關(guān)于PPO工程塑料機械加工變形與開裂

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本廠新接一批業(yè)務(wù)，t90*345*1120 ppo黑色工程塑料。零件各面有貫穿孔，銑面后有翹曲變形，孔加工后有裂紋，現(xiàn)在不知怎么搞？求助各位機械同仁！

韓寒11

銑面后翹曲是正常的，鉆孔后有裂紋要從刀具及加工參數(shù)上想辦法

遠祥

工程塑料切削的通用對策，我們都會對刀具材料的選擇，高速鋼刀具一般可加工不加增強劑的熱塑性工程塑料，硬質(zhì)合金刀具（K類/YG類），PCD刀具，陶瓷和涂層刀具相對不太適合加工塑料！

曉昀

加工時由于產(chǎn)生的熱量，在局部擴散不均勻?qū)е碌拈_裂。

LHCA2020

降低走刀速度和減少切削厚度試一下
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POM工程塑料機加工問題多，這些經(jīng)驗值得參考
2 z! N  q& }5 e" H5 e原創(chuàng)   
哈思孚小袁
這些年，POM依靠著較低的成本，正在取代一些傳統(tǒng)的金屬材料加工精密零件，如：鋁、黃銅、鋼、鋅等。已逐漸廣泛應(yīng)用于電子電氣、機械、儀器儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，如齒輪，軸承襯套，滾子和滑軌，殼體零件，螺母，風(fēng)扇輪，泵零件，閥體，電氣絕緣零件等。
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這種材料在加工時與金屬有著不小的差異，如果不注意或者操作不當，很可能會出現(xiàn)變形、開裂的情況。今天就和大家分享一些關(guān)于POM材料在機加工時的經(jīng)驗，希望可以給大家提供一些思路。
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' \) {* [9 w) N- ]$ ZPOM材料是什么

  W: W5 f' q1 O  y" E& l, zPOM是一種基于甲醛的半結(jié)晶工程熱塑性塑料。Acetal（乙縮醛）、Polyoxymethylene（POM）、Polyacetal（聚縮醛）、Polyformaldehyde、賽鋼，這些都是它的稱呼，常見的有黑白兩種。
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8 c  M& n  G$ i4 C1 |' }2 p* x/ I' E5 mPOM工程塑料機加工問題多，這些經(jīng)驗值得參考
常見的賽鋼（POM）材料

這種材料具有高機械強度和剛度，良好的滑動特性(摩擦系數(shù)低) ，和優(yōu)異的耐磨性。由于縮醛幾乎不吸收水分，具有出色的尺寸穩(wěn)定性，是做復(fù)雜形狀，精密加工零件的絕佳選擇。
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但它在酸性條件和高溫下不穩(wěn)定，易降解。由于其分子中包含大量的氧，因此難以賦予其阻燃性，連續(xù)工作溫度范圍約為-40°C至120°C。

POM有兩種變體，縮醛均聚物POM-H和縮醛共聚物POM-C，硬度和剛度上POM-H大于POM-C，熔點POM-H（172-184°C）高出POM-C（160-175°C）約10°C。還有一些改性POM，熔點更高，這里也不一一舉例了。

POM材料加工時容易遇到的問題
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5 E2 x) F. Y$ _  v4 J# L一般會碰到的主要是加工變形和開裂的問題，開裂這里常見的也有2種，一種是加工時直接開裂，還有一種是隱性裂紋（通常就是內(nèi)部應(yīng)力的原因），加工后才緩慢開裂，會比較頭疼。
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談這些問題前，先談下選料和試制。

好的材料可以很大程度上避免大的變形。所以在材料選擇上，請優(yōu)先選用進口POM材料（或者改性POM）進行加工。國產(chǎn)POM材料質(zhì)量不一，變形程度往往更大而且批次間不穩(wěn)定（雜質(zhì)，內(nèi)部有裂紋類似的一些坑）。
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; g/ J  _$ ~: S. T9 H- b2 A不管進口還是國產(chǎn)POM材料，加工前請一定先試制，材料批次不同的話也建議都進行試制。

/ S8 I* h% J4 F9 g加工刀具的選擇
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2 j7 e. c5 z( D4 b! K因為POM的硬度低，切削力小，一般高速鋼和硬質(zhì)合金刀具就足夠加工了，刀口一定要鋒利，減小切削熱。在車削加工的精密加工中可以選擇使用PCD車刀。

% j- C( U; \6 ^& ZPOM材料處理（推薦一定要做）
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$ v: M3 [1 {' ~9 Z* G# I如果選用的POM材料不好，或者尺寸公差要求比較高，建議開粗后進行退火處理，以消除其內(nèi)應(yīng)力，可以極大地減少精加工后的變形。
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POM材料廠家或者牌號不同會存在一定差異，下面的工藝參數(shù)僅供參考：

粗加工后，進行油浴退火（浸在熱油中）或空氣浴退火（烤爐中）。調(diào)節(jié)退火溫度，一般低于產(chǎn)品熱變形溫度10－20°C（約140-150°C）。油浴退火，壁厚每5mm退火時間增加40～60分鐘，空氣浴退火，壁厚每5mm退火時間增加20～30分鐘，完成后，自然冷卻至室溫。
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另一種 “土法 ”退火方式（退火溫度100°C）

+ I/ o9 _/ t/ M, W* f0 i/ N零件使用環(huán)境溫度為80℃以下時，粗加工后直接在開水中煮5到6個小時，自然冷卻至室溫。

& d. s* Y& T  C# V% H! Y2 B時間充足也可以采用自然時效方式
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粗加工后，室溫（最好是恒溫）下自然放置一周左右的時間。



' q) C! l- g" U常見的變形原因及應(yīng)對方法
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4 ~9 o! I  S) c" i% _& T先提一點，加工時最好能保證工件毛坯尺寸標準、一致，這樣更有利于掌握比較一致的變形量，將公差控制在比較接近的范圍內(nèi)。
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1、裝夾導(dǎo)致變形
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POM材料夾緊會產(chǎn)生變形，松開后恢復(fù)到原來狀態(tài)。此時可以考慮改變裝夾形式，目的是為了使工件固定的接觸面增大。比如臺虎鉗墊東西緩沖、用膠水固定等等。大一些的板材，可以使用真空吸盤，但需要胚料平整，建議是先膠水固定一面后掃平，再用吸盤固定掃平的這個面進行粗加工。行業(yè)里還有種冰凍吸盤固定的據(jù)說也可以做，沒試過，看有誰能分享一下經(jīng)驗。

2、切削熱導(dǎo)致變形
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. b* |3 K) j$ `' o7 K% D$ QPOM材料耐熱性差，對熱敏感，加工時冷卻不充分易變形。首先，刀具一定要鋒利，這樣切削時產(chǎn)生的熱量相對要小些。其次可以減小吃刀量，分多次切削、增加冷卻液的方式，目的就是盡可能地減少熱量的產(chǎn)生或者快速帶走切削過程產(chǎn)生的熱量。

! b5 a2 Q* s9 F/ S/ J1 ^& |$ R3、彈性變形
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( w6 d8 @4 d$ _8 S, kPOM材料彈性比較高，在切削時，跟刀具接觸的部位會因材料的彈性而向內(nèi)變形，當?shù)毒唠x開后，被切壓的會產(chǎn)生一定的變形量。這時需要根據(jù)實際切削效果，進行多次刀補調(diào)整。加工時以較小的吃刀量，分多次循環(huán)切削，可以減少材料彈性所帶了的尺寸變形。

0 k9 |& r4 X! B' ?5 B$ S2 c8 \4、內(nèi)應(yīng)力變形

) t/ P3 E' }: u, }0 X由于工程塑料的熱膨脹系數(shù)比金屬大，所以在加工余量大時，由于內(nèi)應(yīng)力消除而產(chǎn)生變形。首先還是要正確的選擇和處理材料（前文已經(jīng)說過）。其次在材料去除量比較多時，盡量下厚料，控制好余量，采用對稱加工（零件設(shè)計本身是否合理其實挺關(guān)鍵的），來抵消加工所帶來的應(yīng)力變形。

8 Q: u: l3 P1 X9 {- A精加工后，在中轉(zhuǎn)及存放環(huán)節(jié)中也要注意溫度的控制，有條件的話恒溫，以防止零件因溫度的變化而產(chǎn)生變形，同時也要記得做好表面保護，以免出現(xiàn)碰傷劃傷之類的情況。


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常見的開裂原因
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之前提到的變形程度比較嚴重時就容易開裂，但這只是部分原因。 在操作中容易導(dǎo)致POM材料開裂的原因還有以下這些：

加工時吃刀量過大
直接使用較大鉆頭鉆孔，切削力太大擠壓開裂
4 o- d# P9 [) Z加工深孔時沒有反復(fù)退鉆頭排屑，屑子排出不充分，擠壓開裂
冷卻不充分，鉆孔冷卻不充分，導(dǎo)致切削熱和切削力太高開裂
進給速度太快，POM棒材內(nèi)部的應(yīng)力加發(fā)生開裂
$ W/ Y0 H- L1 R  B5 ]" y鉆孔時鉆頭的切削刃磨損未及時修磨鉆頭，硬鉆導(dǎo)致開裂
加工方式的選擇
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+ A3 E  N8 F3 j$ }5 [/ d車削加工

加工時需要冷卻，以減少磨損并導(dǎo)熱，防止熔融。建議優(yōu)先選用壓縮空氣冷卻或固體潤滑，其次是冷卻液。轉(zhuǎn)速不宜過快，進刀量和吃刀量也不宜過大，刀具的前角和后角可稍大些，刃口必須鋒利。常用的高速鋼車刀前角約25° ~ 40°、后角約10°~20°，卡盤的夾緊力要盡可能小。

鉆孔加工
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& b, e7 C4 ^0 l; |7 H9 w/ p: x不要直接用大鉆頭鉆孔，推薦先鉆小孔再低速擴孔。鉆頭必須保持鋒利，可參考采用以下鉆頭：頂角60°~90°、螺旋角10°~20°、前角0°、后角10°~15°。鉆孔時，進給方向上的力不宜太大，要及時退刀（一般5~6mm深）進行排屑和幫助冷卻。對于鉆通孔來說在快鉆透時應(yīng)降低進給速度，以免鉆頭將材料沿軸向推掉。
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網(wǎng)上找到一篇同類工程塑料加工工藝，大家相互借鑒下。

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