/ пластик серії Zedex / механічна обробка Zedex

Механічна обробка полімерів Zedex виробництва Wolf Kunststoff-Gleitlager GmbH (ФРН)

Визначення розмірів

Термопласти серії Zedex: ZX-100K, ZX-324, ZX-410, ZX-530, ZX-550, ZX-750 мають високі значення коефіцієнта термічного розширення, тому контроль розмірів необхідно проводити тільки при кімнатній температурі оброблюваного матеріалу.

Коефіцієнт лінійного теплового розширення
Матеріал	до 100°С, α×10 ^-5/°C	до 150°С, α×10 ^-5/°C
ZX-100K	8	12
ZX-100EL63	14	16,3
ZX-324	5,1	5,9
ZX-410	4,0	5,8
Сталь 0,8кп	1,25
Алюміній	2,24

Через пружні властивості допустимі відхилення розмірів деталей з полімерів вище, ніж у деталей з металів. Але для розрахунку допусків і посадок потрібно враховувати більшу зміну розмірів в залежності від температури.

Високоточні деталі слід виробляти з матеріалів з низьким внутрішнім напруженням. Заготовки необхідно відпалювати перед обробкою. Так само можна зробити попередню обробку і тільки через 24 години приступити до кінцевої обробки. Після відпалу або 24-х годинного зберігання попередньо обробленої заготовки, її розміри можуть зменшитися, тому заготовку потрібно брати більших розмірів.

Закріплення заготовки

Пластикові матеріали Zedex мають низький модуль пружності при вигині тому при закріпленні заготовки треба уникати деформації і тривалого положення заготовки в закріпленому стані, так як це може привести до змін розмірів. Заготовки можуть закріплюватися за допомогою вакуумних систем або з допомогою двосторонньої клейкої стрічки.

Внутрішня напруга і неякісна механічна обробка можуть привести до виникнення тріщин або зміни розмірів виробу. Деякі полімери Zedex рекомендується перед обробкою нагріти, і обробляти в розігрітому стані.

Причини виникнення напружень, що ведуть до дефектів обробки:

застосування затуплених інструментів, які створюють додаткові навантаження при обробці;
виготовлення виробів з гострими кантами або з різкою зміною діаметра призводить до концентрації напружень на невеликих ділянках;
надмірне зняття внутрішніх напружень порушує рівновагу напруг і сприяє подальшому руйнуванню деталі.

Верстати

Обробка полімерів Zedex не вимагає занадто великих зусиль. Вироби з пластику Zedex обробляються на верстатах з меншими потужностями, ніж для обробки металевих матеріалів. Для виробництва деталей із Zedex можуть застосовуватися верстати для обробки легких металів або деревини. Такі верстати забезпечують великі робочі швидкості при меншій подачі, що перешкоджає руйнуванню і перегріву полімерної заготовки.

Інструменти

Загальним правилом для всіх інструментів при обробці полімерів є те, що вони повинні бути дуже гострими і гладкими, з великим переднім кутом різця. Робота з інструментами, що не відповідають цим правилам призводить до неправильного зрізання і плавлення стружки.

Для обробки матеріалів Zedex інструменти з інструментальної сталі не підходять. Для невеликого виробництва можливе застосування інструментів з HSS (швидкорізальна сталь).

Для виробництва великої кількості виробів рекомендується застосування інструментів із HM (твердосплавна сталь). Серійне виробництво деталей з маленькими допусками вимагає застосування інструментів з алмазним покриттям.

Армовані композитні матеріали Zedex обов'язково обробляються інструментами з алмазним покриттям.

Інструменти, які використовували для обробки металів, повинні бути обов'язково заточені перед обробкою матеріалів Zedex.

Контрольні значеня для выбору інструментів:

SS клас EV4;
EV4 Co;
E Mo 5 V3;
HM сорта від K10 до K40.

Охолодження

Сильний перегрів пластиків Zedex під час обробки може призвести до розплавлення або горіння матеріалу, до перегартовуванню робочого інструмента. Тому необхідно при обробці забезпечити максимально можливий тепловідвід від оброблюваної деталі. Кращим теплоотводом є стружка оброблюваної деталі. Додатково можна охолоджувати струменем повітря під тиском, яка одночасно очищала б область обробки від стружки. Хороша якість поверхні може бути досягнута при застосуванні охолоджувальних емульсій.

Розпил

При розпилюванні стрічковою пилкою швидкість пиляння повинна бути між 8 і 25 м/с. При більш низьких швидкостях зріз виходить не чистим.
Застосовуватися повинні полотна з металу або диски з зубами з твердосплавних сталей. Полотна і диски повинні мати достатньо велику розводку зубів. Чисті поверхні зрізу виходять, якщо розпилювання проводиться досить швидко. Чисті поверхні зрізу виходять, якщо розпилювання проводиться досить швидко.
Щоб уникнути тріщин, при розпилюванні деяких антифрикційнних матеріалів Zedex, необхідно перед обробкою нагріти заготовку. Рекомендуються пила з кроком зуба від 4 до 6 мм.

Шлифування

Всі матеріали Zedex можна шліфувати і полірувати, при цьому важливо контролювати температуру оброблюваної поверхні і не допускати сильного нагріву. Для шліфування використовуються стандартні шліфувальні стрічки і круги, по можливості великої зернистості.
Щоб запобігти забиванню пор на крузі дрібними частинами матеріалу, необхідно використовувати охолоджуючі рідини. Потрібно застосовувати шліфувальний круг великої зернистості.

Свердління

Для свердління термополімерів серії Zedex застосовуються HSS-свердла DIN 1412, які використовуються в металообробці. Необхідні охолодження і регулярне видалення стружки повітрям, що перешкоджає перегріву, появи тріщин, розриву деталей
    Для свердління отворів діаметром більше 30 мм застосовуються чашкові або глухі свердла. Застосування свердел з коронками допускається тільки при обробці тонких пластин.
    При свердлінні великих отворів рекомендується попередньо просвердлити отвір меншого діаметру (10-20 мм). Глибоке свердління допускається тільки після попереднього нагрівання заготовки.
    Отвори з високою точністю розмірів найкраще проводити в два етапи - попереднє свердління і, після охолодження, свердління отворів необхідного розміру.

Точіння

При токарній обробці антифрикційних матеріалів Zedex використовують високу подачу. Для отримання якісної поверхні для роботи переважно вибрають широкий різець. Необхідний контур деталі і якість поверхні повинні бути зроблені за один раз.
Внутрішнє точіння проводиться стандартними інструментами. При цьому необхідно регулярно видаляти стружку. Для створення поверхні високої якості при внутрішньому точінні бажано застосування свердла з кутом нахилу гвинтової лінії 15°.
Для нарізування тонкостінних деталей в якості ножа використовують заточені інструменти. Стружку найкраще збирати індустріальним пилососом. Для обробці довгої заготовки необхідно застосування люнетів.

Різання

Листи з полімерів Zedex можуть бути порізані за допомогою гільйотини.

Фрезерування

Для уникнення перегріву заготовки при фрезеруванні потрібно вибрати якомога більшу ширину стружки. Це досягається великою подачею, великою глибиною і швидкістю різання. При обробці матеріалів Zedex фрезеруванням якість поверхні залежить від ріжучої кромки фрези, подачі і геометрії різання. При використанні фрези з однієї ріжучої кромкою можна отримати високу якість поверхні і високу швидкість обробки. При фрезеруванні фрезами з декількома ріжучими кромками, стружка може заклинювати в наступних кромках. Чим більше різальних кромок, тим більша ймовірність заклинювання. Фрезеруванням виготовляються зубчасті колеса високої якості і точності, які неможливо досягти при литті.

Обпилювання, сточування, зіскоблювання

Для сточування добре підходять крупно насеченной напилок, рашпіль по дереву або напилки з подвійною насічкою. У таких напилків точки перетинів насічок розламують стружку, яка утворюється в процесі обпилювання, і оброблювана поверхня виходить чистіше і очищати від стружки такий напилок набагато легше.
Щоб оброблену напилком або рашпілем поверхню зробити більш гладкою, використовується гострий стругальний (фугувальний) ніж. Цим же інструментом можна обробити канти заготовки. Для підготовки зварювальних стиків застосовуються різні скребки. Скребок, застосовуваний для загладжування зварювальних швів, повинен мати радіус не менше 2 мм для отримання закругленого шва, що буде перешкоджати виникненню небажаної концентрації напружень.

Розгортання

Висока точність розмірів отвору досягається за допомогою розгорток по DIN206, DIN212, DIN 219. Через еластичность полімерних матеріалів необхідно застосовувати розгортку з радіусом мінімум на 0,1 мм більше, ніж отвір. В іншому випадку буде відбуватися не зрізання, а продавлювання і деформація матеріалу.

Стругання

Для обробки струганням матеріалів з полімерів Zedex підходить практично будь-яке відповідне обладнання, яке використовується в дерево- і металообробці.

Нарізання різі

Отвори для різі розмірів до M8 повинні бути приблизно на 0,1 мм більше, ніж отвори для різі в металі, а отвори для різі розмірів від M10 повинні бути більше приблизно на 0,2 мм. Для нарізування різьблення застосовуються стандартні металообробні інструменти. Для посилення різьблення на гайках можуть застосовуватися металеві вставки.
Для нарізання зовнішньої різьби необхідно забезпечити якомога більш гладку поверхню. Рекомендується робити останній етап обробки різцем на токарному верстаті.

Рифлення

Матеріали Zedex підходять як для накочування прямих, так і для накочування кутових рифлень. Можуть застосовуватися одинарні та подвійні ролики для накочування рифлень.

Штампування

Штампування допускається для деталей товщиною не більше 1,5 мм. Бажаний попередній нагрів заготовки.

Видалення грата

Вилучення грата здійснюється спеціальними ножами або за допомогою азоту.
При великій кількості оброблюваних виробів можна використовувати галтувальні барабани.

Базова марка Zedex			ZX-100			ZX-324					ZX-410		ZX-530				ZX-550		750
Індекс модифікаці			K	EL63	MT		V1T	V2T	V11T	VMT		V7T		CD3	EL3	KF15		PV	V5T	V5KF
	α,°	min.	15	20	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	20	20	5	5
	α,°	max.	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	10	10
	γ,°	min.	5	2	5	0	0	0	0	10	0	10	0	0	0	0	5	5	0	0
	γ,°	max.	8	5		5	5	5	5	15	4	15	5	5	5	5	8	8	3	3
	V, м/мин	min.	300	500	300	500	500	500	500	200	500	300	500	500	500	500	300	300	800	800
	V, м/мин	max.	300	500	300	800	800	800	800	300	500	300	800	800	800	800	300	300	900	900
	t, мм	min.	3	3	3	3	3	3	3	3	2	3	3	3	3	3	2	2	10	10
	t, мм	max.	⁸	⁸	⁸	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	14	14

Температура обробки, °С	>Ø60mm
	>Ø80mm				50	100	100	100	120			100	50	50		100			100	150
	>Ø120mm		50

	α,°	min.	5	6	5	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	10	10	2	2
	α,°	max.	10	10	10	8	⁸	⁸	8	8	6	8	8	8	8	8	10	10	5	5
	γ,°	min.	0	0	0	0	0	0	0	2	0	2	0	0	0	0	5	5	0	0
	γ,°	max.	5	5	5	5	5	5	5	8	0	8	5	5	5	5	8	8	5	5
	χ,°	min.	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	10	10	7	7
	χ,°	max.	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	150	250	10	10
	V, м/мин	min.	300	250	300	250	250	250	250	150	350	150	250	350	350	350	150	250	100	100
	V, м/мин	max.	400	500	400	500	500	500	500	200	400	200	500	40	40	40	500	500	120	120
	S, мм ^-1	min.	0,2	0,1	0,2	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,21	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,05	0,05
	S, мм ^-1	max.	0,4	0,5	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,3	0,3	0,5	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,08	0,08

	α,°	min.	5	5	5	5	5	5	5	6	3	6	5	5	5	5	10	10	5	5
	α,°	max.	10	15	10	10	10	10	10	6	10	6	10	10	10	10	16	16	10	10
	γ,°	min.	10	10	10	10	10	10	10	5	10	5	10	10	10	10	5	6	5	5
	γ,°	max.	20	20	20	30	30	30	30	10	20	10	30	30	30	30	20	20	10	10
	φ,°		90	90	90	90	90	90	90	120	90	120	90	90	90	90	130	130	120	120
	V, м/мин	min.	50	50	50	50	50	50	50	80	20	80	50	50	50	50	150	150	80	80
	V, м/мин	max.	100	150	100	200	200	200	200	100	80	100	200	20	20	20	200	200	100	100
	S, мм ^-1	min	0,2	0,1	0,2	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,02	0,02
	S, мм ^-1	max.	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,1	0,1

Температура обробки, °С	>Ø60mm				80				120	120		100	100	100		100				150
Температура обробки, °С	>Ø80mm		80		120	120	120				100								150

	α,°	min.	5	10	5	5	5	5	5	15	2	15	5	5	5	5	5	5	2	2
	α,°	max.	15	20	15	15	15	15	15	30	10	30	15	15	15	15	15	15	5	5
	γ,°	max.	5	5	5	6	6	6	6	6	1	6	6	6	6	6	5	5	0	0
	γ,°	max.	15	15	15	10	10	10	10	10	5	10	10	10	10	10	15	15	5	5
	V, м/мин	min.	250	250	250	250	250	250	250	80	250	80	250	250	250	250	250	250	90	90
	V, м/мин	max.	500	500	500	500	500	500	500	100	500	500	500	500	500	500	500	500	100	100

Інструменти: карбид вольфрама, алмаз, кераміка.					X							X							X	X
Не застосовувати розчинні в воді охолоджувачі*											X	X
* Якщо застосування рідких охолоджувачів не можна уникнути - після обробки деталі промити в ізопропанолі і прополоскати у воді α – кут допуску, γ – передній кут, χ – інсталяційний кут, φ – кут заточки, t – крок зуба, V – швидкість різання, S – подача