Plastové díly lze skutečně obrábět soustružením a jejich použití v obráběcím průmyslu se stává stále rozšířenějším. Mnoho technických plastů se používá v elektronických zařízeních, zdravotnických prostředcích, automobilových součástkách a průmyslových dílech díky své nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi a izolačním vlastnostem. Ve srovnání s kovy vyžadují plasty obecně nižší řezné síly při soustružení, ale jsou náchylnější k deformaci, tavení, tvorbě otřepů a rozměrové nestabilitě. Proto je soustružení plastů, i když je relativně snadné z hlediska odolnosti proti řezu, stále vyžaduje přísnou kontrolu výběru nástroje, řezných parametrů a podmínek chlazení.
Běžné plastové materiály vhodné pro soustružení
Mnoho technických plastů je vhodných pro soustružení. Různé plasty se výrazně liší tvrdostí, houževnatostí a tepelnou odolností, takže se liší i chování při obrábění.
Běžné obrobitelné plasty
Mezi typické plasty používané při obrábění patří:
- POM (polyoxymethylen)
- Nylon (PA)
- PTFE (teflon)
- břišní svaly
- Akryl (PMMA)
- PVC
Všechny tyto materiály lze zpracovávat pomocí konvenčních soustruhů nebo CNC soustruhů.
Obráběcí vlastnosti různých plastů
Různé plasty se při soustružení chovají odlišně. Nylon má vysokou houževnatost a má tendenci tvořit vláknité třísky; PTFE je měkký a snadno se deformuje; akrylát má relativně vysokou tvrdost, ale je křehký a náchylný k odštípnutí. Proto je nutné výběr nástroje a řezné parametry upravit podle chování materiálu.
Požadavky na nástroje pro soustružení plastů
Přestože plasty mají nižší odolnost proti řezu, špatný stav nástroje může stále významně ovlivnit kvalitu obrábění. Plastové materiály jsou náchylnější k trhání, tavení a tvorbě otřepů, takže ostrost nástroje je obzvláště důležitá.
Nástroje musí být udržovány ostré
Ostré řezné nástroje snižují vytlačování materiálu a zlepšují kvalitu řezu.
To pomáhá zlepšit:
- Kvalita povrchové úpravy
- Okrajová čistota
- Prostorová stabilita
- Redukce otřepů
Obrábění plastů více závisí na ostrosti nástroje než obrábění kovů.
Je vyžadována správná geometrie nástroje
Plasty mají tendenci se během řezání plasticky deformovat, takže geometrie nástroje hraje klíčovou roli v kvalitě obrábění.
Například:
- Větší úhel sklonu snižuje tření
- Vhodný úhel hřbetu snižuje tření
- Menší poloměr špičky pomáhá snížit trhání
- Ostré řezné hrany zlepšují oddělování třísek
Různé plasty vyžadují různé geometrie nástrojů.
Výběr materiálu nástroje
Soustružení plastů se běžně používá jako karbidové nástroje nebo diamantové nástroje.
Mezi důvody patří:
- Udržování ostrých řezných hran
- Snížení opotřebení nástrojů
- Zlepšení povrchové úpravy
- Snížení přilnavosti materiálu
Přesné plastové součásti vyžadují vyšší kvalitu nástrojů.
Parametry řezu ovlivňují kvalitu obrábění plastů
Plasty jsou citlivé na teplotu, takže je nezbytné kontrolovat parametry řezání. Nadměrné teplo může způsobit změknutí nebo roztavení obrobku.
Řezná rychlost musí být kontrolována
Příliš vysoká řezná rychlost může způsobit zahřívání plastového povrchu.
To může způsobit:
- Povrchové tavení
- Deformace obrobku
- Lesklý povrchový vzhled
- Rozměrová variace
Některé plasty jsou citlivější na vysokorychlostní obrábění.
Rychlost posuvu ovlivňuje stav povrchu
Rychlost posuvu přímo ovlivňuje kvalitu povrchu plastových dílů.
Například:
- Nadměrný posuv vytváří viditelné stopy po nástroji
- Příliš nízký posuv generuje teplo z tření
- Nestabilní posuv ovlivňuje rozměrovou konzistenci
- Dokončovací obrábění vyžaduje stabilní řízení posuvu
Stabilní řezání zlepšuje kvalitu povrchu.
Hloubka řezu by neměla být příliš velká
Plasty mají obecně nižší tuhost než kovy, takže nadměrná hloubka řezu může způsobit deformaci.
Mezi možné výsledky patří:
- Ohýbání obrobků
- Vibrace povrchu
- Rozměrová odchylka
- Praskání hran
Tenkostěnné plastové díly jsou obzvláště citlivé.
Časté problémy při soustružení plastů
Přestože je obrábění plastů relativně snadné, vlastnosti materiálů stále vedou k několika běžným problémům, zejména u přesných a průhledných plastových součástí.
Tvorba otřepů během obrábění
Plasty s vyšší houževnatostí mají tendenci snadno tvořit otřepy.
Mezi běžné příznaky patří:
- Olemování hran
- Vláknité otřepy
- Drsné hrany povrchu
- Nepravidelné okraje otvoru
Nylon a POM jsou k tomuto problému obzvláště náchylné.
Tepelná deformace obrobků
Plasty mají nižší tepelnou odolnost než kovy, takže jsou citlivé na teplo při obrábění.
Mezi možné problémy patří:
- Rozměrová nestabilita
- Ohýbání obrobků
- Lokální změkčení
- Deformace povrchu
Tepelné účinky jsou zřetelnější během kontinuálního obrábění.
Povrchové škrábance
Plastové povrchy jsou relativně měkké, takže jsou po obrábění náchylné k poškrábání.
Možné příčiny zahrnují:
- Tření třísek o obrobek
- Tupé řezné nástroje
- Nadměrná upínací síla
- Nedostatečná ochrana povrchu
Průhledné plasty jsou obzvláště citlivé na škrábance.
Metody upínání pro soustružení plastů
Plastové materiály mají nízkou tuhost, takže nadměrná upínací síla může snadno způsobit deformaci. To je obzvláště důležité pro tenkostěnné a malé přesné součásti.
Udržujte správnou upínací sílu
Vhodné upínání zlepšuje rozměrovou stabilitu.
To pomáhá zlepšit:
- Prostorová stabilita
- Přesnost kruhovitosti
- kvalita povrchu
- Konzistence obrábění
Plastové díly jsou velmi citlivé na upínací tlak.
Snížení lokalizovaného upínacího tlaku
Upínání by se mělo vyhnout oblastem koncentrovaného napětí.
Mezi běžné metody patří:
- Použití měkkých čelistí
- Zvětšení kontaktní plochy
- Použití pomocné podpory
- Zkrácení délky převisu
Tyto metody zlepšují stabilitu obrábění.
Rostoucí využití soustružení plastů v přesné výrobě
Díky neustálému zlepšování vlastností technických plastů se nyní z nich vyrábí stále více přesných součástek. Mnoho elektronických zařízení, lékařských systémů a automatizačních komponent používá lehké plastové díly.
Ve srovnání s kovovými díly nabízejí plasty výhody v oblasti snížení hmotnosti, odolnosti proti korozi a izolačních vlastností. Vzhledem k nižší tepelné stabilitě však obrábění plastů vyžaduje pečlivou kontrolu ostrosti nástroje, teploty a stability řezu. Pouze se správnou kontrolou procesu lze dosáhnout stabilních rozměrů a dobré kvality povrchu.
