～600 0.1～0.25 -0.25～0.75

玻璃纖維酚醛層壓塑料 45～60 ∠0.25 -

有機(jī)玻璃 15～80 0.1～0.25 -0.15～0.2

進(jìn)給量和切削深度

進(jìn)給量和切削深度增大時(shí)也使切削加工時(shí)間縮短，且因改善了散熱條件，切削溫度和刀具耐用度下降不大，不會(huì)使換刀、磨刀等輔助時(shí)間明顯增加，故可提高生產(chǎn)率。但隨著進(jìn)給量和切削深度的增加，切削力會(huì)顯著增大(進(jìn)給量增大一倍，切削力約增大70%～80%，切削深度增大一倍，切削力幾乎成倍增加)，易使塑件產(chǎn)生變形而影響加工質(zhì)量，甚至使工件報(bào)廢。塑件表面粗糙度值還會(huì)隨進(jìn)給量的增大而增大，因此加工時(shí)應(yīng)選擇合適的進(jìn)給量和切削深度。切削常用塑料的進(jìn)給量和切削深度參見表2。

在高速切削時(shí)，被切下來的塑料碎屑呈膠熔狀態(tài)，遇冷即硬化。在加工過程中，碎屑極易粘附在刀具上，從而改變刀具的角度，增大切削深度，影響塑件的加工精度，因此應(yīng)及時(shí)除去切屑。此外塑料制件在切削加工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量切屑粉塵，必須采取有效的通風(fēng)除塵措施，使空氣中的粉塵含量符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

在加工塑料制件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的性能及加工條件、加工要求，選擇合適的刀具材料，合理選擇刀具的幾何參數(shù)及切削用量，解決好塑料加工中的特殊問題，使刀具幾何參數(shù)的切削用量達(dá)到最佳組合，以達(dá)到減小切削力，降低切削溫度，保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率的目的。