Plastové diely sa skutočne dajú obrábať sústružením a ich použitie v obrábacom priemysle sa stáva čoraz rozšírenejším. Mnoho technických plastov sa používa v elektronických zariadeniach, zdravotníckych pomôckach, automobilových súčiastkach a priemyselných dieloch vďaka svojej nízkej hmotnosti, odolnosti proti korózii a izolačným vlastnostiam. V porovnaní s kovmi si plasty vo všeobecnosti vyžadujú nižšie rezné sily počas sústruženia, ale sú náchylnejšie na deformáciu, tavenie, tvorbu otrepov a rozmerovú nestabilitu. Preto, hoci je sústruženie plastov relatívne jednoduché z hľadiska odolnosti voči rezu, stále si vyžaduje prísnu kontrolu výberu nástroja, parametrov rezania a podmienok chladenia.
Bežné plastové materiály vhodné na sústruženie
Mnohé technické plasty sú vhodné na sústruženie. Rôzne plasty sa výrazne líšia tvrdosťou, húževnatosťou a tepelnou odolnosťou, takže sa líši aj ich správanie pri obrábaní.
Bežné obrábateľné plasty
Medzi typické plasty používané pri obrábaní patria:
- POM (polyoxymetylén)
- Nylon (PA)
- PTFE (teflón)
- ABS
- Akryl (PMMA)
- PVC
Všetky tieto materiály je možné spracovať pomocou konvenčných sústruhov alebo CNC sústruhov.
Obrábacie vlastnosti rôznych plastov
Rôzne plasty sa počas sústruženia správajú odlišne. Nylon má vysokú húževnatosť a má tendenciu tvoriť vláknité triesky; PTFE je mäkký a ľahko sa deformuje; akryl má relatívne vysokú tvrdosť, ale je krehký a náchylný na odštiepenie. Preto sa výber nástroja a parametre rezania musia upraviť podľa správania materiálu.
Požiadavky na nástroje na sústruženie plastov
Hoci plasty majú nižšiu odolnosť voči rezu, zlý stav nástroja môže stále výrazne ovplyvniť kvalitu obrábania. Plastové materiály sú náchylnejšie na trhanie, tavenie a tvorbu otrepov, preto je ostrosť nástroja obzvlášť dôležitá.
Nástroje musia byť udržiavané ostré
Ostré rezné nástroje znižujú extrúziu materiálu a zlepšujú kvalitu rezania.
Toto pomáha zlepšiť:
- Kvalita povrchovej úpravy
- Čistota hrán
- Rozmerová stabilita
- Redukcia otrepov
Obrábanie plastov závisí viac od ostrosti nástroja ako obrábanie kovov.
Vyžaduje sa správna geometria nástroja
Plasty majú tendenciu sa počas rezania plasticky deformovať, takže geometria nástroja zohráva kľúčovú úlohu v kvalite obrábania.
Napríklad:
- Väčší uhol sklonu znižuje trenie
- Vhodný uhol hriadeľa znižuje trenie
- Menší polomer hrotu pomáha znížiť trhanie
- Ostré rezné hrany zlepšujú oddeľovanie triesok
Rôzne plasty vyžadujú rôzne geometrie nástrojov.
Výber materiálu nástroja
Sústruženie plastov sa bežne používa na výrobu karbidových alebo diamantových nástrojov.
Dôvody zahŕňajú:
- Udržiavanie ostrých rezných hrán
- Zníženie opotrebenia nástrojov
- Zlepšenie povrchovej úpravy
- Zníženie priľnavosti materiálu
Presné plastové komponenty vyžadujú vyššiu kvalitu nástrojov.
Parametre rezania ovplyvňujú kvalitu obrábania plastov
Plasty sú citlivé na teplotu, preto je kontrola parametrov rezania nevyhnutná. Nadmerné teplo môže spôsobiť zmäkčenie alebo roztavenie obrobku.
Rýchlosť rezania musí byť kontrolovaná
Príliš vysoká rýchlosť rezania môže spôsobiť zahrievanie plastového povrchu.
To môže spôsobiť:
- Povrchové tavenie
- Deformácia obrobku
- Lesklý vzhľad povrchu
- Rozmerová variácia
Niektoré plasty sú citlivejšie na vysokorýchlostné obrábanie.
Rýchlosť posuvu ovplyvňuje stav povrchu
Rýchlosť posuvu priamo ovplyvňuje kvalitu povrchu plastových dielov.
Napríklad:
- Nadmerný posuv vytvára viditeľné stopy po nástroji
- Príliš nízky posuv vytvára teplo z trenia
- Nestabilné podávanie ovplyvňuje rozmerovú konzistenciu
- Dokončovanie vyžaduje stabilnú reguláciu posuvu
Stabilné rezanie zlepšuje kvalitu povrchu.
Hĺbka rezu by nemala byť príliš veľká
Plasty majú vo všeobecnosti nižšiu tuhosť ako kovy, takže nadmerná hĺbka rezu môže spôsobiť deformáciu.
Medzi možné výsledky patria:
- Ohýbanie obrobkov
- Povrchové vibrácie
- Rozmerová odchýlka
- Praskanie okrajov
Tenkostenné plastové diely sú obzvlášť citlivé.
Bežné problémy pri sústružení plastov
Hoci je obrábanie plastov relatívne jednoduché, vlastnosti materiálov stále vedú k niekoľkým bežným problémom, najmä pri presných a priehľadných plastových súčiastkach.
Tvorba otrepov počas obrábania
Plasty s vyššou húževnatosťou majú tendenciu ľahko tvoriť otrepy.
Bežné príznaky zahŕňajú:
- Olemovanie hrán
- Vláknité otrepy
- Drsné hrany povrchu
- Nepravidelné okraje otvoru
Nylon a POM sú na tento problém obzvlášť náchylné.
Tepelná deformácia obrobkov
Plasty majú nižšiu tepelnú odolnosť ako kovy, čo ich robí citlivými na teplo pri obrábaní.
Možné problémy:
- Rozmerová nestabilita
- Ohýbanie obrobkov
- Lokálne zmäkčenie
- Deformácia povrchu
Tepelné účinky sú zreteľnejšie počas kontinuálneho obrábania.
Povrchové škrabance
Plastové povrchy sú relatívne mäkké, takže sú po opracovaní náchylné na škrabance.
Možné príčiny zahŕňajú:
- Trieska trenie o obrobok
- Tupé rezné nástroje
- Nadmerná upínacia sila
- Nedostatočná ochrana povrchu
Priehľadné plasty sú obzvlášť citlivé na škrabance.
Metódy upnutia pre sústruženie plastov
Plastové materiály majú nízku tuhosť, takže nadmerná upínacia sila môže ľahko spôsobiť deformáciu. Toto je obzvlášť dôležité pre tenkostenné a malé presné súčiastky.
Udržiavajte správnu upínaciu silu
Vhodné upnutie zlepšuje rozmerovú stabilitu.
Toto pomáha zlepšiť:
- Rozmerová stabilita
- Presnosť kruhovitosti
- kvalita povrchu
- Konzistentnosť obrábania
Plastové diely sú veľmi citlivé na upínací tlak.
Znížte lokalizovaný upínací tlak
Upnutie by sa malo vyhýbať oblastiam koncentrovaného napätia.
Bežné metódy zahŕňajú:
- Použitie mäkkých čeľustí
- Zväčšenie kontaktnej plochy
- Použitie pomocnej podpory
- Zníženie dĺžky previsu
Tieto metódy zlepšujú stabilitu obrábania.
Rastúce využitie sústruženia plastov v presnej výrobe
Vďaka neustálemu zlepšovaniu vlastností technických plastov sa teraz z plastových materiálov vyrába viac presných súčiastok. Mnoho elektronických zariadení, zdravotníckych systémov a automatizačných komponentov používa ľahké plastové diely.
V porovnaní s kovovými dielmi ponúkajú plasty výhody v znížení hmotnosti, odolnosti proti korózii a izolačných vlastnostiach. Avšak kvôli nižšej tepelnej stabilite si obrábanie plastov vyžaduje starostlivú kontrolu ostrosti nástroja, teploty a stability rezania. Iba so správnou kontrolou procesu je možné dosiahnuť stabilné rozmery a dobrú kvalitu povrchu.
