武漢現代精工幾種常見的熱固性塑料的車削

Date:2020/3/6 10:12:14 / Read: / Source:本站

(1)熱固性塑料層壓板 熱固性塑料由樹脂和基礎材料或填充物組成。前者可以是酚醛、尿素、環氧、聚硅氧烷或聚酯樹脂,后者可以是紙、纖維、石棉、玻璃或尼龍?,F在國內有超過300種的層www.hnsjgdz.com 中空板生產線壓板。這些層壓工業塑料的外表視覺缺乏美感。因此,總是用來裝飾電視機的殼內或是汽車的內部。隨著空間技術的發展,它們在電子儀器上的應用不斷擴展,特別是用在人造衛星和外部空間探測器上。采用幾種不同的填充物和不同的樹脂膠合劑,可以得到很多的層壓塑料。不同層壓板的加工方法隨它的組成而不同。本節將討論酚醛紙基、酚醛布基、蜜胺布基和酚醛玻璃基層壓板,這幾種層壓板在工業中的應用較多。許多常見的加工方法,可用來加工塑料板、棒料和管材。這里將通過正交切削實驗來選擇加工條件和加工刀具的幾何形狀,特別是選擇加工層壓板的加工條件和www.hnsjgdz.com 中空板生產線刀具幾何參數。層壓板這種材料由于具有彈性變形、非均質性和熱特性,所以具有復雜的物理特點。直角切削層壓板時產生幾種切屑。用低速加工,采用不同的切削深度和刀具前角時,有的切屑是連續的,或彎曲或不彎曲;有的切屑是不連續的。當切削深度小,前角大時產生連續切屑。隨著切削深度的增加和前角變負,切屑變為不連續。當采用高速切削時,切削深度小,切屑從連續變為不連續。隨著切削速度的增加,切屑變為針狀或粉末狀。高速切削布基層壓板時,切屑一般是不連續的,呈粉末狀。在v=0.11m/min的低速下加工紙基層壓板時,切屑表面的形態如圖2-32所示。前角和切削深度的作用可從圖中看出。在切屑表面可以觀察到好多剪切痕跡,還可以發現伴隨著剪切產生的斷裂使連續切屑斷開,變成了不連續切屑。因此,可得結論:在低速切削時,切屑的產生主要由剪切作用決定。相反,在高速切削時,切屑截面有許多垂直的裂紋,并且裂紋距離較大,如圖2-33所示,切削速度v=400m/min。因此可以說,高速切削時切屑的產生由復雜的剪切www.hnsjgdz.com 中空板生產線作用決定,一些情況下還伴隨著脆性斷裂。很多實驗表明,對熱固性塑料因填料、樹脂、切削速度v和切削深度ap的不同,可能產生各種形態的切屑。有的情況不僅是刀具對工件材料的剪切作用,同時伴隨著工件材料的崩碎情況,所以使剪切變得復雜。[插圖]圖2-33 采用幾種不同刀具前角和切削深度時,加工紙基酚醛層壓板形成的切屑的表面形態同其他塑料一樣,切削www.hnsjgdz.com 中空板生產線酚醛層壓板時也存在合理前角,合理前角隨切削深度和切削速度變化,其具體數值可在表2-9中查得。很顯然,刀具的合理前角不僅隨層壓板的種類變化,也隨切削條件,如切削深度、切削速度等變化。通過研究用金剛石刀具加工酚醛紙基層壓棒料時,發現其表面粗糙度基本不受切削速度和刀具前角的影響,然而,粗糙度值隨進給量f的下降而降低(在車削中),如圖2-34所示,圖中切削速度v=118m/min,切削深度ap=0.05mm,空心點為金剛石刀具切削,實心點為硬質合金刀具,粗糙度值隨刀尖圓弧半徑的加大也有所下降,例如,用硬質合金刀具加工酚醛紙基層壓塑料時,其切削條件v=118m/min,f=0.05m/r,當刀尖圓弧半徑r=2.0mm時,Ra=1.7μm,當刀尖圓弧半徑r=0.5mm時,Ra=3.6μm。切削玻璃基層壓板與加工其他層壓板相比,刀具的磨損比較大,如圖2-35所示,當使用陶瓷刀具和硬質合金刀具時也是一樣。圖中切削深度ap=3mm,進給速度f=0.3mm/r,刀具前角γ0=6°(YG類刀具前角為15°),刀尖圓弧半徑為0.5mm。加工玻璃基層壓板的表面粗糙度也最大。所以在所有熱固性塑料中,玻璃基層壓板的機械加工性最差,盡量用金剛石刀具來加工。減少玻璃基層壓板的切削速度比加工其他層壓板時更重要。玻璃層壓板通常是干加工。壓縮空氣的冷卻非常有效,但產生的玻璃粉塵會落在人的皮膚上。皮膚刺激可通過使用乳化液和洗滌劑來消除,然而清潔的加工條件是最重要的。為改善基本的衛生條件和減輕皮膚的刺激,應提供多種粉塵處理的途www.hnsjgdz.com 中空板生產線徑。最好的辦法是采用吸塵系統。(2)鑄塑熱固性樹脂 一些種類的熱固性塑料,諸如酚醛聚酯或環氧樹脂,以鑄塑的形式被廣泛應用。切削鑄塑塑料的方法主要通過聚酯和環氧樹脂來說明。簡略地說,這些樹脂在加工中非常容易碎裂,像玻璃和陶瓷一樣。但如果選擇了最佳切削條件,就能很容易地加工出沒有裂紋、具有很小公差的工件。加工聚酯樹脂時產生獨特的切屑。一種形式是不連www.hnsjgdz.com 中空板生產線續的、不透明的、并且表面比較粗糙;另一種類似的切屑也是不連續的,但是透明的,表面光滑有些裂紋。在切削鑄塑聚酯樹脂時,只有采用小切削深度時才產生連續切屑。當切削速度和切削深度都增加時,切屑才變為不連續。前角對切屑形成的影響較大,前角為正值時產生連續切屑;前角為負值(-20°)時,則切屑呈有裂www.hnsjgdz.com 中空板生產線紋的不連續切屑。通過研究切削溫度對切屑種類的形成的影響,發現隨著溫度的增加,切屑從不連續變為連續。因此,高溫將改善切屑的形成。而且,切削力隨切削溫度的升高而降低。例如,在切削速度v=0.8m/min,切削深度ap=0.05mm時,100℃時的切削力是它在25℃時的60%。如前所述,鑄塑聚酯樹脂的合理前角不存在,因為即使使用大前角時,由于材料的易碎性,切屑也總是不連續斷裂型的。切削條件對切屑www.hnsjgdz.com 中空板生產線的影響如圖2-36所示。陰影部分指出了最佳切削條件。加工鑄塑聚酯樹脂時連續切屑的范圍相當窄,因此在選擇加工條件時比較嚴格。[插圖]圖2-36 加工鑄塑聚酯樹脂時,在不同的切削速度下,切削深度和前角對切屑形成的影響[插圖]—連續剪切型;[插圖]—不連續復雜型;[插圖]—不連續簡單剪切型;[插圖]—不連續斷裂型簡言之,取刀具前角γ0=0°或很小的負值,切削深度ap<0.02mm,才能得到連續切屑和較好的加工表面。如圖2-37所示,在切削鑄塑環氧樹脂時,切削深度ap增大一定值時,表面粗糙度Ra值突然增大。其切削條件為:切削速度v=56m/min,刀具前角γ0=10°。這說明鑄塑環氧樹脂機械加工性能差。(3)玻璃纖維強化塑料(FPRT) 玻璃纖維強化塑料在工業領域的應用不斷拓展。加工玻璃纖維強化塑料最重要的問題是刀具磨損。當刀具有磨損時,使切削深度發生了變化,加工精度下降。切削力的增加導致產生切削熱,使加工表面燒傷。所以要經過精加工來去除這些表面缺陷。當加工玻璃纖維強化塑料時,刀具經常要刃磨,這使加工費用增加。圖2-38指出刀具材料對后刀面磨損量VB的影響,工件材料是玻璃纖維強化環氧樹脂,切削速度是100m/min,前角γ0=20°,切前深度ap=0.034mm。在幾種不同的切削速度下VB與實際切削時間的關系如圖2-39所示,圖中刀具材料YT5,前角20°,切削深度為0.034mm。很顯然,加工5min后或加工工件材料體積200cm3之后,刀具磨損相當驚人。切削速度增加,VB的值增大。隨著刀具的磨損,切屑的種類發生變化,刀具磨損后產生粉末狀切屑。通過在很寬范圍的切削速度來分析刀具磨損問題,可知在切削玻璃纖維增強塑料時產生3種刀具磨損:第1種刀具磨損發生在低速切削時,只依賴于工件和刀具的接觸長度;第2種刀具磨損在高速切削時發生,刀具磨損的值隨速度的增加而增加;第3種刀具磨損發生在速度更高時www.hnsjgdz.com 中空板生產線,刀具磨損的值相當大,不依賴于切削速度和接觸長度。這3種刀具磨損的過程可用流變學模型來解釋。玻璃纖維強化塑料的切削一般使用硬質合金或單晶金剛石刀具,但如前所述,硬質合金的磨損相當大,只能用于切削速度非常低的場合。雖然單晶金剛石刀具的壽命長,但加工條件受限制。通過加工含有玻璃質量60%的玻璃纖維強化環氧樹脂,進行兩種刀具材料即金剛石復合刀具和硬質合金刀具的比較。發現金剛石復合刀具能夠在切削速度為426m/min時切削玻璃纖維強化環氧樹脂,而在此切削速度下,硬質合金刀具只加工了5mm的長度就磨鈍了。因此,大批加工時硬質合金的加工速度應選擇38m/min。加工15個工件,加工長度總計為32mm時,硬質合金的加工時間為1.627min,金剛石刀具為0.267min。復合金剛石刀具加工8000件后需要重磨,硬質合金刀具加工5000件后需重磨。若詳細計算刀具成本并將刀具成本均分到每個零件的加工上,發現使用金剛石刀具要經濟些。www.hnsjgdz.com 中空板生產線

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