Тонкости фрезерования пластиков на портальных станках

Фрезерная обработка пластиков на портальном станке с ЧПУ – один из распространенных способов получения деталей сложной конфигурации. Он характеризуется высокой производительностью и низкими удельными затратами энергии. Однако у начинающего оператора станка нередко возникают сложности с выбором инструмента и режимов резания. Сотрудники компании Multicut расскажут Вам о тонкостях фрезерования пластиков, которые помогут повысить точность размеров и качество поверхности.

Физико-механические свойства пластиков

При выборе режимов и режущего инструмента необходимо отталкиваться от физико-механических свойств обрабатываемого материала. Для пластиков наиболее важными характеристиками считаются:

• Жесткость и ползучесть. Модуль упругости большинства полимеров в сотни раз ниже, чем у металлов. При повышении температуры материала жесткость снижается, он становится вязким и ползучим. Под действием длительных статических нагрузок большинство термопластичных пластмасс склонны к пластической деформации (необратимому изменению размеров). Динамические (ударные) нагрузки приводят к повышению хрупкости и появлению трещин на заготовке.
• Механическая прочность. Способность пластиков сопротивляться механическому разрушению также значительно ниже, чем у металлов. Поэтому обработка пластика на станке сопровождается сравнительно низкими энергозатратами.
• Высокое тепловыделение при обработке. Трение и резание сопровождаются значительным повышением температуры. Поскольку теплопроводность у пластиков очень низкая, концентрация тепла приводит к размягчению и даже к термическому разложению полимерных цепочек.

Инструмент для обработки пластика

Использование дешевых фрез с низким качеством обработки режущей кромки и канавки для отвода стружки – одна из самых распространенных ошибок при фрезеровании пластика. При заточке инструмента крупными абразивами поверхности имеют высокую шероховатость. При обработке материалов с высокой абразивностью (МДФ, ДСП, металлов) микровпадины на режущей кромке зашлифовываются за несколько проходов. При фрезеровании мягких пластиков шероховатость фрезы «передается» на изделие. Работа инструмента с некачественной заточной сопровождается выделением большого количества тепла. В результате происходит расплавление стружки и налипание на фрезу. Поверхность изделия получается ворсистой и матовой.

Лучшим выбором для обработки пластиков будет твердосплавные фрезы с полированной режущей кромкой, на которой нет заусенцев и микровпадин, а также инструменты из поликристаллического алмаза. Последние применяются для обработки твердых пластиков. Существует несколько способов финишной обработки фрезы для пластиков:

• Последовательная заточка на нескольких кругах с разной крупностью абразива с применением СОЖ.
• Галтовка. Такая обработка сглаживает неровности на поверхностях и увеличивает радиус режущей кромки.
• Нанесение износостойких покрытий. Одно из наиболее популярных покрытий – нитрид титана. Он повышает твердость поверхности и снижает коэффициент трения.

Тип инструмента также влияет на тепловыделение в зоне резания. Для фрезеровки пластика лучше всего подходят однозубые и двухзубые фрезы с отводом стружки вверх.

Выбор режимов обработки полимеров

Одна из общих рекомендаций при выборе режимов: малая скорость резания и высокие подачи. Это позволяет значительно снизить износ шпинделя без превышения нагрузок на направляющие и винтовые передачи.

При обработке пластиков фрезой диаметром 8-10 мм скорость подачи на зуб устанавливается в диапазоне 0,15-0,3 мм (в зависимости от твердости). При выходе режущего инструмента из материала напряжения в ШВП и направляющих высвобождаются, что сопровождается ударом по кинематике станка. Также возможно образование сколов на детали. Чтобы этого не произошло, перед выходом фрезы скорость подачи должна быть снижена.

Как зажимать заготовку

При установке на стол с механическими зажимами заготовка ведет себя по-разному в зависимости от твердости. Незначительное превышение усилия фиксации приводит к деформации мягких пластиков. После снятия нагрузки размеры готовой детали не будут соответствовать заданным. В твердых пластмассах нередко образуются трещины. Поэтому при установке заготовки лучше недожать, чем пережать.

Раскрой и фрезеровка листовых пластиков чаще всего выполняется на вакуумном столе. Такой способ установки исключает смещение и деформацию заготовки. Мелкие заготовки часто закрепляют на двухсторонний скотч. Чтобы предотвратить смещение по горизонтали, их устанавливают не на стол, а в кондуктор. В нем предварительно фрезеруют паз небольшой глубины по форме заготовки.

Особенности охлаждения при фрезерной обработке пластиков

Скорость распространения тепла в пластиках очень низкая в сравнении с металлами. При правильно заданном режиме обработки она оказывается ниже скорости резания, поэтому львиная доля тепловой энергии остается в стружке. Наиболее эффективным способом охлаждения инструмента и обрабатываемой заготовки считается удаление стружки из рабочей зоны воздухом. Если использовать для этого СОЖ, ее нужно подавать с высоким напором, что сопровождается разбрызгиванием. Капли жидкости попадают на элементы конструкции станка, вызывают их окисление и преждевременный износ. Кроме того, происходит перерасход СОЖ.

Компания Multicut предлагает владельцам портальных фрезерных станков, планирующих заниматься обработкой полимеров, МДФ, древесины и композитов, систему удаления стружки, построенную на базе мощного вакуумного насоса. Такая опция дает ряд преимуществ:

• эффективный отвод тепла от детали и фрезы, снижение температурных деформаций;
• сокращение количества технологических простоев на уборку стружки;
• улучшение условий труда оператора – снижение количества пыли в воздухе;
• возможность визуального контроля процесса обработки.

ЧПУ Multicut – одна из наших разработок – управляет функциями станка и всем периферийным оборудованием, в том числе вакуумной системой удаления стружки.

Получить профессиональные консультации по обработке различных видов пластиков на портальных станках Multicut, выбору режущего инструмента и оптимальной комплектации оборудования можно у представителей компании. Свяжитесь с нами онлайн или по контактным телефонам.