Plastmasas CNC apdare ir svarīgs apstrādes posms, ko izmanto plastmasas detaļu ražošanā, lai uzlabotu izmēru precizitāti, virsmas kvalitāti un malu stāvokli. Pēc rupjas apstrādes plastmasas detaļai parasti ir pamatforma un struktūra, bet, ja nepieciešama lielāka izmēru precizitāte, mazākas caurumu diametra pielaides, plakanākas apstrādātas virsmas vai tīrāks izskats, ir nepieciešama turpmāka apdare. Tā kā tādi materiāli kā POM, PEEK, PTFE, ABS, PC, PMMA, PVC un PPS atšķiras pēc cietības, izturības, karstumizturības un griešanas īpašībām, arī to apstrādes uzvedība atšķiras. Plastmasai parasti ir zema siltumvadītspēja, tāpēc apstrādes laikā radītais siltums mēdz koncentrēties saskares laukumā starp griezējinstrumentu un sagatavi. Ja griešanas apstākļi nav piemēroti, var rasties materiāla mīkstināšana, atskabargas, stīgas, balināšana, instrumentu pēdas un pat lokalizēta kušana. Tāpēc plastmasas CNC apdarei ir nepieciešama ne tikai izmēru kontrole, bet arī griešanas siltuma, instrumenta asuma, skaidu evakuācijas un sagataves nostiprināšanas kontrole.
Izplatītākie apdares procesi ietver precīzu frēzēšanu, precīzu virpošanu, precīzu urbšanu, fāzēšanu, atgratēšanu un pulēšanu. Detaļām ar sarežģītām konstrukcijām var izmantot arī daudzu asu CNC apstrādi, lai samazinātu atkārtotu iespīlēšanu un uzlabotu izliektu virsmu un elementu apstrādes kvalitāti vairākos leņķos. Pēc apstrādes, ja izstrādājumam ir augstākas prasības attiecībā uz izskatu vai virsmas sajūtu, atbilstošu virsmas apstrādi var organizēt atbilstoši materiālam un pielietojuma videi. Tāpēc, izvēloties CNC apdares procesu plastmasai, vispirms ir jāapstiprina detaļas faktiskās izmēru un virsmas prasības un pēc tam jānosaka atbilstošā apstrādes metode. Ne katrai plastmasas detaļai ir nepieciešama sarežģīta pēcapstrāde. Saprātīga apstrādes soļu kontrole var nodrošināt detaļas kvalitāti, vienlaikus izvairoties no nevajadzīgām apstrādes izmaksām.
Precīza frēzēšana ir izplatīts plastmasas apdares process
Precīza frēzēšana kontrolē formu un virsmas kvalitāti
Precīzā frēzēšana galvenokārt tiek izmantota plastmasas detaļu plakņu, sānu, pakāpienu, rievu un sarežģītu kontūru apstrādei. Rupjas apstrādes laikā parasti tiek atstāta noteikta apstrādes pielaide. Pēc tam precīzās frēzēšanas laikā tiek noņemts plāns materiāla slānis, lai galīgie izmēri atbilstu rasējuma prasībām. Instrumenta asums ir īpaši svarīgs, veicot plastmasas precīzo frēzēšanu. Ja instrumentam ir acīmredzams nodilums, griešanas darbība pakāpeniski pāriet saspiešanā, kas var viegli radīt raupjumus un stiegras. Detaļām, kurām nepieciešama laba virsmas kvalitāte, apdarei jāizmanto instruments labā stāvoklī, un vārpstas ātrums un padeves ātrums jāpielāgo atbilstoši materiāla īpašībām, lai samazinātu apstrādes laikā radīto berzes siltumu. Precīzās frēzēšanas laikā jāņem vērā arī sagataves fiksācija. Ja detaļa ir relatīvi plāna vai tai ir tieva struktūra, pārmērīgs iespīlēšanas spēks var deformēt sagatavi, izraisot tās izmēru izmaiņas pēc stiprinājuma atbrīvošanas. Tāpēc pirms apdares ir jāpārliecinās, ka sagatavei ir pietiekams atbalsts, īpaši plānsienu detaļām, dziļām rievām un lielām plastmasas plāksnēm.
Precīza virpošana ir piemērota rotējošām detaļām
Rotējošām detaļām, piemēram, uzmavām, cilindriskām detaļām, gredzeniem un plastmasas buksēm, CNC virpošanu var izmantot ārējo diametru, iekšējo caurumu, gala virsmu, rievu un vītņu apstrādei. Plastmasas virpošanas laikā instrumentam jābūt asam un jāsamazina nevajadzīga berze. Ja materiāls ir relatīvi mīksts, ja instruments nepareizi nogriež skaidas, ap sagatavi var aptīties garas, aukliņai līdzīgas skaidas. Nepareizi apstrādes parametri var izraisīt arī izmēru izmaiņas vai virsmas sakaršanu. Precīzām plastmasas buksēm un līdzīgām detaļām rupjo virpošanu un apdares virpošanu var veikt atsevišķi. Pēc rupjās apstrādes pirms precīzās virpošanas tiek atstāta atbilstoša pielaide. Tas palīdz samazināt rupjās apstrādes laikā radušās sprieguma un deformācijas ietekmi uz galīgajiem izmēriem.
Precīzai caurumu apstrādei nepieciešama izmēru kontrole
Plastmasas detaļu caurumi bieži veic montāžas, pozicionēšanas, nostiprināšanas un rotācijas pielāgošanas funkcijas. Tāpēc cauruma diametrs, caurumu atstatums, apaļums un pozicionēšanas precizitāte parasti ir svarīgi apdares aspekti. Caurumu apstrādes kvalitāte tieši ietekmē skrūvju uzstādīšanu, vārpstas komponentu piemērotību un vairāku detaļu montāžas attiecības. Ja cauruma diametrs ir pārāk liels, piemērotība var kļūt vaļīga; ja tas ir pārāk mazs, montāžas pretestība var palielināties un pat izraisīt detaļas plaisāšanu. Dziļiem caurumiem, plānsienu caurumiem un daudzcaurumu konstrukcijām īpaša uzmanība jāpievērš arī skaidu evakuācijai, siltuma izkliedei un sagataves deformācijai.
Precīza urbšana un urbšana
Parastus caurejošus caurumus var izveidot, urbjot ar CNC iekārtu, taču, ja ir nepieciešamas precīzākas urbuma diametra pielaides, viena urbšanas darbība var nebūt pietiekama. Atkarībā no detaļas struktūras un izmēru prasībām urbšanai var sekot urbšana vai citas precīzas apstrādes metodes, lai panāktu stabilākus urbuma izmērus. Apstrādes laikā ir jānodrošina laba skaidu izvadīšana. Ja plastmasas skaidas ilgstoši paliek urbumā, var palielināties berze starp urbi un urbuma sienu, izraisot apstrādes zonas temperatūras paaugstināšanos. Dziļo urbumu apstrādei nepieciešama īpaša uzmanība skaidu izvadīšanai. Ja nepieciešams, var izmantot dziļurbšanu vai atbilstošu instrumenta ievilkšanu.
Precīza urbšana uzlabo urbumu precizitāti
Plastmasas detaļām ar lielākiem caurumu diametriem un augstākām precizitātes prasībām tālākai apstrādei var izmantot urbšanu. Precīzā urbšana ļauj detalizētāk kontrolēt cauruma diametru, vienlaikus uzlabojot cauruma sienas virsmas stāvokli. Ja caurums tiek izmantots gultņiem, vārpstām vai pozicionēšanas tapām, uzmanība jāpievērš ne tikai cauruma diametram, bet arī apaļumam, pozicionēšanas precizitātei un cauruma ass stāvoklim. Apstrādes laikā jāizvairās no nevienmērīgiem iespīlēšanas spēkiem. Pretējā gadījumā, pat ja darbgalda parametri paliek stabili, gatavajā detaļā joprojām var rasties izmēru novirzes.
Fāzēšana, atdalīšana un virsmas apstrāde
Pēc tam, kad plastmasas detaļas galvenie izmēri ir apstrādāti, malām parasti ir nepieciešama papildu apstrāde. Fāzēšana un atgratņu noņemšana ietekmē ne tikai izskatu, bet arī var samazināt traucējumus un malu skrāpējumus montāžas laikā. Detaļām ar caurumiem, spraugām, pakāpieniem vai plānsienu konstrukcijām gar malām, visticamāk, paliks nelieli atgratņi. Ja tie netiek savlaicīgi noņemti, tie var ietekmēt detaļas montāžu, blīvējuma veiktspēju un ekspluatācijas drošību. Pareiza fāzēšana var padarīt malas gludākas, samazināt sprieguma koncentrāciju un atvieglot turpmāku uzstādīšanu. Atratņu noņemšanas laikā spēks jākontrolē atbilstoši materiāla cietībai un detaļas struktūrai, lai izvairītos no izmēru izmaiņām vai virsmas bojājumiem, ko rada pārmērīga apstrāde.
Slīpēšana padara malas vienmērīgākas
CNC slīpēšana var noņemt asas malas un padarīt caurumu atveres, ārējās kontūras un pakāpienu pozīcijas gludākas. Detaļām, kurām nepieciešams uzstādīt skrūves, blīves vai citus savienojošus komponentus, atbilstoša slīpēšana var atvieglot montāžu. Slīpējuma izmēriem jāatbilst rasējumam. Ja nav īpašu prasību, nav ieteicams apstrādāt visas malas ar pārāk lieliem slīpējumiem, jo pārāk liela materiāla noņemšana var ietekmēt detaļas izmērus un montāžas attiecības.
Atgriezumu noņemšana uzlabo apstrādātā materiāla stāvokli
Plastmasas apstrāde var viegli radīt nelielus atgraumus, īpaši urbšanas izejās, plānsienu malās un sarežģītās spraugu atverēs. Atgriezumu noņemšanu var veikt, izmantojot rokas instrumentus, smalkas griešanas instrumentus vai citas materiālam piemērotas apstrādes metodes. Precīzu detaļu gadījumā atgraumu noņemšanas laikā izmantotais spēks ir jākontrolē, lai novērstu pārmērīgu malas noņemšanu, kas sākotnēji atradās pielaides robežās. Caurspīdīgām plastmasām, piemēram, PMMA, kurām ir augstas izskata prasības, apstrādes laikā ir jānovērš arī skrāpējumi.
Virsmas apstrāde pēc apdares
Dažām plastmasas detaļām pēc CNC apstrādes ir nepieciešama pulēšana, smilšu strūklas apstrāde vai cita veida izskata apstrāde. Jāatzīmē, ka pēcapstrāde var mainīt virsmas raupjumu, un dažas apstrādes var ietekmēt arī izmērus. Tāpēc galīgās virsmas prasības jānosaka projektēšanas posmā. Ar CNC apstrādātas plastmasas virsmas kvalitāte parasti ir cieši saistīta ar instrumenta stāvokli, griešanas siltumu, apstrādes parametriem un skaidu izvadīšanu. Mazākas griešanas slodzes izmantošana apdares laikā un instrumenta asināšana var palīdzēt samazināt tādas problēmas kā atskarpes, stiegras un lokalizēta kušana.
Bieži Jautājumi
Vai plastmasas detaļām vienmēr ir nepieciešama apdare?
Ne obligāti. Ja parasta konstrukcijas detaļa pēc rupjas apstrādes jau atbilst izmēru un virsmas prasībām, nav nepieciešams pievienot pārmērīgas apstrādes darbības. Montāžas detaļām, blīvēšanas komponentiem, precīzijas pozicionēšanas detaļām vai izskatam kritiskām detaļām apdare parasti tiek organizēta atbilstoši rasējuma prasībām.
Kāda ir atšķirība starp precīzu frēzēšanu un rupjo frēzēšanu?
Rupjo frēzēšanu galvenokārt izmanto, lai ātri noņemtu lielāku materiāla daudzumu, vienlaikus atstājot atbilstošu rezervi turpmākajai apstrādei. Precīzā frēzēšana koncentrējas uz galīgo izmēru un virsmas stāvokļa kontroli. Abu procesu griešanas apstākļi un apstrādes mērķi atšķiras, tāpēc vienus un tos pašus parametrus nevar pilnībā piemērot abiem.
Kāpēc plastmasas detaļām apstrādes laikā viegli veidojas instrumentu pēdas?
Instrumentu nodilums, mašīnas vibrācija, nepiemēroti griešanas parametri, slikta skaidu izvadīšana un nestabila sagataves fiksācija var izraisīt pamanāmas instrumentu pēdas. Plastmasa ir relatīvi jutīga pret karstumu un spiedienu. Ja instruments nav pietiekami ass, ir lielāka iespēja rasties arī šķembām un atskarpēm.
Vai plastmasas detaļas var pulēt?
Jā, taču jāņem vērā konkrētais materiāls. Dažas plastmasas, piemēram, PMMA, ir piemērotas augstas kvalitātes virsmas pulēšanai, savukārt POM, PTFE un citiem materiāliem ir nepieciešamas citas virsmas apstrādes metodes. Pirms pulēšanas jāpārliecinās, vai virsmas izmēru un tekstūras izmaiņas ir pieņemamas.
Secinājumi
Plastmasas CNC apdarei ir nepieciešama detaļas struktūras, materiāla īpašību, izmēru pielaižu un virsmas prasību kontrole. Plaknes un ārējās kontūras parasti var apstrādāt ar precīzu frēzēšanu, rotācijas detaļas ir piemērotas precīzai virpošanai, lai kontrolētu ārējos diametrus un iekšējos caurumus, un precīzus caurumus var apstrādāt ar precīzu urbšanu, izvirpošanu vai precīzu urbšanu atbilstoši cauruma diametra un pielaides prasībām. Malu zonām jāveic arī slīpēšana un noņemšana, lai detaļas būtu piemērotākas montāžai un lietošanai. Dažādas plastmasas apdares laikā uzvedas atšķirīgi. POM ir laba apstrādājamība, PEEK ir augstas veiktspējas inženiertehniskā plastmasa, kurai apstrādes laikā jāpievērš lielāka uzmanība instrumenta stāvoklim un temperatūras kontrolei, PTFE ir relatīvi mīksta un ir pakļauta instrumenta vilkšanai un virsmas plīsumiem, savukārt PMMA īpaša uzmanība jāpievērš caurspīdīgu virsmu apstrādes kvalitātei. Apstrādes parametri nav jānosaka tikai pēc detaļas izmēriem, bet arī jāpielāgo atbilstoši paša materiāla griešanas īpašībām.
Plastmasas detaļām, kurām nepieciešama augsta izmēru precizitāte, ieteicams atstāt saprātīgu pielaidi starp rupjo un apdares apstrādi un pielāgot galīgo griešanas daudzumu atbilstoši faktiskajiem apstrādes rezultātiem. Pēc apdares jāpārbauda arī galvenie izmēri, lai pārliecinātos, vai cauruma diametrs, plaknes, rievas platums, kopējie izmēri un montāžas pozīcijas atbilst rasējuma prasībām. Ja detaļai ir arī izskata prasības, jāpārbauda arī instrumentu pēdas, raustumi, balināšana un lokalizēta kušana. Pašlaik izplatītākās CNC apstrādes plastmasas ir POM, ABS, PMMA, PVC, PEEK, PC, HDPE, PTFE un citas. Piemērotus materiālus un apstrādes metodes var izvēlēties atkarībā no paredzētā detaļas pielietojuma. Detaļām ar sarežģītām konstrukcijām vai apstrādes funkcijām vairākos virzienos var izvēlēties arī daudzu asu apstrādi atbilstoši faktiskajai struktūrai, lai samazinātu pozīcijas kļūdas, ko rada atkārtota iespīlēšana.
