В сферата на прецизното производство обработката с CNC (компютърно цифрово управление) се откроява като крайъгълна технология, позволяваща създаването на сложни и високопрецизни части. Сред различните материали, използвани в машинната обработка с ЦПУ, PEEK (полиетер етер кетон) придоби значителна популярност поради своите изключителни механични, термични и химични свойства. Като надежден доставчик на CNC обработка на PEEK, бях свидетел от първа ръка как геометрията на инструмента играе ключова роля в процеса на CNC обработка на PEEK. В този блог ще се задълбочим в ефектите от геометрията на инструмента върху CNC обработка PEEK.
Разбиране на PEEK и неговите предизвикателства при обработката
PEEK е високоефективен термопласт, известен със своята отлична здравина, твърдост и устойчивост на високи температури, химикали и износване. Тези свойства го правят предпочитан материал в индустрии като космическата, медицинската и автомобилната. Обработката на PEEK обаче не е без предизвикателства. Неговата висока точка на топене, около 343°C, и относително висок вискозитет, когато е разтопен, могат да доведат до проблеми като прекомерно генериране на топлина, износване на инструмента и лошо покритие на повърхността по време на обработка.
Ролята на геометрията на инструмента
Геометрията на инструмента обхваща различни фактори като ъгъл на наклон, ъгъл на хлабина, радиус на режещия ръб и ъгъл на спирала. Всеки от тези фактори има различно влияние върху CNC обработката на PEEK.
Наклонен ъгъл
Наклоненият ъгъл е ъгълът между челото на режещия инструмент и референтната равнина, перпендикулярна на скоростта на рязане. Положителният наклонен ъгъл намалява силата на рязане и консумацията на енергия, тъй като позволява на инструмента да срязва материала по-лесно. Когато обработвате PEEK, умереният положителен наклонен ъгъл може да бъде от полза. Помага за намаляване на топлината, генерирана по време на рязане, което е от решаващо значение предвид чувствителността на PEEK към високи температури. Прекалено големият положителен наклонен ъгъл обаче може да доведе до по-слаб режещ ръб, увеличавайки риска от начупване и преждевременно износване на инструмента.
От друга страна, отрицателният наклонен ъгъл осигурява по-силен режещ ръб, което може да бъде полезно при обработка на PEEK при високи скорости на рязане или при работа с трудни за обработка PEEK степени. Но също така увеличава силата на рязане и генерирането на топлина, така че трябва да бъде внимателно балансиран.
Ъгъл на свобода
Ъгълът на хлабина е ъгълът между страната на режещия инструмент и обработваната повърхност. Правилният свободен ъгъл е от съществено значение, за да се предотврати триенето на страната на инструмента в обработваната повърхност, което може да причини прекомерно генериране на топлина, лошо покритие на повърхността и повишено износване на инструмента. Когато обработвате PEEK, се препоръчва достатъчен ъгъл на свобода, обикновено в диапазона от 5 - 10 градуса. Това позволява на инструмента да реже гладко без намеса, намалявайки вероятността от образуване на натрупани ръбове, което може да влоши качеството на повърхността на обработения PEEK детайл.
Радиус на режещия ръб
Радиусът на режещия ръб влияе върху силите на рязане, покритието на повърхността и образуването на стружки. По-малкият радиус на режещия ръб води до по-остър режещ ръб, което може да намали силите на рязане и да доведе до по-добра повърхност. За CNC обработка на PEEK обикновено се предпочита остър режещ ръб с малък радиус. Той позволява на инструмента да прави чисти срезове, минимизирайки деформацията на PEEK материала и генерирането на грапавини. Въпреки това, много малък радиус на режещия ръб може също да направи инструмента по-склонен към начупване, особено при обработка на PEEK с включвания или при високи натоварвания на рязане.
Ъгъл на спирала
Ъгълът на спиралата е ъгълът, образуван от режещия ръб на инструмент със спираловидни жлебове с равнина, перпендикулярна на оста на инструмента. По-големият ъгъл на спиралата може да подобри евакуацията на стружки по време на обработка. Когато обработвате PEEK, ефективното отстраняване на стружките е от решаващо значение, тъй като стружките могат да се натрупат около режещия инструмент, увеличавайки топлината и триенето и потенциално причинявайки повреда на инструмента и обработваната част. Ъгълът на спиралата от 30 - 45 градуса често се използва за обработка с PEEK, тъй като помага за гладкото отстраняване на стружките от зоната на рязане, намалявайки шансовете за повторно нарязване на стружки и подобрявайки цялостната ефективност на обработката.
Въздействие върху производителността на машинната обработка
Изборът на геометрия на инструмента има пряко влияние върху няколко аспекта на производителността на CNC обработка при работа с PEEK.
Повърхностно покритие
Правилната геометрия на инструмента може значително да подобри повърхностното покритие на обработените части от PEEK. Острият режещ ръб с подходящ наклон и ъгъл на хлабина помага при правенето на чисти срезове, свеждайки до минимум образуването на повърхностни дефекти като неравности, драскотини и грапавини. Например, малък радиус на режещия ръб и умерен положителен наклонен ъгъл могат да намалят пластичната деформация на PEEK по време на рязане, което води до по-гладка повърхност. Това е особено важно в приложения, където качеството на повърхността на частта от PEEK е критично, като например в медицински импланти или прецизни механични компоненти.
Живот на инструмента
Животът на инструмента е основна грижа при обработката с ЦПУ, а геометрията на инструмента играе жизненоважна роля при определянето му. Добре проектираната геометрия на инструмента може да намали силите на рязане и генерирането на топлина, които са основните причини за износване на инструмента. Например правилният ъгъл на хлабина предотвратява износването на ръба на инструмента, докато подходящ ъгъл на наклона и радиус на режещия ръб могат да намалят износването на режещия ръб. Чрез оптимизиране на геометрията на инструмента можем да удължим живота на инструмента, намалявайки честотата на смяна на инструмента и общите разходи за обработка.
Скорост на отстраняване на материала
Скоростта на отнемане на материал (MRR) е важен показател при обработката с ЦПУ, тъй като влияе върху производителността на процеса на обработка. Геометрията на инструмента може да повлияе на MRR, като повлияе на силите на рязане и образуването на стружки. Инструмент с голям спирален ъгъл и подходящ наклонен ъгъл може да позволи по-високи скорости на рязане и подаване, увеличавайки MRR. Въпреки това е важно да се балансира MRR с други фактори като покритие на повърхността и живот на инструмента, за да се осигури рентабилен и висококачествен процес на обработка.
Сравнение с други материали
Интересно е да се сравни ефектът от геометрията на инструмента върху CNC обработката на PEEK с този на други материали. Например, в сравнение сCNC обработка PPSU, PEEK има по-висока точка на топене и по-голяма якост. Това означава, че геометрията на инструмента за PEEK обработка може да се наложи да бъде по-здрава, за да издържи на по-високите сили на рязане и топлина.
В случай наCNC обработка на PMI пяна и PVC, тези материали обикновено са по-меки и по-чупливи от PEEK. Така че геометрията на инструмента за тяхната обработка може да се съсредоточи повече върху предотвратяване на счупване на материала и постигане на добро покритие на повърхността с по-ниски сили на рязане.
по същия начинНайлон за CNC обработкаима различни свойства в сравнение с PEEK. Найлонът е по-хигроскопичен и има по-ниска точка на топене. Геометрията на инструмента за обработка на найлон може да се наложи да вземе предвид тези свойства, като например използването на инструмент с различен наклонен ъгъл, за да се предотврати залепването на материала по инструмента.
Заключение
Като доставчик на CNC обработка на PEEK, аз разбирам важността на оптимизирането на геометрията на инструмента за успешна обработка на PEEK. Правилната геометрия на инструмента може да подобри повърхностното покритие, да удължи живота на инструмента и да увеличи скоростта на отнемане на материал, което в крайна сметка води до по-ефективни и рентабилни процеси на обработка.
Ако се нуждаете от висококачествени CNC машинно обработени части от PEEK или имате някакви въпроси относно обработката на PEEK, не се колебайте да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения, съобразени с вашите специфични изисквания.
Референции
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Производствено инженерство и технология. Пиърсън Прентис Хол.
- Астахов, В. П. (2010). Основи на рязане на метал. CRC Press.
