Понимание скорости вращения шпинделя для обработки АБС-пластика на станках с ЧПУ

Установка правильной скорости шпинделя при обработке на станках с ЧПУ имеет решающее значение для повышения производительности и качества конечного продукта. Этот аспект также справедлив для АБС-пластика, который популярен в автомобильной промышленности и производстве бытовой электроники благодаря своему легкому весу, прочности и простоте обработки. Установка правильной скорости шпинделя для АБС-пластика повышает точность работы и снижает вероятность разрушения материала, износа инструмента и общей неэффективности производства. В этом эссе излагаются основы оптимизации скорости шпинделя для АБС-пластика, в том числе, почему это важно, какие факторы учитываются в первую очередь и какие ключевые методы необходимо соблюдать для достижения успешных результатов обработки. Независимо от того, являетесь ли вы опытным машинистом или новичком в обработке на станках с ЧПУ, знание того, как регулировать скорость шпинделя для этого типа термопластика, имеет важное значение для получения высококачественных компонентов.

Что рекомендуется скорость вращения шпинделя для обработки ABS пластик?

Как рассчитать скорость вращения шпинделя для АБС-пластика

Скорость вращения шпинделя, обычно измеряемая в оборотах в минуту (об/мин), можно рассчитать по формуле:

Скорость шпинделя (об/мин) = (Скорость резания × 1000) / (π × Диаметр инструмента)

В зависимости от условий обработки и инструмента скорость резки АБС-пластика обычно в большинстве случаев составляет от 100 до 300 метров в минуту. Выбор диапазона скоростей резки определяется количеством материала инструмента, геометрией детали и даже качеством поверхности. После установки заготовки можно легко получить желаемое качество поверхности, соответствующим образом отрегулировав скорость резки в метрах в минуту.

Факторы, влияющие на скорость вращения шпинделя при обработке АБС

Материал и геометрия инструмента

Конкретные формы инструментов и материалы, такие как концевые фрезы и сверла, имеют разные оптимальные обороты. Твердосплавные инструменты, например, могут выдерживать гораздо более высокие скорости по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали (HSS).

Свойства заготовки 

ABS также можно классифицировать как относительно мягкий термопластик, способный плавиться при более низких температурах около 200°C. Если использовать чрезмерные скорости вращения шпинделя, то может возникнуть расплавление материала, деформация и даже плохая или неровная резка.

Охлаждающая жидкость и смазка

Наличие или отсутствие охлаждающей жидкости напрямую влияет на тепло, выделяемое в процессе обработки, а также на количество тепла и трения, которые могут поддерживаться при заданной скорости шпинделя.

Операция обработки 

Различные уровни резания, такие как черновая и чистовая обработка, скорее всего, потребуют различных значений скорости шпинделя для достижения оптимального баланса между качеством поверхности и скоростью съема материала.

Почему скорость шпинделя имеет решающее значение?

Скорость шпинделя имеет решающее значение для качества, эффективности и точности обработки АБС-пластика на станках с ЧПУ. Если скорость шпинделя установлена ​​неправильно, выделяется слишком много тепла, что может привести к плавлению материала, появлению липкого поведения или неудовлетворительной отделке поверхности и даже повреждению инструмента. Кроме того, оптимизированная скорость шпинделя гарантирует эффективное удаление материала, одновременно повышая доступность инструмента и устраняя такие проблемы обработки, как вибрация или проблемы с размерами инструмента. Скорости шпинделя, специально разработанные для АБС-пластика, обеспечивают более высокое качество продукции, одновременно защищая инструмент и сокращая отходы.

выбор инструмента влиять на скорость вращения шпинделя для ABS?

Какие типы фрез лучше всего подходят для обработки АБС-пластика?

При работе с АБС-пластиком используются фрезы с одной или двумя канавками из-за их пониженной склонности к образованию сколов и повышенной способности удалять образующиеся отходы. Температура плавления АБС относительно низкая, поэтому лучше всего подойдут инструменты с менее чем двумя канавками, поскольку они облегчают удаление стружки и, таким образом, снижают вероятность термической деформации. Также подходят фрезы с восходящей спиралью, поскольку они перемещают отходы, одновременно улучшая качество поверхности.

Чем лучше резать ABS-пластик: карбидным или быстрорежущим?

Как HSS, так и абразивные твердосплавные фрезы полезны при работе с ABS, хотя HSS лучше подходит для этой конкретной работы. Что касается типа материала, ABS обычно не требует более твердого типа доски. Инструменты HSS дешевле, работают достаточно хорошо и не скалываются и не ломаются так легко, как хрупкие твердосплавные инструменты, в отличие от более мягких пластиков. Однако, если операция требует высокой скорости или сохранение кромки имеет большое значение, то твердосплавные инструменты являются идеальным вариантом.

Каким образом конструкция канавки влияет на скорость вращения шпинделя?

Важно отметить, что фреза с одной канавкой способна достигать оптимальной скорости вращения шпинделя в диапазоне от восьми до двенадцати тысяч оборотов в минуту. В конструкциях с несколькими канавками эти скорости не так легко достичь из-за эффективности удаления стружки. С увеличением скорости удержание тепла становится проблематичным. С другой стороны, инструменты с 4 и 6 канавками обычно избегают для деталей из ABS, поскольку они имеют тенденцию захватывать материалы, которые могут вызвать плавление или дефекты поверхности. Более того, диаметр инструмента, скорость вращения шпинделя и скорость подачи должны находиться в указанных диапазонах для достижения эффективной обработки, где скорость подачи от 50 до 150 дюймов в минуту является обычной при резке ABS. Однако могут потребоваться изменения параметров диапазона в зависимости от геометрии инструмента и среды, в которой происходит резка.

Каковы подача и скорость для фрезерование АБС?

Как определить оптимальную скорость подачи АБС-пластика

Для поиска идеальной скорости подачи для АБС-пластика необходимо учитывать свойства материала, параметры режущего инструмента и условия обработки. Чтобы избежать плавления, необходимо выбрать скорость, которая обеспечивает надлежащий отвод тепла и не создает слишком большого трения. В сочетании со скоростью шпинделя и геометрией инструмента типичный диапазон скоростей подачи для АБС-материала составляет от 50 до 150 дюймов в минуту (IPM). Чтобы определить, что является оптимальным для вашей установки, лучше всего сначала протестировать более низкие скорости, а затем медленно увеличивать их.

Влияние нагрузки на скорость и подачу

Нагрузка стружки — это количество материала, которое удаляется на зуб за один оборот, и она существенно влияет как на скорость подачи процесса, так и на скорость шпинделя. Нагрузка стружки играет решающую роль в достижении надлежащих скоростей резания без риска деформации или чрезмерного нагрева материала ABS. Ожидаемый диапазон нагрузки стружки для концевой фрезы, используемой на ABS, составляет от 0.002 до 0.004 дюйма на зуб в зависимости от жесткости станка и диаметра соответствующего инструмента. Повышенный нагрев и износ инструментов могут происходить при более низкой нагрузке стружки, а снижение чистоты поверхности и размерной точности может происходить при более высокой нагрузке стружки.

Улучшение подачи и скорости для лучшего качества поверхности

При фрезеровании ABS рекомендуются умеренные скорости подачи в сочетании с высокими скоростями вращения шпинделя. Такое сочетание помогает обеспечить плавное удаление материала без перегрева, что обеспечивает лучшую отделку поверхности. Тип используемого инструмента также важен; острые инструменты из быстрорежущей стали (HSS) или твердосплавные инструменты с полированными канавками являются идеальными, поскольку они уменьшают трение и обеспечивают более высокое качество отделки. Охлаждающая жидкость или струя воздуха также могут использоваться для отвода тепла от заготовки, чтобы снизить риски, связанные с короблением или плавлением.

Рекомендуемые параметры:

1. Скорость вращения шпинделя: 10,000 20,000–XNUMX XNUMX об/мин (в зависимости от диаметра инструмента и возможностей станка)
2. Скорость подачи: 50-150 дюймов в минуту
3. чип нагрузки:

• Диаметр инструмента ≤ 1/8 дюйма: 0.002 дюйма на зуб
• Диаметр инструмента > 1/8 дюйма: 0.003–0.004 дюйма на зуб

4. Глубина резания:

• Рекомендовать неглубокие проходы 0.015-0.03 дюймов для отделки

Систематически регулируя эти параметры и контролируя процесс обработки, производители могут улучшить качество поверхности АБС, повысить эффективность обработки и сократить количество дефектов.

В чём обрабатываемость of АБС-пластик?

Основные свойства АБС, влияющие на обработку

Пластик ABS, имеющий умеренную твердость, высоко ценится за свою обрабатываемость из-за его умеренной ударопрочности. Благодаря свойствам ABS, такие инструменты, как сверла, токарные станки и фрезы, могут использоваться без интенсивного повреждения режущих кромок устройства. Инструменты для обработки металлов часто имеют тенденцию выделять слишком много тепла во время резки и могут привести к плавлению или деформации. Поэтому тепло во время процесса обработки ABS следует тщательно контролировать. В качестве дополнительного преимущества ABS, как и другие полимеры, имеет низкую плотность (~1.04 г/см³), что делает его наилучшим образом подходящим для легких применений.

Влияние глубины резания на АБС-пластик

Важно тщательно выбирать глубину реза, поскольку она существенно влияет на конечный результат процесса обработки ABS. Для чистовых проходов следует использовать неглубокие резы от 0.015 до 0.03 дюйма, поскольку они повышают желаемую чистоту поверхности, одновременно снижая напряжения на поверхности. Кроме того, резы, которые глубже определенного порога, могут легко привести к сколам, изгибу или плавлению на поверхности. Диапазон глубины также снижает уровень вибрации и прогиба инструментов, что приводит к лучшей точности обработки.

Распространенные методы обработки АБС

Работа с АБС-пластиком — довольно кропотливая задача, поскольку каждая деталь прорабатывается для достижения точности. Вот несколько методов достижения этой цели:

Фрезерование:

• При фрезеровании обязательно следите за подачами и скоростями. Также обязательно установите скорость вращения шпинделя 4,000-8,000 об/мин в зависимости от диаметра и типа используемого инструмента.
• Обязательно используйте острые твердосплавные инструменты, чтобы обеспечить чистоту реза и снизить выделение тепла.

Превращение:

• Этот метод подходит для производства цилиндрических деталей.
• Рекомендуется использовать скорость резания 200–500 футов в минуту и ​​скорость подачи 0.002–0.004 дюйма в час, чтобы исключить перегрузку инструмента.

Бурение: 

• Важно использовать как сверла из быстрорежущей стали, так и твердосплавные сверла с оптимальной режущей кромкой, чтобы свести к минимуму образование заусенцев.
• Рекомендуемая скорость подачи составляет 0.004–0.012 дюйма на каждый оборот в зависимости от размера используемого сервопривода.

Методы, используемые в работе над предоставленными шагами, призваны предоставить руководство по работе с материалами ABS для получения точных результатов при обработке деталей. Обязательно всегда проводите точные тестовые резы для конкретных машин, чтобы отрегулировать настройки в соответствии с их потребностями.

Какая роль охлаждающая жидкость игра в обработке ABS пластик?

Нужна ли охлаждающая жидкость при фрезеровании АБС?

При фрезеровании АБС-пластика охлаждающая жидкость требуется редко. Обычно для очистки стружки и управления температурой достаточно обдува воздухом. АБС — это термопластик, что означает, что он размягчается или течет при длительном воздействии высоких температур. Слишком частое использование охлаждающей жидкости создает такие опасности, как поверхностные дефекты или разбухание материала, что делает методы сухой обработки и минимального охлаждения более предпочтительными.

Какие типы охлаждающих жидкостей рекомендуются для АБС-пластика?

Если возникнет необходимость в охлаждении, то будут полезны нереактивные водорастворимые охлаждающие жидкости или системы охлаждения туманного типа с проверенными приложениями. Эти методы гарантируют, что температура будет контролироваться без нарушения размерной стабильности материала. В случае ABS необходимо соблюдать осторожность, чтобы не использовать охлаждающие жидкости на основе нефти или смазочно-охлаждающие жидкости, которые могут негативно реагировать на материал или ухудшать его свойства.

Какое влияние оказывает охлаждающая жидкость на срок службы инструмента при обработке на станках с ЧПУ?

Правильное применение охлаждающей жидкости, при использовании, может увеличить срок службы инструмента за счет снижения трения и избавления от тепла. Для ABS, вероятно, имеет место тот случай, когда острый инструмент в сочетании с оптимальными параметрами для генерации минимального количества тепла означает, что нет необходимости в охлаждающей жидкости. Инструменты обычно не выдерживают, а бескомпромиссная обработка воздухом или сухим охлаждением вместе с частым удалением стружки делает инструмент достаточно прочным. Кроме того, использование инструментов со специальными покрытиями, такими как TiN, делает их более термостойкими и продлевает срок службы инструмента в сухих условиях.

Обзор технических параметров:

• Тип охлаждающей жидкости (при необходимости): Нереактивные, водорастворимые или туманообразующие охлаждающие жидкости. Избегайте жидкостей на основе нефтепродуктов.
• Альтернативы охлаждения: Воздушная струя для удаления стружки и рассеивания тепла.
• Покрытия инструментов: TiN или аналогичный для снижения износа при сухой обработке.
• Подача и скорость фрезерования ABS: Поддерживайте умеренные скорости подачи и резания, чтобы свести к минимуму накопление тепла; обычно их регулируют во время тестовых резов.

Эффективное удаление стружки и управление тепловым режимом являются приоритетами при обработке АБС-пластика без деформации материала или снижения производительности инструмента.

С какими трудностями приходится сталкиваться в обработка пластика of ABS?

Распространенные проблемы с износом инструмента при обработке АБС-пластика

Накопление тепла, а также плохое удаление стружки и материалы инструмента вызывают сильный износ инструмента при обработке ABS. Чрезмерное трение на поверхности инструмента, особенно на непокрытых и незажатых инструментах, может привести к низкому сроку службы инструмента и точности позиционирования.

Профилактика:

• Используйте инструменты, покрытые термостойкими материалами, такими как TiN или AlTiN.
• Используйте совместимые скорости резания и подачи, чтобы уменьшить трение.
• Для более эффективного удаления стружки используйте воздуходувки или вакуумные воздуходувки.

Как предотвратить плавление или возгорание АБС во время обработки

Пожары обычно возникают из-за перегрева материалов, находящихся рядом со шпинделем вращающегося режущего инструмента, из-за чрезмерной скорости подачи, тупых инструментов или неправильного контроля скорости резания.

Профилактика:

• Скорость вращения шпинделя должна быть низкой, а скорость подачи — уменьшенной.
• Для работы с пластмассами необходимо использовать специальные инструменты, которые выделяют меньше тепла.
• Сочетание струй воздуха и вентилятора для охлаждения заготовки не приносит вреда.

Действия по устранению неполадок при обработке АБС-пластика

1. Проблема: Деформация материалов или даже плавление.

Решение: проверьте остроту инструмента, уменьшите скорость шпинделя, увеличьте скорость подачи.

2. Проблема: Чрезмерный износ инструмента.

Решение: используются инструменты с покрытием, параметры обработки устанавливаются в соответствии с требованиями, а работы по удалению стружки выполняются более эффективно.

3. Проблема: Готовая поверхность имеет дефекты.

Решение: проверка устойчивости станка, проверка затупления инструментов и регулировка скорости подачи.

Основные трудности, связанные с обработкой АБС-пластика, можно успешно решить путем точного соблюдения параметров и эффективности инструмента.

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

В: Какова рекомендуемая скорость шпинделя для обработки АБС-пластика на станках с ЧПУ?

A: Скорость вращения шпинделя при обработке АБС-пластика на станках с ЧПУ должна составлять от 8000 до 12000 об/мин в зависимости от выполняемой операции обработки и используемого инструмента.

В: Как глубина резания влияет на скорость шпинделя при фрезеровании АБС?

A: Между глубиной резания и скоростью вращения шпинделя существует определенная взаимосвязь: более мелкий рез может обеспечить более высокую скорость вращения шпинделя, а для более глубоких резов справедливо обратное.

В: Какие факторы следует учитывать при выборе инструмента при обработке АБС?

A: Важным вопросом является то, какой тип фрезы будет использоваться, например, концевые фрезы, фрезы, количество канавок, материал (твердый сплав, быстрорежущая сталь) и особенности самого АБС-пластика.

В: Как определяется скорость резания при обработке АБС-пластика?

A: Скорость резания можно рассчитать по формуле: Скорость резания (CS) = (π * D x RPM)/1000. CS должна меняться в зависимости от выполняемой операции и используемого инструмента.

В: Какую взаимосвязь между скоростью подачи и скоростью шпинделя можно определить при работе с компонентом ABS?

A: Скорость подачи связана со скоростью вращения шпинделя. Поскольку скорость вращения шпинделя может увеличиться, скорость подачи также придется увеличить, чтобы обеспечить достаточную нагрузку на единицу площади и предотвратить чрезмерный износ инструмента.

В: Почему при обработке АБС-пластика необходима охлаждающая жидкость?

A: Применение охлаждающей жидкости облегчает обработку инструмента, улучшает качество поверхности и предотвращает плавление или деформацию материала ABS в процессе обработки, а также рассеивает выделяемое тепло.

В: Каковы наиболее распространённые методы обработки АБС-пластика?

A: Фрезерование с ЧПУ, точение и фрезерование — это распространенные методы обработки АБС, каждый из которых требует определенных скоростей вращения шпинделя и скоростей подачи для получения наилучшего конечного продукта.

В: Как улучшить качество обработки деталей AB при фрезеровании?

A: Попробуйте оптимизировать параметры резки, такие как скорость вращения шпинделя и скорость подачи, а также использовать острый режущий инструмент с необходимым количеством канавок, чтобы добиться превосходного качества поверхности фрезерованных компонентов из АБС.

В: Что такое нагрузка на стружку и как она влияет на обработку АБС?

A: За один полный оборот инструмента одна кромка инструмента может снять определенную толщину материала, которая называется нагрузкой стружки. Нагрузка стружки имеет решающее значение при обработке ABS, поскольку она определяет эффективность резки и износ инструмента.

Справочные источники

1. Здесь представлено влияние скорости печати на характеристики растяжения и разрушения деталей из АБС-пластика, созданных методом моделирования методом послойного наплавления.

• Авторы: Пархам Резаян и др.
• Journal: Инженерная механика разрушения
• Дата публикации: 2022-05-01
• Токен цитирования: (Резаян и др., 2022)
• Резюме:Цель: В данном исследовании основное внимание уделяется влиянию различных скоростей печати на характеристики растяжения и разрушения образцов АБС, изготовленных с использованием моделирования методом послойного наплавления (FDM).Исследование: Авторы провели эксперименты, в ходе которых они меняли скорость печати, а затем регистрировали механические свойства напечатанных образцов ABS. Они провели обычные стандартные испытания на растяжение образцов.

  Резюме: Результаты показали, что быстрая печать может производить образцы ABS, которые слабее по прочности на разрыв, гибче и более хрупкие. Заключение фокусируется на важности правильного и эффективного повышения механических свойств деталей, изготовленных из полимера ABS с использованием FDM.

  2. Технический отчет об изменении свойств разупрочнения и упрочнения во время осевой рабочей жесткости шпиндельной системы станка и влиянии скоростей вращения шпинделя.
• Авторы: Цзяньдун Ли и др.
• Journal: смазочные материалы
• Дата публикации: 2022-06-22
• Токен цитирования: (Li et al., 2022)
• Резюме:Цель: В данной статье анализируется влияние скорости вращения шпинделя на осевую рабочую жесткость шпинделей станков, что актуально при обработке АБС-материала.Методология: Авторы построили механическую модель, которая позволила проанализировать осевую жесткость шпинделя в зависимости от его скорости. Они также провели эксперименты по проверке модели, чтобы определить характеристики жесткости при изменении скорости шпинделя.

  Ключевые результаты: Результаты исследования показывают, что скорость шпинделя влияет на то, насколько мягкой и твердой становится «мясо» осевой жесткости шпинделя. Оптимальная скорость шпинделя устанавливается на значении, которое повышает точность обработки при работе с ABS и другими материалами высокой сложности.

3. Влияние скорости вращения шпинделя и скорости подачи на шероховатость поверхности и продолжительность фрезерования при изготовлении фрезерованных полных зубных протезов: исследование in vitro

• Авторы: Йо Акияма и др.
• Journal: Прикладные науки
• Дата публикации: 2023-12-18
• Токен цитирования: (Акияма и др., 2023)
• Резюме:Цель: Основное внимание в исследовании уделяется влиянию скорости вращения шпинделя и скорости подачи на качество поверхности и время, необходимое для фрезерования стоматологических материалов, таких как АБС.Метод: Исследователи разработали эксперименты с различными скоростями вращения шпинделя и различными скоростями подачи при фрезеровании дисков из ПММА из-за его близкого сходства по характеристикам обработки с АБС. Шероховатость поверхности и продолжительность фрезерования были получены в качестве параметров для измерения эффективности этих попыток.

  Результаты: Результаты показали, что как скорость вращения шпинделя, так и скорость подачи могут быть увеличены для сокращения времени фрезерования без ущерба для качества поверхности. Это особенно важно для зубных протезов, в которых используется ABS.

  4. Ведущий поставщик станков с ЧПУ для обработки ABS в Китае