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發(fā)表于 2021-11-6 14:30:43
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POM工程塑料機(jī)加工問題多，這些經(jīng)驗(yàn)值得參考: F( \4 Z7 \" G
原創(chuàng)
5 o+ n: ?) p. R- Y' H5 O哈思孚小袁
3 \& [9 ?# q3 X% d1 \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(jī)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(shí)與金屬有著不小的差異，如果不注意或者操作不當(dāng)，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(jī)加工時(shí)的經(jīng)驗(yàn)，希望可以給大家提供一些思路。) `8 ]$ z/ {5 Y j$ T l' A; G
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POM材料是什么, f1 |5 h: A" C
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POM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。$ B, _! }2 l% W8 ~# d
4 I2 V7 [% x5 ~) ~* A5 s7 G& aPOM工程塑料機(jī)加工問題多，這些經(jīng)驗(yàn)值得參考
1 C! }8 B/ t' F, ]' R6 x2 O0 {' E; j常見的賽鋼（POM）材料0 _7 Z# q" o" t) ^3 j3 M) E
1 Z1 K$ i! n! T! v7 t! @這種材料具有高機(jī)械強(qiáng)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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! @% T. R3 G5 R$ K+ ^) ]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。8 N+ s e6 w& Q2 D' Y
% A6 W6 U6 U/ L! O$ @ g* r/ hPOM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(diǎn)POM-H（172-184°C）高出POM-C（160-175°C）約10°C。還有一些改性POM，熔點(diǎn)更高，這里也不一一舉例了。
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! F. \3 o% A* |. B& hPOM材料加工時(shí)容易遇到的問題: p8 l0 ?+ P5 G4 X. P* X3 g, @
7 K7 ~$ i4 P ]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(shí)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。 K- h: Y8 q: n& t! w- I+ A
4 z+ n+ ~% k& a7 Z$ B; A; u談這些問題前，先談下選料和試制。) c2 ]) _9 b. x4 \
* c w+ T; i1 G% L+ h( Y+ {# p% b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(jìn)口POM材料（或者改性POM）進(jìn)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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不管進(jìn)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(jìn)行試制。- V; |: G2 Y* C
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加工刀具的選擇. s0 j; u+ ?% ?! d) q# m+ c
- b4 C9 y0 U% e8 k- r1 a0 a# `, `因?yàn)镻OM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。
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: [: d) N X! p! V2 C1 O0 DPOM材料處理（推薦一定要做）: \* ?4 T! x& a
2 C( K" l$ V {( _1 g0 y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(jìn)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。% W) h* Z& E3 k2 F% Z5 }
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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：
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粗加工后，進(jìn)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(shí)間增加40～60分鐘，空氣浴退火，壁厚每5mm退火時(shí)間增加20～30分鐘，完成后，自然冷卻至室溫。3 g O7 a7 d q, i, b
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另一種 “土法 ”退火方式（退火溫度100°C）9 r/ \# y# b0 p- P# t
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零件使用環(huán)境溫度為80℃以下時(shí)，粗加工后直接在開水中煮5到6個小時(shí)，自然冷卻至室溫。, T6 E8 o% _* m( M: H
9 n9 N+ f5 [8 c2 I% @1 _時(shí)間充足也可以采用自然時(shí)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(shí)間。! q x% D( a8 u, a
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常見的變形原因及應(yīng)對方法+ X+ v, _1 v4 A/ `3 U% z
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先提一點(diǎn)，加工時(shí)最好能保證工件毛坯尺寸標(biāo)準(zhǔn)、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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; J+ u' j# Z5 C0 j5 n! T& ]' b9 iPOM材料夾緊會產(chǎn)生變形，松開后恢復(fù)到原來狀態(tài)。此時(shí)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(jìn)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(yàn)。
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y: P( I+ \7 ]* O1 [, A$ d8 c* `2、切削熱導(dǎo)致變形
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POM材料耐熱性差，對熱敏感，加工時(shí)冷卻不充分易變形。首先，刀具一定要鋒利，這樣切削時(shí)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。- d: v2 ^, `# C( B! Q9 t
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3、彈性變形
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POM材料彈性比較高，在切削時(shí)，跟刀具接觸的部位會因材料的彈性而向內(nèi)變形，當(dāng)?shù)毒唠x開后，被切壓的會產(chǎn)生一定的變形量。這時(shí)需要根據(jù)實(shí)際切削效果，進(jìn)行多次刀補(bǔ)調(diào)整。加工時(shí)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。$ D4 A% {# D) [/ J
1 ^2 I9 d4 q+ c5 t4、內(nèi)應(yīng)力變形
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1 B. ^# U; ?3 S3 ~9 `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(shí)，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(shí)，盡量下厚料，控制好余量，采用對稱加工（零件設(shè)計(jì)本身是否合理其實(shí)挺關(guān)鍵的），來抵消加工所帶來的應(yīng)力變形。
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/ t- t& ]7 E2 \' X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(shí)也要記得做好表面保護(hù)，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" T9 {7 h! z" y9 M Q
2 f& _5 [$ {- P9 [之前提到的變形程度比較嚴(yán)重時(shí)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：! T1 J Q. V1 f+ T& Z! o: e6 Z
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加工時(shí)吃刀量過大* x: ?) D( T0 M" r, U& d5 X: d/ ?
直接使用較大鉆頭鉆孔，切削力太大擠壓開裂1 \* W1 f2 O& E, u- {! S
加工深孔時(shí)沒有反復(fù)退鉆頭排屑，屑子排出不充分，擠壓開裂8 c- J. o0 x5 @- o& B4 I6 o
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' j! ?' o- `8 @& y" f0 \
進(jìn)給速度太快，POM棒材內(nèi)部的應(yīng)力加發(fā)生開裂
7 u9 {4 _! u# V: a鉆孔時(shí)鉆頭的切削刃磨損未及時(shí)修磨鉆頭，硬鉆導(dǎo)致開裂
- q; \2 m' @. [1 L8 t$ A& F$ [加工方式的選擇; L! E. D8 \' ?. ^2 R1 s
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車削加工
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7 ` s, d* n1 ~. }加工時(shí)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(jìn)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。1 J7 I ]& O6 m7 T7 O
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鉆孔加工
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不要直接用大鉆頭鉆孔，推薦先鉆小孔再低速擴(kuò)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(shí)，進(jìn)給方向上的力不宜太大，要及時(shí)退刀（一般5~6mm深）進(jìn)行排屑和幫助冷卻。對于鉆通孔來說在快鉆透時(shí)應(yīng)降低進(jìn)給速度，以免鉆頭將材料沿軸向推掉。
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發(fā)表于 2021-11-4 16:20:19
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