Kāpēc plastmasas kūst uz CNC frēzmašīnas – trīs galvenie cēloņi
Plastmasas kūšana parasti ir saistāma ar dažiem praktiskiem cēloņiem. Tā ir paredzams rezultāts, kas rodas no viena vai vairākiem no šiem trim galvenajiem cēloņiem. Pirms parametru pielāgošanas noteiciet, kurš no tiem attiecas uz jūsu iekārtu.
1. RPM pārāk augsts, padotes ātrums pārāk zems
Tas ir biežs kūšanas cēlonis. Kad vārpsta griežas ar 24000 RPM, bet padotes ātrums ir lēns (piemēram, 1000 mm/min ar 2-rievas instrumentu), skaldas slodze ir tikai 0.021 mm uz zobu. Griešanas mala berzas pret plastmasu nevis veido tīru skaldu, tāpēc berzes siltums paliek pie griezuma nevis aiziet kopā ar skaldu.
Risinājums: Palieliniet padotes ātrumu, lai sasniegtu skaldas slodzi 0.05-0.15 mm uz zobu akrilam, 0.08-0.20 mm polikarbonātam. Ja jūsu mašīna nevar sasniegt pietiekamu padotes ātrumu, tā vietā samaziniet vārpstas RPM.
2. Nepareiza frēzes ģeometrija – daudzrievu metāla griešanas galu frēžu lietošana
4-rievas galu frēze, kas paredzēta alumīnijam, ir ar seklām rievām un minimālu skaldas evakuācijas vietu. Plastmasā skaldas blīvējas šajās seklajās rievās, sakūst no siltuma un metinās pie frēzes. Instruments kļūst par berzes uzsildītu cilindru, kas griežas kūstā plastmasā.
Risinājums: Lietojiet vienas rievas (O-rievas) augšu griežas frēzes, kas paredzētas īpaši plastmasai. Viena lielā rieva nodrošina maksimālu skaldas evakuācijas vietu un īsāko kontakta laiku starp griešanas malu un materiālu.
3. Neass griešanas malas
Neass frēzētājs prasa vairāk spēka, lai nošķeltu plastmasu. Papildu spēks tieši pārvēršas siltumā. Plastmasa kūst pie griešanas malas, piesārņo rievu un paātrina griešanas malas stumpošanās procesu atgriezeniskā saitē.
Risinājums: Nomainiet vai uzasliet frēzes pie pirmajām pazīmēm: palielināts griešanas troksnis, izplūduša malas kvalitāte vai materiāla pielīpšana instrumentam. Akrilam karbīda instrumenti parasti kalpo 50-100 stundas griešanas laika, pirms malas degradācija kļūst būtiska.
Skaldas slodzes formula: vienīgais vienādojums, kas novērš kūšanu
Skrūvju slodze – katras griezējmales noņemtā materiāla biezums vienas apgrieziena laikā – ir vienīgais svarīgākais parametrs plastmasas apstrādē. Pārāk zema, un instruments berzē. Pārāk augsta, un instruments salūst. Optimālā diapazonā mala griež tīri, un skrūve aizvada siltumu.
Skrūvju slodze (mm/tooth) = Padeves ātrums (mm/min) / (RPM x Spieķu skaits)
Piemērs: 24000 RPM, 2-spieķu instruments, 3000 mm/min padeves ātrums dod skrūvju slodzi 3000 / (24000 x 2) = 0.0625 mm/tooth. Tas ir pieņemams akrilam. Pie 1000 mm/min skrūvju slodze ir 1000 / (24000 x 2) = 0.021 mm/tooth – pārāk zema, kusēs.
Mērķa skrūvju slodzes diapazoni pēc plastmasas veida
| Materiāls | Skrūvju slodzes diapazons |
|---|---|
| Akrils (PMMA) | 0.05-0.12 mm/tooth |
| Polikarbonāts (PC) | 0.08-0.18 mm/tooth |
| HDPE / PP | 0.10-0.25 mm/tooth |
| ABS | 0.06-0.15 mm/tooth |
| POM (Delrin) | 0.08-0.20 mm/tooth |
| Nylons (PA6) | 0.08-0.18 mm/tooth |
Ieteicamie ātruma un padeves parametri pēc materiāla
Sākuma parametri 6 mm diametra vienas spieķa karbīda rīkiem. Pielāgojiet padeves ātrumu +/-20% atkarībā no jūsu mašīnas stinguma un novērotās skrūvju veidošanās. Visas vērtības pieņem vienas spieķa augšupgriezēja instrumentu, ja nav norādīts citādi.
| Materiāls | RPM | Padeve | DOC | Skrāpējuma slodze | Darbainstruments | Piezīmes |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Akrils (PMMA) – liešanas | 18000-24000 | 2500-4500 mm/min | 2-4 mm | 0.05-0.12 mm | Vienas rievas augšupejošs cietmetāls | Liešanas akrils griež tīrāk nekā ekstrudētais. Samaziniet RPM 20% ekstrudētam akrilam – tas mīkstinās zemākā temperatūrā. |
| Polikarbonāts (PC) | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.08-0.18 mm | Vienas rievas augšupejošs, pulēta rieva | PC ir izturīgāks un karstumizturīgāks nekā akrils, taču veido pavilnainus skrāpējumus. Pulētas rievas samazina skrāpējumu pietķēšanos. NOT lietojiet dzesēšanas šķidrumu – PC ir pakļauts spriedzes plaisāšanai no dažiem dzesētājiem. |
| HDPE (augstblīvuma polietilēns) | 12000-18000 | 3000-5000 mm/min | 3-6 mm | 0.10-0.25 mm | Vienas rievas augšupejošs vai 2-rievas taisns | HDPE ir tolerantāks – tas mīkstinās, bet parasti ir tolerantāks nekā akrils vai polikarbonāts. Augstāks padzes ātrums un dziļāka griešana ir iespējama. Skrāpējumu evakuācija ir galvenā problēma. |
| ABS | 14000-18000 | 2000-3500 mm/min | 1.5-3 mm | 0.06-0.15 mm | Vienas rievas augšupejošs | ABS kūst apmēram 200 C. Turiet skaidas slodzi virs 0.06 mm/zobs. Ja malas kvalitāte ir slikta, mēģiniet saspiesta gaisa dzesēšanu, vērstu uz griezuma zonu. |
| POM (Delrin / Acetāls) | 12000-18000 | 2500-4000 mm/min | 2-5 mm | 0.08-0.20 mm | Vienzobu vai 2-zobu augšgriezējs | POM tiek apstrādāts lieliski ar asiem rīkiem. Skaidas ir trauslas un viegli izvācas. Izvairieties no pārmērīga RPM – POM mīkstējas apmēram 165 C. |
| Nylons (PA6) | 12000-16000 | 2000-3500 mm/min | 2-4 mm | 0.08-0.18 mm | Vienzobu augšgriezējs, pulēts | Nylons ir higroskopisks – mitrums materiālā pārvēršas tvaikā pie griezuma malas, izraisot raupjas virsmas. Izžāvējiet materiālu pirms apstrādes, ja iespējams. |
Dzesēšanas stratēģijas plastmasas apstrādei
Dzesēšana plastmasām atšķiras no metāliem. Mērķis ir vispirms skaidu evakuācija, pēc tam temperatūras kontrole. Plūsmas dzesēšana rada vairāk problēmu nekā atrisina.
Saspiesta gaisa strūkla – Labi piemērota lielākajai daļai plastmasām
Vērsiet fokusētu gaisa sprauslu uz instrumenta-materiāla saskares vietu. Gaiss noņem skaidas no griezuma zonas (skaidas aiznes siltumu līdzi) un nodrošina zināmu konvektīvo dzesēšanu. Izmantojiet 0.3-0.5 MPa gaisa spiedienu. Tā ir vēlamā metode akrila un PC apstrādei – nav ķīmiskas mijiedarbības vai termāla šoka riska.
Miglas smērēšana (MQL) – Izcila, bet izmantot ar piesardzību
Ļoti smalks ūdenī šķīstoša dzesētāja migla uzlabo virsmas kvalitāti dažām plastmasām un būtiski pagarina instrumenta kalpošanas laiku. Tomēr: (1) Dažas plastmasas (PC, ABS) var stresa dēļ plaisāt no noteiktām dzesētāja ķīmijām – vispirms pārbaudiet uz atgriezumiem, (2) Miglai jābūt patiešām smalkai – pilieniem, nevis izsmidzinājumam, (3) Nekad nelietojiet miglu uz nylona – tas uzsūc ūdeni un uzbriest.
Plūsmas dzesēšana – NOT ieteicama plastmasām
Plūsmas dzesēšana ir pārmērīga plastmasām un rada problēmas: termāls šoks (auksts dzesētājs uz karstas plastmasas = plaisāšana), materiāla uzsūkšana un uzbriešana, kā arī darba gabala piesārņojums. Atstājiet plūsmas dzesēšanu metāliem. Lai apskatītu griešanas parametrus, kas optimizēti krāsu metāliem, skatiet mūsu alumīnija un latūna apstrādes rokasgrāmata. Plastmasām, ja gaiss un migla nav pietiekami, griešanas parametriem jābūt pielāgotiem, nevis jālieto vairāk dzesēšanas līdzekļu.
Rīku izvēles rokasgrāmata plastmasām
Pareizā instrumenta ģeometrija ir tikpat svarīga kā pareizie parametri. Šīs četras instrumenta raksturiezīmes atšķir plastmasas griešanas instrumentus no universāliem rīkiem.
Vienas šļirces (O-šļirces) ģeometrija
Maksimāla vieta skalu evakuācijai. Viens griezuma asmens rada pusi no 2-šļirces siltuma veidošanās pie tāda paša RPM. Lielā atvērtā šļirce novērš skalu sablīvēšanos un atkārtotu griešanu.
Vislabāk piemērots: Visa veida plastmasai — šī ir noklusējuma izvēle termoplastu frēzēšanai.
Spodrināta šļirces virsma
Spoguļpolīta šļirce samazina berzi starp skalu un instrumentu. Skalas izslīd ārā tā vietā, lai lipītu. Būtiski materiāliem, kas kļūst lipīgi, kad tiek uzsildīti (PC, ABS, akrils).
Vislabāk piemērots: Polikarbonāts, ABS, un jebkurš materiāls, kurā novērota skalu pielīpšana pie standarta rīkiem.
Augšupgriezuma spirāles virziens
Augšupgriezuma rīki velk skalas uz augšu ārā no griezuma, tālu no materiāla virsmas. Tas novērš skalu atkārtotu sagriešanu un pārkarsēšanu. Lejupgriezuma rīki grūž skalas iekšā griezumā un parasti ir slikta izvēle plastmasai, izņemot gadījumus, kad noteikta malas apdares prasība attaisno testēšanu.
Vislabāk piemērots: Visa veida plastmasai — augšupvērstā frēzēšana ir standarta izvēle skaidu izvadīšanai. Izmantojiet kompresijas (augšup/lejup) spirāli tikai slāņainiem materiāliem vai kad gan augšējai, gan apakšējai malai jābūt bez skalām.
Asa griezuma mala (bez honēšanas)
Rīki metālam bieži ir viegli honēti malā, lai palielinātu malas izturību. Plastmasai malai jābūt pēc iespējas asākai – honēta mala grūž materiālu malā, nevis šķeļ to, tādējādi veidojot lieko siltumu.
Vislabāk piemērots: Visa plastmasa. Pasūtot pielāgotus instrumentus, norādiet “asu malu” vai “plastmasai”. Pārbaudiet malas palielinājumā — redzams noapaļojums nozīmē, ka instruments ir neass.
Kādas ATC vārpstas konfigurācijas vislabāk atbilst plastmasas frēzēšanai
Jaukta materiālu apstrādes darbnīcām, kurām nepieciešama praktiska automātiska instrumentu maiņa, Modelis A BT30 3.5 kW ATC vārpsta apstrādā plastmasu, koku un vieglu alumīniju uz viena routera ar 100 mm vārpstas korpusu.
Precīzas plastmasas pircējiem, kuri piešķir prioritāti malas apdarei, radzes kontrolei un atkārtojamībai augstas ātruma finēšanas ejās, Modelis C HSK40E 3.5 kW ATC vārpsta ir pareizā platforma.
Plastmasas apstrāde FAQ
Kāpēc vienas asmens frēze darbojas labāk nekā 2-asmens frēze plastmasai?
Vienas asmens frēzei ir viens griešanas asmens un viens liels skalu evakuācijas kanāls. Pie 24000 RPM griešanas asmens saskaras ar materiālu 400 reizes sekundē. 2-asmens frēze saskaras 800 reizes sekundē – puse no skalu slodzes uz zobu, dubulta berzes siltums. Vienas asmens dizains katram skalam dod vairāk laika veidoties un vairāk vietas evakuācijai, aizvadot siltumu no griešanas zonas. Plastmasai skalu evakuācija ir siltuma pārvaldība.
Ko darīt, ja mana frēzmašīna nevar sasniegt ieteicamos padaves ātrumus?
Ja jūsu CNC frēzmašīnas maksimālais padaves ātrums ir ierobežots (piem., 2000 mm/min), samaziniet vārpstas RPM proporcionāli, lai saglabātu mērķa skalu slodzi. Piemērs: akrilam ar vienas asmens frēzi pie 0.08 mm skalu slodzes tā vietā, lai 24000 RPM pie 1920 mm/min, izmantojiet 12000 RPM pie 960 mm/min. Materiāla noņemšanas ātrums ir zemāks, bet griezuma kvalitāte būs daudz labāka nekā darbinot 24000 RPM nepietiekama padaves ātruma gadījumā.
Kā es varu zināt, vai es izkausēju plastmasu, nevis vienkārši iegūstu raupju griezumu?
Kausēšana rada: (1) redzamu kausētu vaļni vai ašu gar griezuma augšējo malu, (2) plastmasu, kas pievienota instrumenta griešanas malām (pārbaudiet pēc griešanas), (3) spīdīgu, atkārtoti sacietējušu virsmu sagriezuma rievā, un (4) saldu vai asu smaku (degoša akrila smaka ir atšķirīga). Raupjš, bet nekausēts griezums ir matēta vai pūderota izskata ar redzamām instrumenta pēdām — tas norāda uz vibrāciju vai radialo nobīdi, nevis kausēšanu.