Типы механической обработки полимеров Zedex производства Wolf Kunststoff-Gleitlager GmbH (ФРГ)
Определение размеров
Термопласты Zedex (Германия) имеют высокие значения коэффициента термического расширения, поэтому контроль размеров необходимо проводить только при температуре обрабатываемого материала равной комнатной.
| Материал Zedex | до 100°С, α×10 -5/°C | до 150°С, α×10 -5/°C |
| ZX-100K | 8 | 12 |
| ZX-100EL63 | 14 | 16,3 |
| ZX-324 | 5,1 | 5,9 |
| ZX-410 | 4,0 | 5,8 |
| Сталь 0,8кп | 1,25 | |
| Алюминий | 2,24 |
Из-за упругих свойств допустимые отклонения размеров деталей из полимеров выше, чем у деталей из металлов. Но для расчета допусков и посадок нужно учитывать более сильное изменение размеров в зависимости от температуры.
Высокоточные детали следует производить из материалов с низким внутренним напряжением. Заготовки необходимо отжигать перед обработкой. Так же можно произвести предварительную обработку, и только через 24 часа приступить к конечной обработке. После отжига или 24-х часового хранения предварительно обработанной заготовки, её размеры могут уменьшиться, поэтому заготовку нужно брать бóльших размеров.
Закрепление заготовки
Материалы ZEDEX имеют низкий модуль упругости при изгибе поэтому при закреплении заготовки надо избегать деформации и длительного положения заготовки в закреплённом состоянии, так как это может привести к изменениям размеров. Заготовки могут закрепляться при помощи вакуумных систем или с помощью двухсторонней клейкой ленты.
Внутреннее напряжение и некачественная механическая обработка могут привести к возникновению трещин или изменению размеров изделия. Некоторые полимеры ZEDEX рекомендуется перед обработкой нагреть, и обрабатывать в разогретом состоянии.
Причины возникновения напряжений, ведущих к дефектам обработки:
- применение затупленных инструментов, которые создают дополнительные нагрузки при обработке;
- изготовление изделий с острыми кантами или с резким изменением диаметра приводит к концентрации напряжений на небольших участках;
- чрезмерное снятие внутренних напряжений нарушает равновесие напряжений и способствует последующему разрушению детали.
Станки
Обработка полимеров Zedex не требует слишком больших усилий. Изделия из Zedex обрабатываются на станках с меньшими мощностями, чем для обработки металлических материалов. Для производства деталей из пластиков ZEDEX могут применяться те же станки, что и для обработки лёгких металлов или древесины. Такие станки обеспечивают бóльшие рабочие скорости при меньшей подаче. Таие режимы обработки не разламывают и не перегревают пластиковые заготовки.
Инструменты
Общим правилом для всех инструментов при обработке полимеров является то, что они должны быть очень острыми и гладкими, с большим передним углом резца. Работа с инструментами не соответствующими этим правилам приводит к неправильному срезанию и плавлению стружки.
Для обработки материалов ZEDEX инструменты из инструментальной стали не подходят. Для небольшого производства возможно применение инструментов из HSS (быстрорежущая сталь).
Для производства большого количества изделий рекомендуется применение инструментов из HM (твердосплавная сталь). Серийное производство деталей с маленькими допусками требует применения инструментов с алмазным покрытием.
Армированные материалы ZEDEX обязательно обрабатываются инструментами с алмазным покрытием.
Инструменты, которые использовали для обработки металлов, должны быть обязательно заточены перед обработкой материалов ZEDEX.
Контрольные значения для выбора инструментов:
- SS класс EV4;
- EV4 Co;
- E Mo 5 V3;
- HM сорта от K10 до K40.
Охлаждение
Сильный перегрев материала ZEDEX во время обработки может привести к расплавлению материала, к горению материала, к перекаливанию рабочего инструмента. Поэтому необходимо при обработке обеспечить максимально возможный теплоотвод от обрабатываемой детали. Лучшим теплоотводом является стружка обрабатываемой детали. Дополнительно можно охлаждать струёй воздуха под давлением, которая одновременно очищала бы область обработки от стружки. Хорошее качество поверхности может быть достигнуто при применении охладительных эмульсий.
Распил
При распиливании ленточной пилой скорость пиления должна быть между 8 и 25 м/с. При более низких скоростях срез получается не чистым.
Применяться должны полотна из металла или диски с зубьями из твердосплавной стали. Полотна и диски должны иметь достаточно большой развод зубьев. Чистые поверхности среза получаются, если распиливание проводится достаточно быстро.
Чтобы избежать трещин, при распиливании некоторых антифрикционных материалов ZEDEX, необходимо перед обработкой нагреть заготовку. Рекомендуются пила с шагом зуба от 4 до 6 мм.
Шлифование
Все материалы Zedex можно шлифовать и полировать, при этом важно контролировать температуру обрабатываемой поверхности и не допускать сильного нагрева. Для шлифования используются стандартные шлифовальные ленты и круги, по возможности крупной зернистости.
Чтобы предотвратить забивание поры на круге мелкими частями материала, необходимо использовать охлаждающие жидкости. Нужно применять шлифовальный круг крупной зернистости.
Сверление
Для сверления термополимеров семейства ZEDEX применяются HSS-свёрла DIN 1412, используемые в металлообработке. Необходимо охлаждение и регулярное удаление стружки воздухом, что препятствует перегреву, появлению трещин, разрыву деталей
Для сверления отверстий диаметром более
30 мм применяются чашечные или глухие свёрла. Применение свёрл с коронками допускается только при обработке тонких пластин.
При сверлении больших отверстий рекомендуется предварительно просверлить отверстие меньшего диаметра (10-20 мм). Глубокое сверление допускается только после предварительного нагрева заготовки.
Отверстия с высокой точностью размеров лучше всего проводить в два этапа - предварительное сверление и после охлаждения сверление отверстия требуемого размера.
Точение
При токарной обработке антифрикционных материалов ZEDEX необходима высокая подача. Для получения качественной поверхности для работы предпочтительно выбрать широкий резец. Требуемый контур детали и качество поверхности должны быть сделаны за один раз.
Внутреннее точение производится стандартными инструментами. При этом необходимо регулярно удалять стружку. Для создания поверхности высокого качества при внутреннем точении желательно применение сверла с углом наклона винтовой линии 15°.
Для нарезания тонкостенных деталей в качестве ножа используют заточенные инструменты. Стружку лучше всего собирать индустриальным пылесосом. Если необходимо обработать длинную заготовку, то необходимо применение люнетов.
Резание
Листы из полимеров ZEDEX могут быть порезаны при помощи гильотины.
Фрезерование
Для избегания перегрева заготовки при фрезеровании нужно выбрать как можно большую ширину стружки. Это достигается большой подачей, большой глубиной и скоростью резания. При обработке материалов ZEDEX® фрезерованием качество поверхности зависит от режущей кромки фрезы, подачи и геометрии резки. При использовании фрезы с одной режущей кромкой можно получить высокое качество поверхности и высокую скорость обработки. При фрезеровании фрезами с несколькими режущими кромками, стружка может заклинивать в последующих кромках. Чем больше режущих кромок, тем больше вероятность заклинивания. Фрезерованием изготавливаются зубчатые колеса высокого качества и точности, которые невозможно достичь при литье.
Опиливание, стачивание, соскабливание
Для стачивания хорошо подходят крупно насеченный напильник, рашпиль по дереву или напильники с двойной насечкой. В таких напильниках точки пересечений насечек разламывают образующуюся стружку в процессе опиливания и обрабатываемая поверхность получается чище и очищать от стружки такой напильник гораздо легче.
Чтобы обработанную напильником или рашпилем поверхность сделать более гладкой, используется острый строгальный (фуговальный) нож. Этим же инструментом можно обработать канты заготовки. Для подготовки сварочных стыков применяются различные скребки. Скребок, применяемый для заглаживания сварочных швов, должен иметь радиус не менее 2 мм для получения закругленного шва, что будет препятствовать возникновению нежелательной концентрации напряжений.
Развёртывание
Высокая точность размеров отверстия достигается при помощи развёрток по DIN 206, DIN 212, DIN 219. Из-за эластичности полимерных материалов необходимо применять развертку с радиусом минимум на 0,1 мм больше, чем отверстие. В противном случае будет происходить не срезание, а продавливание и деформация материала.
Строгание
Для обработки строганием материалов из полимеров ZEDEX подходит практически любое соответствующее оборудование, применяемое в дерево- и металлообработке..
Нарезание резьбы
Отверстия для резьбы размеров до M8 должны быть примерно на 0,1 мм больше, чем отверстия для резьбы в металле, а отверстия для резьбы размеров от M10 должны быть больше примерно на 0,2 мм. Для нарезания резьбы применяются стандартные металлообрабатывающие инструменты. Для усиления резьбы на гайках могут применяться металлические вставки.
Для нарезания наружной резьбы необходимо обеспечить как можно более гладкую поверхность. Рекомендуется производить последний этап обработки резцом на токарном станке.
Рифление
Материалы ZEDEX подходят как для накатывания прямых, так и для накатывания угловых рифлений. Могут применяться одинарные и двойные ролики для накатывания рифлений.
Штамповка
Штамповка допускается для деталей толщиной не более 1,5 мм. Желателен предварительный нагрев заготовки.
Удаление грата
Удаления грата осуществляется специальными ножами или с помощью азота.
При большом количестве обрабатываемых изделий можно использовать галтовочные барабаны.
