Polyoxymethylen (POM), vysoce{0}}výkonný technický plast, je široce používán v přesných strojích, automobilových součástkách a elektronických součástkách díky své vynikající mechanické pevnosti, nízkému koeficientu tření a rozměrové stabilitě. Vlastnosti materiálu však představují značné problémy při CNC obrábění POM. Tento článek systematicky analyzuje typické problémy, se kterými se setkáváme při CNC obrábění POM, a navrhuje řešení, která jsou v souladu s mezinárodními standardy, poskytující technické reference pro profesionály v oboru.
Polyoxymethylen (POM), také známý jako aldehydový polymer, polyoxymethylen a polyacetaldehyd, je technický termoplast. S hustotou mezi 1,410 a 1,420 g/cm³ vykazuje POM nejen vynikající tvrdost, pevnost a tuhost, ale také se může pochlubit chemickou odolností, rozměrovou stálostí, mechanickou pevností a nízkým koeficientem tření, což z něj činí spolehlivý materiál ve strojírenství. Jeho vlastnosti s nízkým třením činí POM ideálním materiálem pro rotační nebo posuvné součásti, jako jsou pouzdra (ViewCNC soustružení pouzdra POMpřípadové studie), ložiska a ozubená kola.
Vlastnosti POM Plastics
Nízké tření a odolnost proti opotřebení: Plasty POM mají nízký koeficient tření, což má za následek vynikající samomazací vlastnosti. Tento snížený třecí odpor umožňuje kluzný nebo rotační pohyb kapalin, což vede ke zvýšení produktivity díky nízkému tření a vysoké účinnosti.
Chemická odolnost: POM se dobře-hodí pro produkty, které přicházejí-do dlouhodobého kontaktu s chemickými rozpouštědly, jako jsou součásti čerpadel, těsnění a součásti palivového systému. To je způsobeno především vynikající odolností POM vůči široké škále chemikálií, rozpouštědel a paliv. Odolává kontaktu s širokou škálou organických chemikálií, alkoholů, olejů a tuků bez výrazné degradace. Nízká absorpce vody a rozměrová stabilita: POM plast vykazuje vynikající rozměrovou stabilitu, zachovává si svou velikost a tvar i za podmínek kolísání vlhkosti a teploty. Díky extrémně nízké absorpci vody je POM méně náchylný k rozměrovým změnám, jako je bobtnání a deformace způsobené vlhkostí. Aplikace vyžadující úzké tolerance a konzistentní účinnost také silně spoléhají na rozměrovou stabilitu POM.
Zpracovatelnost: Plast POM vykazuje vynikající zpracovatelnost, což umožňuje přesné a efektivní výrobní procesy. Je snadné jej tvarovat, obrábět, soustružit a vrtat, což usnadňuje vytváření složitých dílů a návrhů. Z tohoto důvodu se pryskyřice POM často volí pro aplikace vyžadující složité geometrie a vysokou přesnost.
Vynikající odolnost proti tečení/nárazu: Plast POM vykazuje vynikající odolnost proti tečení, což znamená, že vydrží trvalé mechanické namáhání bez deformace. Tato vlastnost umožňuje komponentám POM nadále správně fungovat i při trvalé zátěži nebo namáhání.
Hlavní výzvy CNC obrábění POM
Přestože má POM vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti opotřebení, stále čelí některým technickým problémům během zpracování.
- Praskání. Materiály POM jsou náchylné k praskání během obrábění, zejména při vysokorychlostním- CNC obrábění nebo hlubokých řezech. To je způsobeno uvolněním vnitřního pnutí v materiálu nebo nerovnoměrným chlazením. Pro minimalizaci praskání jsou klíčové správné parametry chlazení a obrábění. Zajistěte rovnoměrné rychlosti chlazení během obrábění a vyhněte se náhlým teplotním výkyvům. Použití vhodných řezných kapalin a nastavení řezné rychlosti může také pomoci snížit riziko praskání.
- Problémy s deformací. POM plast je vysoce hygroskopický, takže změny vlhkosti a teploty během zpracování mohou způsobit deformaci. Materiál POM se při zahřátí roztahuje a může se při ochlazení smršťovat, zejména při zpracování velkých nebo složitých dílů. Kromě toho mohou nadměrné řezné síly při zpracování POM způsobit deformaci, zejména při zpracování tenkostěnných-struktur nebo mikrostruktur.
- Opotřebení nástroje. Nízká tvrdost POM generuje během obrábění relativně málo tepla, ale jeho viskózní povaha může vést k rychlému opotřebení nástroje. Výběr správného materiálu nástroje a povlaku spolu s optimálními řeznými podmínkami může účinně prodloužit životnost nástroje. Použití vysoce-kvalitních tvrdokovových nebo povlakovaných nástrojů v kombinaci s přesnými řeznými parametry může pomoci snížit opotřebení nástroje a zlepšit kvalitu obrábění.
- Kvalita povrchu. Kvalita povrchu je hlavní výzvou při CNC obrábění POM plastů. Vzhledem k vlastnostem materiálu se na povrchu mohou objevit škrábance, tažení drátu a jiné nerovnoměrné textury. Chcete-li dosáhnout hladšího povrchu, je nutné upravit řezné parametry, použít vhodné nástroje a použít různé procesy obrábění, jako je dokončování nebo post{3}}zpracování, aby se zlepšila konečná úprava povrchu.
Příčiny a řešení deformací při POM CNC obrábění
Deformace je běžnou výzvou při CNC obrábění POM (polyoxymethylen). Níže jsou uvedeny čtyři hlavní příčiny deformace a jejich řešení:
1. Řezné teplo. POM má špatnou tepelnou stabilitu a je citlivý na teplo-. Pokud není během obrábění dostatečně chlazený, rychle se deformuje. K řešení tepla při řezání lze přijmout následující opatření:
· Udržujte nástroj ostrý, abyste snížili teplo vznikající při řezání;
· Snižte počet řezů na jeden průchod a rozdělte proces řezání na více průchodů;
· Zvyšte množství použité chladicí kapaliny.
Cílem je minimalizovat tvorbu tepla nebo rychle odstranit teplo vznikající při řezání, aby se zabránilo tepelné deformaci.
2. Vnitřní napětí. Technické plasty mají vysoký koeficient tepelné roztažnosti. Při obrábění s velkými přídavky může odstranění vnitřních pnutí způsobit deformaci. K vyřešení tohoto problému lze přijmout následující opatření:
· Vhodně vybrat a připravit materiál;
· Při odebírání velkého množství materiálu používejte symetrické metody obrábění pro kompenzaci napětí a deformací vznikajících během obrábění;
· Upravte přídavek na obrábění a snažte se zachovat přídavek na silnější materiál, aby se snížila deformace při uvolnění vnitřního napětí.
3. Deformace sevřením
Při CNC obrábění se může materiál POM během upínání deformovat. Po uvolnění svorky se obrobek vrátí do původního tvaru. Aby se tomu zabránilo, lze deformaci snížit zesílením kontaktní plochy mezi obrobkem a upínkou. Mezi konkrétní metody patří:
· Změna způsobu upínání. Například pomocí lavicového svěráku s měkkou podložkou nebo zajištění lepidlem;
· Pro větší obrobky lze použít vakuovou přísavku, ale povrch obrobku musí být rovný;
· Po zajištění jedné strany lepidlem a vyhlazení druhé použijte přísavku k zajištění povrchu obrobku.
4. Elastická deformace
Materiál POM má vysoký stupeň elasticity. Během obrábění se část materiálu v kontaktu s nástrojem během řezání vnitřně ohne. Po vyjmutí nástroje se může obrobená část mírně deformovat. Pro snížení rozměrových odchylek způsobených elasticitou materiálu lze provést následující opatření:
· Provádění vícenásobných úprav kompenzace nástroje na základě řezného efektu;
· Opakované řezání při obrábění menších množství materiálu může pomoci snížit rozměrové deformace způsobené elasticitou materiálu.
Přiměřeným nastavením technologie zpracování a parametrů lze problém deformace materiálu POM v CNC zpracování účinně kontrolovat, aby byla zajištěna kvalita a přesnost zpracování.
Úspěch CNC obrábění POM závisí na hlubokém porozumění materiálovým vlastnostem a přesné kontrole procesních parametrů. Optimalizací nástrojů, změnou upínacích metod a integrací mezinárodních zkušebních standardů lze výrazně zlepšit výtěžnost hotových výrobků.