程塑料是各類材料中發(fā)展最快、應(yīng)用越來(lái)越廣的一種，它的密度小，耐酸、堿和有機(jī)溶劑腐蝕，具有良好的電絕緣性，較好的耐磨、減振和fl潤(rùn)滑性能，生產(chǎn)過(guò)程能耗低，已成為常用鋼鐵材料最強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，預(yù)i卜今后工程塑料在結(jié)構(gòu)材料中所占的比例將越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)：1，世界上每年生產(chǎn)的鋼鐵約有1/3損失于腐蝕，能源有1/3消耗于摩擦損失中。從節(jié)省鋼鐵、節(jié)約能源來(lái)看，廣泛應(yīng)用工程塑料勢(shì)在必行。目前，工程塑料產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)\遍及航空、機(jī)械、電子與通訊、化工、建材、醫(yī)療及日用品等各個(gè)領(lǐng)域、-I程塑料制品除廣采用注射、擠出、吹塑、壓制、澆鑄等方法直接成型外，其中一部分制品由于尺寸、幾何形狀及相互位置精度較高，或要求表面質(zhì)量高和其它特殊功能，需要進(jìn)行切削加丁。一般丁程塑料可在金屬切削機(jī)床上加T.，但與金屬材料切削加T相比，它的可切削性，削規(guī)律、刀具結(jié)構(gòu)和切削量均有所不同為了改善7：程塑料的切削性能，提高切削加丁。質(zhì)，應(yīng)深人地進(jìn)行探討和研究1高聚物的結(jié)構(gòu)及與切削有關(guān)的性能：3為了研究工程塑料的切削性能，必須了解高聚物的結(jié)構(gòu)及與切削有關(guān)的性能、特點(diǎn)。
高聚物的結(jié)構(gòu)高聚物隨應(yīng)用不同其性能各異。性能不同的原因是高分子成分、結(jié)合力和結(jié)構(gòu)的不同。它的結(jié)構(gòu)比低分子物復(fù)雜，分為分子內(nèi)結(jié)構(gòu)和分子間結(jié)構(gòu)。
高聚物分子內(nèi)結(jié)構(gòu)即高分子鏈結(jié)構(gòu)，只有部分非金屬元素如氮、碳、氧等才能形成高分子鏈由于高聚物中常有的這些元素都為輕元素，所以高聚物有密度小的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行切削加r時(shí)定位、夾緊方式應(yīng)與之相適應(yīng)。
高分子鏈結(jié)構(gòu)組成的不同導(dǎo)致元素間結(jié)合力大小不同、幾何形狀不同，從而使材料性能不同、n丁切削性也不丨5線型高聚物的分子鏈多卷曲幫線W狀，材料富有彈性，塑性好、硬度低；體增品聚物的分子鏈互相橫向交聯(lián)，材料硬度高、脆性大，無(wú)彈性和塑性高聚物的分子鏈結(jié)合力大小、硬度高低及脆性和塑性直接影響到其切削性能高分子鏈構(gòu)象不同，引起大分子鏈的伸長(zhǎng)或回縮，使其成為柔順性好的聚合物，強(qiáng)度和硬度低，熔點(diǎn)也較低，但彈性和韌性好，切削加r.時(shí)應(yīng)特別注意切削熱是否引起熔化。
分子間結(jié)構(gòu)是指高聚物內(nèi)部分子鏈的幾何排列和堆砌的結(jié)構(gòu)，分為晶態(tài)、部分晶態(tài)和非品態(tài)3類晶態(tài)在高聚物中占的比例稱為結(jié)晶度結(jié)品度越高，其強(qiáng)度、硬度、剛度和熔點(diǎn)越高。耐熱性也越好，但彈性、沖擊強(qiáng)度則降低，K性能也影響可叻削性力學(xué)狀態(tài)聚物的性能yK乃7：狀態(tài)f！又乃學(xué)狀態(tài)有玻璃態(tài)，高彈態(tài)和粘流態(tài)-：種其屮只柯粘流態(tài)的高聚物才能成型加丁。，也包含了Q用切削加r成型的方法，因?yàn)槠渌鼱顟B(tài)疫脆性，施加外力時(shí)會(huì)斷裂，難以成型加T2工程塑料的切削加工一般r程塑料行好的叻削性?？蛇M(jìn)行w削加「。，但與金屬材料切削加T.相比有許多不同之處和特點(diǎn)。
2.1切削參數(shù)因?yàn)樗芰弦话阌捕炔桓撸瑥?qiáng)度較低，只有30 100MPa，即使玻璃纖維增強(qiáng)尼龍也有200MPa，僅相當(dāng)于鑄鐵的強(qiáng)度因此切削加T塑料時(shí)其切削力一般比金屬小得多，可選用較大的切削量怛是，收鎬日期：2001-丨2-17它的導(dǎo)熱系數(shù)很小，僅為鋼的1/175 ~1/450；耐熱性差，一般只能耐100~250T，有的只耐幾十度。若切削量大，使切削溫度升高，會(huì)使塑料熔化、焦化和“粘刀”，刀具也易加劇磨損。為了降低切削溫度，可使用冷卻液，但有些塑料因用冷卻液又會(huì)影響其性能，只能用壓縮空氣冷卻。所以切削參數(shù)的選擇處于多種因素和矛盾之中，應(yīng)多加分析和試驗(yàn)，選取合適的切削參數(shù)。
加工精度和表面質(zhì)量塑料切削加工的精度一般都很差，加工表面粗糙。這是因?yàn)樗芰嫌啥喾N成分組成，組織不均勻，加工定位不合理，夾緊力不合適，走刀后回彈等所致，使加工表面凹凸不平，車削外圓時(shí)易出現(xiàn)橢圓形幾何誤差，銑削的平面也較粗植，鉆孔時(shí)孔徑發(fā)生變化等。加工表面質(zhì)量也與切削方向有關(guān)。加工面相互位置精度差是由加工設(shè)備的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度不篼引起的。
磨削作用很多塑料切削時(shí)被切下的粉末或顆粒相當(dāng)于磨料，有強(qiáng)的磨削作用，使切削刀具的刃口容易磨鈍。
尤其是塑料中的玻纖織物、礦物、棉布、其它纖維織物等填料都具有磨削性。工程塑料的磨削作用增加了切削的困難。
2.4開裂性有些塑料質(zhì)脆，切削時(shí)被擠壓，工件易沿纖維方向開裂，產(chǎn)生銀絲、裂紋，或出現(xiàn)工件邊緣崩掉等現(xiàn)象。這種開裂與夾緊方式、夾緊力大小、刀具鋒利程度、切削量、切削刀具幾何角度等有關(guān)，直接影響切削加工質(zhì)量。
改善工程塑料切削性能的對(duì)策改善工程塑料的切削性能，提高切削加工質(zhì)量是一個(gè)綜合性問(wèn)題，采取什么對(duì)策涉及諸多方面如工程塑料的種類，加工的機(jī)床、刀具、工藝參數(shù)和外部環(huán)境等。現(xiàn)針對(duì)直接影響切削加工質(zhì)量的因素進(jìn)行分析、研究和試驗(yàn)，以獲得提高工程塑料切削加丁質(zhì)量的一些具體方法。
3.1切削刀具切削工塑料的刀具，一般應(yīng)要求：①刀具應(yīng)鋒利、易切削、切削輕快，排屑順暢；②散熱好、冷卻快；③刀具側(cè)刃與加工面摩擦系數(shù)小，使刀具耐用。
切削刀具的幾何形狀一般I：程塑料的切削力比金屬材料小得多，刀具切削部分的強(qiáng)度不是主要問(wèn)題。為了使刀具鋒利，可以增大前角，降低刃口粗糙度等級(jí)，有時(shí)可磨出圓弧斷屑槽；采用大后角，后角愈大，愈能減少加工面與刀具間的摩擦，降低熱量；采用較大刀刃傾角，可避免工件表面起毛、開裂、剝落；刀具刃口粗糙度等級(jí)要低，有利于刀刃鋒利；鉆頭修磨橫刃，減小軸向力，磨出中心頂，易定心；棱邊背光，磨成帶有副后角，減少與孔壁的摩擦；頂角小，有利于雙重頂角。
正確選用刀具材料使用的刀具材料對(duì)刀具的耐用程度及切削成本等都有影響。如高速鋼刀具耐用且成本低；碳化鎢刀具加工表面質(zhì)量較好；金剛石刀具較適用于非經(jīng)常性的切削。
切削量切削工程塑料應(yīng)采用高切削速度、小切削深度和走刀量。高速切削能縮短加工表面的摩擦?xí)r間，產(chǎn)生的熱量少，切屑在刀具前面流出呈下跌傾向，減少了塑料導(dǎo)熱性差對(duì)切削的不利影響。
塑料的抗開裂性差，切削往往是切裂，開裂愈長(zhǎng)加工質(zhì)量愈差。進(jìn)刀量小，切屑厚度小，切肩細(xì)又薄，開裂長(zhǎng)度就短，加工質(zhì)量就好。如，在塑料板上加工孔徑。8mm、孔深12mm的孔時(shí)，每次進(jìn)給量1mm，鉆通孔需要12次進(jìn)給，加工質(zhì)量很好。
切削量對(duì)材料彈性和不均性影響較大，切削深度大、切削速度小會(huì)造成加工實(shí)際尺寸大于名義尺寸。
切削區(qū)應(yīng)散熱好，若用冷卻液，雖能使切削滑溜，但由于塑料具有吸水性，所以會(huì)影響切削加工乃至塑料性能，通常應(yīng)采用壓縮空氣冷卻；用鍍銅的長(zhǎng)刀桿可增加散熱效果；采用斷續(xù)切削，如旋風(fēng)切削、飛刀、多次進(jìn)給鉆削、銑切等，能達(dá)到較好散熱效果。
切削方式工程塑料的切削方式對(duì)加工質(zhì)量有影響。一般縱向切削較好，但切屑順著條層方向開裂，也影響加工質(zhì)量D應(yīng)使條層方向與切削面成一定角度，切屑在切刃口前面開裂而不會(huì)損害切削加工面，不影響加工質(zhì)量。橫向切削的加工面粗糙，頂向切削與橫向切削類似。逆向切削時(shí)，切屑開裂會(huì)伸展到加工面以下，使加工質(zhì)量變差。
機(jī)床及工藝裝備工程塑料的加工質(zhì)量，尤其是加工精度也受機(jī)床及工裝所影響，特別取決于機(jī)床穩(wěn)定性、關(guān)鍵部件（如主軸、軸承、夾頭、換刀裝置、工作臺(tái)和導(dǎo)軌等）和關(guān)鍵技術(shù)（如自動(dòng)化程度等）。
機(jī)床穩(wěn)定性直接影響塑料的切削加工質(zhì)量，要求機(jī)床有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，剛度高，變形小。篼速轉(zhuǎn)動(dòng)的部件要?jiǎng)悠胶猓瑱C(jī)床和主軸的同心度、滾珠絲桿和螺母的同心度要高。
主軸部件是機(jī)床保證加工質(zhì)量的核心。主軸轉(zhuǎn)速很高，有時(shí)每分鐘篼達(dá)1萬(wàn)轉(zhuǎn)，若要轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)，首先要求軸承有較篼的剛度和回轉(zhuǎn)精度，溫升不能高；其次要求軸承材質(zhì)不易磨損，熱膨脹小，穩(wěn)定性好。無(wú)論采用直流電動(dòng)機(jī)或交流變頻電動(dòng)機(jī)，主軸的驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)能無(wú)級(jí)調(diào)速；要使電機(jī)與機(jī)床主軸在同一軸上，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中應(yīng)盡量使電機(jī)軸與主軸同心。
滾動(dòng)導(dǎo)軌技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用已普遍采用，它可使直線運(yùn)動(dòng)的精度大為提高，達(dá)到微米級(jí)精度，摩擦系數(shù)極低，僅為0.002-0.003，它直接關(guān)系到提高工程塑料加工的尺寸精度。
機(jī)床的自動(dòng)化程度對(duì)加工面相互位置要求較篼的零件是很重要的，一般采用數(shù)控系統(tǒng)，控制電機(jī)經(jīng)滾珠絲桿副驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)脈沖轉(zhuǎn)角的細(xì)分來(lái)提高位移精度。例如，用自行設(shè)計(jì)的WP-20001I（PCB）微機(jī)數(shù)控鉆床和自開發(fā)的軟件，在聚氯乙烯（PVC）板面上鉆削微孔，可保證其間距精度達(dá)0.01mm，效果很好。
4結(jié)語(yǔ)工程塑料作為結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用于各類新產(chǎn)品、工程結(jié)構(gòu)和裝備之中。切削加工是一種工程塑料制品不可缺少的成型方式。對(duì)于如何提篼其可切削性能，一是要提高工程塑料切削加工質(zhì)量，先作全面分析，再通過(guò)試驗(yàn)找到某種或數(shù)種應(yīng)對(duì)方法，才能有好的收效；二是應(yīng)采取得力措施進(jìn)行切削加工即：①刀具應(yīng)鋒利，排肩順暢，散熱好；②切削時(shí)應(yīng)采用高的切削速度、小的切削深度和進(jìn)刀量，而切削次數(shù)》要多些；③切削方式以有一定角度的縱向切削為佳；④要求機(jī)床穩(wěn)定，剛度高，自動(dòng)化程度高；電機(jī)、主軸及夾頭的同心度高。
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