工程塑料机械加工工艺

 

    工程塑料已经被广泛地应用到我们生活中的每一个角落了，细到喝水用的杯子，大到飞上太空的太空飞船，可以说人们已经离不开这些由于聚合而来的新型材料。

    对于塑料材料的加工生产工艺的不尽追求和改良，是每一个塑料从业者孜孜不倦的追求。除了常规的注塑工艺、挤出工艺、吹塑工艺、压缩工艺、压注成型工艺、固相成型工艺等工艺之外，工程塑料机械加工工艺也是现今工程塑料成型加工的重要加工方法。

 

    工程塑料机械加工工艺一般是指通过多功能数控机床或激光雕刻机对工程塑料型材进行精准二次加工的一种加工手法，一般应用于要求精度高、内部结构复杂、需求时间紧急、其他工艺无法满足等工件的加工制作。

  机械加工主要有：车削、铣削、钻削、螺纹加工、冲切加工及其他特种加工工艺；

  主要使用刀具为：铣刀、锯片、冲刀等，精细加工一般使用铣刀；

  一般使用工艺有：切、削、抛、钻、螺旋加工等。

 

 

  1、圆柱形铣刀：刀齿分布在铣刀圆周，齿形根据不同型号有所不同，按齿形可分为直齿型和螺旋齿型，大齿适用于粗加工，细齿适用于精细加工；

 

  2、面铣刀：又称盘刀，端面和圆周上均有刀齿，铣齿结构分为整体式、镶齿式和可转位式三种，主要用于平面加工；

 

  3、立铣刀：刀齿分布在圆周和端面上，主要用于沟槽和台阶面的加工，分可沿轴向进给和不可沿轴向进给两种；

 

  4、三面刃铣刀：刀面两侧和圆周上均有刀齿，用于加工各种沟槽和台阶面；

 

  5、角度铣刀：分单角铣刀和双角铣刀两种，主要用于铣削有角度的沟槽和台阶面；

 

  6、锯片铣刀：圆周布满刀齿，一般刀齿有一定小角度，可减少摩擦，多用于加工深槽或作切断工艺使用；

 

  7、其他铣刀：根据一些特殊要求有相应的特殊功能铣刀，如键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。

 

 

 

  A、小孔径（0.5 - 25 mm直径）

    高速钢麻花钻通常是不错的选择。为了热量和切屑的去除，需频繁起拔（啄钻）。一只慢速的螺旋（平螺旋）钻可获得更好的去屑效果。

 

  B、较大孔径（25 mm及更大直径）

    建议使用带有薄钻心的钻，以减小摩擦，从而减少热量的产生。逐步钻大孔：比如50mm孔径应采用Ø12mm和Ø25mm逐一打钻，然后采用大直径钻或单边镗刀进一步扩孔。 

 

    在钻孔操作过程中，塑料可能会很快形成热，尤其是当孔深在直径两倍以上的情况下。因此通常建议采用冷却液。

 

 

    带锯、圆锯或往复锯的锯齿应具有较大距，以确保能够理想地去除切屑。它们应当有足够设置，以最大程度减小锯和工件之间的摩擦，并避免刀刃后面的接合，造成过热 情况，甚至阻滞刀锯。

    为避免振动并导致切割不够精细或出现开裂，需在工作台上对型材作正确装夹。

 

 

    二刃立铣刀，平面铣刀和轴套式铣刀（含刀片），以及高速钢切削刀，均可用于对热塑性塑料的铣削。  

    建议采用顺铣方式，以便使热量发散到切屑中，将影响表面精度的熔化及不理想问题降至最低程度。

    较薄的工件常常采用吸板或双面胶带方式来固定到工作台上。

 

 

    对许多热塑性塑料进行车削和钻孔时所产生的连续切屑流动，可采用一种压缩气动吸入系统来进行处理（对容器上的切屑直接作废弃处置）。这样可避免在钻轧头、刀具或工件周围产生切屑。

 

 

 

    工程塑料的塑料特性使得它在机械加工过程中所受的负面影响远远大于金属材料加工所产生的影响，所以在加工过程中应该对各种材料属性有比较深层次的了解和制定合适的加工方案，以提高加工合格率。

    工程塑料加工过程是主要受热胀度影响、受力变形影响和表面粗糙度控制三个方面，如何合理解决这些问题将决定着最后成品的精度和品质。

 

 

    由于塑料的隔热性一般比较好，这也造成了在机械加工过程的产生的热量不能很好的被散失，会在刀口等高摩擦地带聚集，从而产生过烧或由于热胀后产生的尺寸不稳定等现象。

解决建议：

 

  A、加工时给刀具进行大流量的冷却液浇注，同时进行碎屑吹飞清理措施；

  B、保持刀锋锐利，增大削刀角度以降低摩擦生热，防止塑料发热变形；

  C、适当调整转速和切削速度，建议200-300米/分，走刀量0.05-0.2毫米/转；

  D、选用含钴基钨硬质合金或碳化物硬质合金刀具，提高使用寿命和加工效率；

 

 

    塑料件在切削是受热产生膨胀，使工件产生翘曲和扭曲，变形的工件又会对刀具和夹具产生反作用力，常常会损坏刀具和夹具等，在加工时应针对不同产品和材质进行不同方案设计。

解决建议：

 

  A、加工易翘薄板时，可以选择把多个工件叠加压紧后同时加工的方法，使用小直径铣刀我往复叠加铣削，加工完成后待冷却彻底后再卸下，以减少变形；

  B、加工厚件时，为防止反作用力损坏刀具，可以使用断续切削或分开切削方法，用上下刨削、上下插削等方法加工外轮廓，也可根据零件外形采用车削、镗削、成型插削等方式代替铣削和钻削；

 

 

    对于已经有光滑表面的原料进行机械加工，会对其表面光滑度造成破坏，所以在加工之前就当对加工面进行适当的选择，借助设计工艺尽量保留原来材料面作为重要外形面。而有需要可以再配合抛光工艺对加工面进行二次光滑度复原处理。

    根据不同材料和不同填充比例的材料选择不同的刀具也可以在很多程度上保持切面的光滑度，完成这各种材料的完美加工工艺，少不了的是大量的实践经验。

 

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