Рекомендации по механической обработке заготовок из капролона (ПА-6)

1.Техника безопасности.

Выполняйте общие рекомендации по промышленной технике безопасности. Капролон – упругий скользкий материал! Не рекомендуется наносить удары по свободно лежащему полимеру молотком, кувалдой и т.д.

Соблюдайте осторожность при штабелировании. Во избежание порезов рук рекомендуется работать в нитяных или тканевых перчатках.

2.Рекомендации по механической обработке капролона.

Блоки полиамида ПА-6 толщиной более 70 мм и диаметром более 70 мм в холодное время года допускаются к механической обработке только после нескольких дней выдержки в теплом помещении.

Внутренние напряжения возникают значительно чаще на заготовках больших сечений. В этом случае может потребоваться дополнительная тепловая обработка.

Механическая обработка капролона принципиально та же, что и для металлов: резка заготовок, сверление, точение, фрезерование и т.п. Но специфические свойства капролона оказывают влияние на выбор конструкции режущего инструмента, режимов резания и технологической оснастки.

Сопротивление резанию у капролона небольшое, однако, в силу плохой теплопроводности и малой теплостойкости большие скорости не приемлемы, т.к. инструмент разогревается, капролон плавится, шов получается неровный, с заусенцами, возможно обугливание заготовок.

Учитывая плохую теплопроводность и сравнительно низкую (по сравнению с металлом) точку плавления капролона, необходимо свести тепловыделение при технической обработке до минимума. Избыточное тепло может привести к нежелательным последствиям: разрыву заготовки, заплавлению режущего инструмента.

Прочность заготовок из капролона меньше стали, поэтому при его обработке прижимное усилие следует уменьшить, т.к. можно раздавить заготовку.

Сильное давление при зажиме заготовки, неправильная заточка режущего инструмента и несоблюдение рекомендации по отводу тепла приводят к растрескиванию и последующему разрушению заготовки.

Для обработки внешнего диаметра тонкостенных втулок требуются внутренние оправки.

2.1.Инструменты.

Для обработки капролона можно использовать инструменты из углеродистой и быстрорежущей стали. При длительной обработке предпочтительно брать инструменты с наконечниками из карбида вольфрама или с алмазной режущей кромкой. При обработке капролона, армированного углеродным волокном или стекловолокном эти инструменты обязательны.

Рекомендуемая геометрия инструмента и режимы обработки приведены в таблице 1.
Таблица 1.

При соблюдении режимов резания, геометрии режущего инструмента, правильной его эксплуатации при механической обработке капролона обеспечивается качество получаемых деталей.

2.2.Разрезка капролона.

Разрезка листов капролона производится ручным и механическим способами. Распиловка применяется для обрезки неровных краев изделий, разрезания листов, блоков, труб.

Для ручного распиливания капролона толщиной более 3 мм применяют либо слесарную ножовку для металла, либо специальный ручной резак, изготовленный из куска полотна ленточной пилы толщиной 1 мм.

Для механического распиливания капролона толщиной более 3 мм используют ленточные пилы из быстрорежущей стали. Пилы должны быть со средним шагом и хорошо заточены. Ленточные пилы лучше проводят тепло, поэтому они более пригодны для распиливания капролона большой толщины.

Узкие полотна применяют для фигурной резки, широкие – для простой.

При разрезании листов толщиной до 15-20 мм применяют ленточные пилы шириной 15-25 мм и с шагом от 6 до 3 зубов на дюйм. Скорость резания принимается 15-20 м/с при ручной подаче.

Не следует допускать большого притупления зубьев, т.к. при работе тупой пилой выделяется большое количество тепла, которое разрушающе действует на материал по стенкам пропила.

2.3.Токарная обработка.

Токарная обработка капролона производится специально заточенными резцами на обычном токарном оборудовании. Для токарной обработки капролона применяют резцы из инструментальной углеродистой и быстрорежущей стали.

Для механической обработки капролона с твердыми наполнителями (стекловолокно, металлические порошки и т.п.) рекомендовано применять твердосплавные пластины ВК 6, ВК 8.

Геометрия резца: передний угол γ до 15-20°, задний угол α до 20°, угол в плане φ=45°. Вершины резца закруглить радиусом 0,6-1,5 мм.

Режимы резания: подача S = 0,1-0,15 мм/об, при черновой обработке S до 0,5 мм/об; скорость резания Vрез.= 200-300 м/мин; чистота обработки β= 2,0-0,80.

При токарной обработке может быть применено жидкостное охлаждение (эмульсией или водой).

2.4.Фрезерование капролона.

Фрезерование выполняется на быстроходных, вертикальных, горизонтальных фрезерных металлообрабатывающих станках фрезами из быстрорежущей стали.

Для фрезеровки капролона используют, как правило, торцевые фрезы, у которых γ=8-12°, α=16-26° при Vрез.=125-300 м/мин. При высоких скоростях резания получается более чистая поверхность.

Фрезерование капролона следует производить так, чтобы срезание стружки зубом начиналось при правом вращении фрезы, имеющей правую спираль и наоборот.

Направление подачи должно совпадать с вращением фрезы (подача под зуб).

2.5.Сверление отверстий.

Для сверления в капролоне отверстий применяют стандартные спиральные и перовые сверла с измененной геометрией режущей части.

Для получения хорошего качества поверхности стенок отверстия ширина ленточки должна равняться 0,15-0,3 мм. Длину ленточки делают равной толщине листа плюс 6-10 мм.

Заточку сверл и шлифование ленточки производят на универсально-заточном станке в специальном приспособлении. После заточки и шлифования все режущие кромки сверла заправляют для снятия заусенцев и рисок.

Вырезку в листах отверстий диаметром 40-160 мм производят циркуляционными резцами. Радиусы при вершине резца не делают.

Обрабатываемый материал должен плотно прилегать к базовым поверхностям, обрабатываемая поверхность должна быть перпендикулярна сверлу.

Подточка перемычки и передних граней должна быть выполнена симметрично относительно осевой линии сверла.

При сверлении капролона стандартными сверлами (для металла) наблюдается «затягивание» сверла в материал и его заедание. Этот недостаток устраняется, если сверло удовлетворяет следующим требованиям: угол наклона канавки 15-17°, угол при вершине до 70°, задний угол – 4-8°, при следующих режимах сверления подача S – 0,1-0,3 мм/об, V резан. – 20-50 м/мин.

Условия качественного сверления капролона: высокая частота вращения сверла, небольшие подачи и частый его подъем.

При обработке отверстий необходимо применять сверла несколько большего (на 0,04-0,1 мм) диаметра, чем диаметр отверстия. Это позволяет учесть несоответствие размеров, получать отверстия необходимых размеров с учетом отклонений в результате упругой деформации материала, а также усадочных и релаксационных явлений в нем при повышении температуры за счет трения.

Отверстия большого диаметра лучше сверлить поэтапно. Начинать сверлом диаметром 8-12 мм, затем 25 мм с последующим доведением отверстия до необходимого размера.

При сверлении или расточке сквозных отверстий для предотвращения отщеплений и отломов, при подходе к задней границе сверления скорость подачи должна быть снижена.

Сильное давление при зажиме заготовки, неправильная заточка инструмента и несоблюдение рекомендаций по отводу тепла приводят к растрескиванию и последующему разрушению заготовки.

2.6.Нарезание резьбы.

Небольшие внутренние и наружные резьбы нарезают стандартными плашками и метчиками из быстрорежущей стали при скорости 12-20 об/мин и смазке маслом или мыльным раствором.

У метчиков должен быть передний угол отрицательным γ= - (5-10°), а канавки с целью повышения срока службы инструмента должны полироваться и хромироваться.

3.Допуски.

Допуски при обработке для деталей из полимерных материалов обычно значительно шире, чем для металлических деталей. Это обусловлено большим коэффициентом теплового расширения и возможными деформациями, вызванными внутренними напряжениями во время и после обработки.

Как правило, для токарных и фрезерных работ допуск на обработку должен составлять от 0,1 до 0,2% от номинального размера. Минимальный допуск для малых размеров составляет 0,05 мм. Применяйте рекомендации «Допуски обработки пластмассовых деталей».