Руководство по обработке пластика POM на станках с ЧПУ

 

 

 

 

 

 

 

 

Каковы ПОМ материала?

 

 

 

Полиоксиметиленовый гомополимер (ПОМ) — это ударопрочный и износостойкий полукристаллический термопластик. Ацеталь (ацеталь), полиоксиметилен (ПОМ), полиацеталь (полиацеталь), полиформальдегид, сайган — вот его названия, наиболее распространенные — черный и белый. Несмотря на то, что по своей природе ПОМ непрозрачен, он доступен в различных цветах. 

 

 

Этот материал обладает высокой механической прочностью и жесткостью, хорошими скользящими свойствами (низкий коэффициент трения) и превосходной износостойкостью. Поскольку ацеталь почти не впитывает воду и имеет отличную размерную стабильность, он является отличным выбором для сложных форм и прецизионных обработанных деталей.

 

 

Однако он нестабилен и легко разлагается в кислых условиях и при высоких температурах. Поскольку в его молекулах содержится большое количество кислорода, ему трудно придать огнестойкость, а его постоянная рабочая температура составляет от -40°C до 120°C.

 

 

POM имеет два варианта, ацетальный гомополимер POM-H и ацетальный сополимер POM-C, POM-H превосходит POM-C по твердости и жесткости, а температура плавления POM-H (172-184°C) выше, чем у POM-C (160-175°C) и составляет около 10°C, плотность составляет 1.410-1.420 г/см3, а кристалличность составляет 75-85%. Существуют также некоторые модифицированные POM с более высокими температурами плавления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преимущества и недостатки Материалы для обработки на станках с ЧПУ из ПОМ:

 

 

Преимущества материалов ПОМ

 

 

 

Электрические характеристики

 

 

ПОМ обладает превосходными теплоизоляционными свойствами, а в сочетании с превосходной механической прочностью является очень подходящим материалом для электронных компонентов.

 

POM также может выдерживать значительные электрические напряжения, что делает его пригодным для использования в качестве высоковольтного изолятора. Его низкое влагопоглощение также делает его превосходным материалом для сохранения электронных компонентов сухими.

 

 

 

Механическая сила

 

 

С пределом прочности на разрыв 7000-9000 фунтов на кв. дюйм, POM также очень твердый, имеет высокую прочность и менее плотный, чем металл. Что делает его пригодным для легких деталей, которые должны выдерживать высокое давление.

 

 

 

Анти-усталость

 

 

POM — очень прочный материал с превосходной устойчивостью к усталостному разрушению в диапазоне температур от –40° до 80°C. Кроме того, его усталостная прочность меньше подвержена влиянию влаги, химикатов или растворителей. Эта характеристика делает его идеальным материалом для деталей, которые должны выдерживать повторяющиеся удары и нагрузки.

 

 

 

Ударопрочность

 

 

ПОМ может выдерживать мгновенные удары без разрушения, в основном благодаря своей очень высокой прочности, а специально обработанный ПОМ может обеспечить большую ударопрочность.

 

 

 

Хорошая стабильность размеров

 

 

Стабильность размеров измеряет способность материала сохранять свои нормальные размеры после воздействия давления, температуры и других условий во время обработки на станках с ЧПУ. POM не деформируется во время обработки на станках с ЧПУ, хорошо подходит для обработки и позволяет достигать точных допусков.

 

 

 

Фрикционные свойства

 

 

Движущиеся механические части обычно смазываются, чтобы уменьшить трение, возникающее при их трении друг о друга. Детали из ПОМ, обработанные на станках с ЧПУ изначально скользкие и не требуют смазки. Эта особенность может использоваться как часть оборудования, где внешние смазочные средства могут загрязнять продукт, например, в кухонных комбайнах.

 

 

 

крепкость

 

 

Высокая прочность на разрыв и долговечность POM делают его подходящим материалом для приложений с высокими нагрузками. POM очень прочен и часто используется в качестве замены стали и алюминиевых сплавов.

 

 

 

Влагоотталкивающий

 

 

Даже в самых влажных условиях POM поглощает очень мало воды. Это означает, что он сохраняет свою структурную целостность даже при подводном применении.

 

 

 

Сопротивление ползучести

 

 

POM — очень прочный материал, который может выдерживать большие нагрузки без сбоев. Эта исключительная прочность делает его предпочтительным материалом для деталей во многих отраслях промышленности.

 

 

 

Электрическая изоляция

 

 

ПОМ — отличный изолятор. Благодаря этому свойству он используется во многих электронных изделиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Недостатки материалов POM для обработки на станках с ЧПУ

 

 

 

низкая адгезия

 

 

Из-за своей химической стойкости ПОМ плохо поддается воздействию клея, что затрудняет его склеивание.

 

 

 

легковоспламеняющийся

 

 

POM не является самозатухающим и будет гореть до тех пор, пока не кончится кислород. Для тушения пожара POM требуется огнетушитель класса А.

 

 

 

Чувствительность к теплу:

 

 

Обработка ПОМ на станках с ЧПУ при высокой температуре может привести к деформации.

 

 

 

 

 

 

Проблемы, с которыми легко столкнуться при обработке материалов POM на станках с ЧПУ

 

 

 

Как правило, основными проблемами, с которыми сталкиваются, являются деформация и растрескивание при обработке на станках с ЧПУ. Здесь также есть два распространенных типа растрескивания, один из которых — это прямое растрескивание при обработке на станках с ЧПУ, а другой — скрытые трещины (обычно причина внутреннего напряжения). Обработка на станках с ЧПУ После этого он будет медленно растрескиваться, и это будет головной болью.

 

 

Прежде чем обсуждать эти вопросы, давайте поговорим о выборе материалов и опытном производстве.

 

 

Хорошие материалы могут в значительной степени избежать больших деформаций. Поэтому, с точки зрения выбора материала, пожалуйста, отдайте приоритет использованию импортных материалов POM (или модифицированных POM) для обработки на станках с ЧПУ. Качество отечественных материалов POM различается, а степень деформации часто больше и нестабильна между партиями (примеси, некоторые углубления, похожие на трещины внутри).

 

 

Независимо от того, импортный или отечественный материал POM, обязательно проведите пробное производство перед обработкой на станке с ЧПУ.. Если партии материалов различаются, также рекомендуется провести пробное производство.

 

 

 

 

 

Выбор станки с ЧПУ

 

 

 

Поскольку POM имеет низкую твердость и небольшую силу резания, для обработки достаточно обычных быстрорежущих сталей и твердосплавных инструментов, а кромка ножа должна быть острой, чтобы снизить теплоту резания. Токарные инструменты PCD могут опционально использоваться при токарной обработке с ЧПУ.

 

 

 

 

Обработка материала POM (рекомендуется к обязательному выполнению)

 

 

 

Если выбранный материал POM некачественный или требования к размерным допускам относительно высоки, рекомендуется выполнить отжиг после черновой обработки, чтобы устранить его внутреннее напряжение, что может значительно снизить деформацию после чистовой обработки.

 

 

Будут определенные различия между различными производителями или сортами материалов POM. Следующие параметры процесса приведены только для справки:

 

 

После черновой обработки производится отжиг в масляной ванне (в горячем масле) или отжиг на воздухе (в печи). Отрегулируйте температуру отжига, которая обычно на 10-20°C (около 140-150°C) ниже температуры тепловой деформации изделия. Для отжига в масляной ванне время отжига увеличивается на 40-60 минут на каждые 5 мм толщины стенки, для отжига на воздухе время отжига увеличивается на 20-30 минут на каждые 5 мм толщины стенки, после завершения естественным образом охладите до комнатной температуры.

 

 

Другой метод отжига «земной метод» (температура отжига 100°C)

 

 

Если температура окружающей среды деталей с ЧПУ ниже 80°C, после черновой обработки прокипятите их в кипящей воде в течение 5–6 часов, а затем охладите до комнатной температуры естественным путем.

 

 

Достаточно времени, чтобы применить метод естественного старения.

 

 

После грубой обработки его следует поместить в естественные условия комнатной температуры (предпочтительно постоянной температуры) примерно на неделю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Распространенные причины деформации и меры противодействия

 

 

 

Прежде всего, лучше всего убедиться, что размер заготовки является стандартным и постоянным во время обработки на станке с ЧПУ, что более благоприятно для получения относительно постоянной деформации и контроля допуска в относительно узком диапазоне.

 

 

 

1. Зажим вызывает деформацию

 

 

Материал POM будет деформироваться при зажиме и вернется в исходное состояние после отпускания. В это время вы можете рассмотреть возможность изменения формы зажима, цель которого — увеличить поверхность контакта заготовки. Например, тиски верстака смягчают детали, фиксируют их клеем и т. д. Для более крупных пластин можно использовать вакуумные присоски, но заготовка должна быть плоской. Рекомендуется сначала закрепить одну сторону клеем, а затем подмести ее, а затем использовать присоску, чтобы зафиксировать сглаженную поверхность для черновой обработки. В промышленности также существует своего рода замороженная присоска, закрепленная. Говорят, что это тоже можно сделать. Я не пробовал. Посмотрим, поделится ли кто-нибудь своим опытом.

 

 

 

 

2. Тепловая резка вызывает деформацию

 

 

Материал POM имеет плохую термостойкость, чувствителен к теплу и легко деформируется из-за недостаточного охлаждения во время обработки. Во-первых, инструмент должен быть острым, чтобы тепло, выделяемое при резке, было относительно небольшим. Во-вторых, можно уменьшить объем резки, разделить резку на несколько этапов и увеличить количество охлаждающей жидкости. Цель состоит в том, чтобы максимально снизить выделение тепла или быстро отвести тепло, выделяемое в процессе резки.

 

 

 

 

3. Упругая деформация

 

 

Материал POM имеет относительно высокую эластичность. Во время резки часть, соприкасающаяся с инструментом, будет деформироваться внутрь из-за эластичности материала. Когда инструмент выходит, часть, которая разрезается и прессуется, будет производить определенную деформацию. В это время необходимо выполнить несколько регулировок компенсации инструмента в соответствии с фактическим эффектом резки. Резка в нескольких циклах с небольшим количеством резки во время обработки может уменьшить размерную деформацию, вызванную эластичностью материала.

 

 

 

 

4. Деформация внутреннего напряжения

 

 

Так как коэффициент теплового расширения у конструкционных пластиков больше, чем у металлов, то при большом припуске на обработку будет происходить деформация из-за устранения внутреннего напряжения. Во-первых, необходимо правильно выбирать и обрабатывать материалы (как упоминалось выше). Во-вторых, когда объем съема материала относительно большой, старайтесь размещать материал как можно большей толщины, контролировать запас и использовать симметричную обработку (при этом имеет значение, является ли сама конструкция детали разумной или нет), чтобы компенсировать напряжение и деформацию, вызванные обработкой.

 

 

После завершения следует также обратить внимание на контроль температуры при переносе и хранении. Если возможно, поддерживайте температуру, чтобы предотвратить деформацию деталей из-за перепадов температур. В то же время не забывайте защищать поверхность, чтобы избежать царапин и т. п. Корпус.

 

 

 

 

 

 

Распространенные причины появления трещин

 

 

 

Ранее упомянутая степень деформации более склонна к растрескиванию, но это только часть причины. Существуют также следующие причины растрескивания материалов POM в процессе эксплуатации:

 

 

1. Величина заедания ножей слишком велика при обработке на станках с ЧПУ;

 

2. Непосредственно используйте более крупное сверло для сверления отверстий, а сила резания слишком велика, чтобы сжать и расколоть;

 

3. При обработке глубоких отверстий на станках с ЧПУ сверло не отводится повторно для удаления стружки, стружка не отводится в достаточной степени, и образуются трещины;

 

4. Недостаточное охлаждение, недостаточное охлаждение отверстия под сверление, что приводит к высокому нагреву и усилию резания, а также образованию трещин;

 

5. Если скорость подачи слишком высокая, напряжение внутри стержня ПОМ приведет к трещине;

 

6. При сверлении режущая кромка сверла изнашивается и сверло не ремонтируется вовремя, а твердое сверло приводит к появлению трещин.

 

 

 

 

 

 

Выбор методов обработки на станках с ЧПУ

 

 

 

Токарный станок с ЧПУ

 

 

Охлаждение требуется во время обработки на станках с ЧПУ для снижения износа и отвода тепла для предотвращения плавления. Рекомендуется сначала использовать охлаждение сжатым воздухом или твердую смазку, а затем охлаждающую жидкость. Скорость вращения не должна быть слишком высокой, а величина подачи и зацепления не должна быть слишком большой. Передний угол и задний угол инструмента могут быть немного больше, а режущая кромка должна быть острой. Обычно используемые токарные инструменты из быстрорежущей стали имеют передний угол около 25°~40° и задний угол около 10°~20°, а усилие зажима патрона должно быть как можно меньше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурение

 

 

Не сверлите напрямую большим сверлом, рекомендуется сначала просверлить небольшое отверстие, а затем рассверлить на низкой скорости. Сверло должно быть острым, и для справки можно использовать следующие сверла: угол при вершине 60°~90°, угол спирали 10°~20°, передний угол 0°, задний угол 10°~15°. При сверлении сила в направлении подачи не должна быть слишком большой, и инструмент следует вовремя отводить (обычно на глубину 5~6 мм) для удаления стружки и охлаждения. Для сверления сквозных отверстий скорость подачи следует уменьшить при быстром сверлении, чтобы сверло не отталкивало материал в осевом направлении.

 

 

 

 

 

 

 

 

фрезерные с ЧПУ и нарезания резьбы

 

 

За исключением различных инструментов, они в целом одинаковы, то есть зажим должен исключать деформацию, инструмент должен оставаться острым, скорость подачи должна быть небольшой, а охлаждение должно быть достаточным.

 

 

 

 

 

 

 

Глиссирующий

 

 

Этот вид обработки встречается относительно редко, а материалы POM, будь то пластины или бруски, относительно плоские. Не рекомендуется использовать плоские ножи при строгании рубанка, а для обработки следует использовать острые ножи, а задний угол ножей должен быть небольшим, иначе он легко треснет или отвалится.

 

 

 

 

Применение ЧПУ-обработки пластика POM

 

 

1. Автомобильная промышленность

 

В автомобильной промышленности ПОМ-пластик находит применение в компонентах топливной системы, механизмах стеклоподъемников, а также в различных внутренних и внешних деталях.

 

 

2. Электроника и электрические компоненты

 

Электроизоляционные свойства ПОМ делают его пригодным для изготовления разъемов, переключателей и изоляционных компонентов в электронике.

 

 

3. Потребительские товары и бытовая техника

 

ПОМ-пластик широко используется при производстве молний, ​​пряжек, ручек и других компонентов для потребительских товаров и бытовой техники.

 

 

4. Медицинские устройства

 

В медицине ПОМ используется для производства хирургических инструментов, систем доставки лекарств и других медицинских приборов благодаря своей биосовместимости.

 

 

5. Инженерные и промышленные детали

 

Механическая прочность и износостойкость ПОМ делают его отличным выбором для различных инженерных и промышленных компонентов.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Обработка пластика POM на станках с ЧПУ предлагает привлекательное решение для производства высокоточных компонентов с превосходными механическими свойствами и долговечностью. Широкий спектр применения в различных отраслях промышленности подчеркивает его значимость в современных производственных процессах.

 

 

Вышеизложенное представляет собой знания и проблемы, возникающие при обработке материалов из ПОМ-пластика на станках с ЧПУ. Надеюсь, это будет вам полезно.