塑料的切削加工

一、前言

塑料制件一般采用直接成型的方法生产,但有些塑件直接成型困难或对其精度要求高时,必须进行切削加工。塑件的切削加工一般采用加工金属的设备。由于塑料的性能和金属相差较大,且塑料品种繁多,其种类不同性能也有较大差异,所以塑件的切削加工有它自身的特点。

二、塑料的性能对切削加工的影响

热性能

和金属相比,塑料的热容量小,导热性差(其导热系数只有金属的千分之三或更小),热膨胀系数大(比金属大1.5～20倍)。故在切削过程中因摩擦而产生的热量主要传给刀具。即使少量热量传给塑件,因难以传入塑件内部,极易产生局部过热,引起塑件变色、熔融、甚至燃烧。而且温度过高,塑件的弹性变形加剧,影响塑件的表面质量和尺寸精度,严重时引起工件弹跳,甚至造成事故。因此,加工中常采用冷却剂(一般用压缩空气)降低温度。

弹性模量

塑料的弹性模量只有金属的1/10～1/16,切削加工时,若刀具和夹具对它施加压力过大,会引起较大的弹性变形,影响塑件的加工精度,严重时会造成加工困难。因此在切削加工时,刀具的参数要合理,刃口要锋利,切削用量应适当,以减小切削力。夹紧力不可过大。

塑料切屑的特点

在高速切削时,被切下来的塑料碎屑呈胶熔状态,遇冷即硬化。在加工过程中,碎屑极易粘附在刀具上,从而改变刀具的角度,增大切削深度,影响塑件的加工精度,因此应及时除去切屑。此外塑料制件在切削加工过程中,会产生大量切屑粉尘,必须采取有效的通风除尘措施,使空气中的粉尘含量符合国家规定的标准。

三、刀具材料的选择

刀具的材料主要有高速钢、硬质合金、金刚石等。切削一般的塑料,可选用前两种刀具材料。相比较而言,高速钢的磨利性较好,选用高速钢刀具并仔细刃磨,能使刀具刃口更锋利,但其耐用度低于硬质合金刀具。加工玻璃钢宜选用金刚石刀具。因玻璃钢由塑料和玻璃纤维两种材料组合而成,切削时软硬相间,断续切削,每分钟的冲击达百万次以上,刀具比切削纯硬质材料还要容易磨钝,因此应选用耐磨性极好的金刚石刀具。

四、刀具几何参数的选择

在选择刀具几何参数时应尽量减小切削力,降低切削温度,以保证塑件的加工质量,并尽可能提高生产率和刀具耐用度,降低加工成本。下面着重讨论车刀几何参数选择原则。

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