Особенности обработки капролона
Капролон легко обрабатывается на обычных металлообрабатывающих станках, но есть несколько особенностей, которые необходимо учитывать:
-
Процесс производства: В процессе производства капролона расплав капролактама полимеризуется и принимает форму, в которой происходит полимеризация. Из-за высокой температуры и низкой теплопроводности блоки капролона остывают неравномерно. Внешние слои остывают быстрее, сжимая внутренние, что создает внутренние напряжения (чем толще блок, тем выше напряжение).
-
Теплоотвод при обработке: Из-за низкой теплопроводности и относительно низкой температуры плавления капролона необходимо максимально отводить тепло при механической обработке. Это поможет избежать перегрева детали, изменения цвета, подплавления поверхности и растрескивания. Используйте только хорошо заточенный инструмент.
-
Температурные изменения: Геометрические размеры деталей из капролона сильно зависят от температуры. Капролон имеет высокий коэффициент теплового расширения (в 5 раз больше, чем у бронзы). Также учитывайте объемное расширение из-за влагопоглощения и возможность деформации из-за остаточных внутренних напряжений во время и после обработки.
-
Термообработка: Для деталей, где обработка происходит асимметрично или при больших изменениях поперечного сечения, необходима термообработка после предварительной обработки и перед финальной стадией. Это снижает остаточные напряжения.
-
Допуски: Допуски при обработке капролона значительно больше, чем при обработке металлических деталей.
Подготовка к механической обработке капролона
-
Выдержка в теплом помещении: В холодное время года блоки капролона допускаются к обработке только после выдержки в теплом помещении. Продолжительность выдержки зависит от размеров заготовки. К обработке допускаются только равномерно прогретые до температуры не ниже 18°С блоки капролона. Запрещается использовать радиаторы центрального отопления, электрокалориферы и т.д. для прогрева.
-
Термообработка: Блоки капролона толщиной свыше 100 мм и диаметром свыше 120 мм перед механической обработкой необходимо подвергнуть термообработке для снятия внутренних напряжений. При термообработке требуется обеспечить равномерный прогрев поверхности блока капролона.
Способы термообработки:
-
В термошкафу: Равномерный разогрев до температуры 160°С с выдержкой при данной температуре в течение 3 часов + 15 минут на каждые 10 мм толщины блока капролона. Затем равномерное охлаждение со скоростью не более 2°С в час до температуры 120°С и до температуры механической обработки (18–25°С) при скорости остывания до 10°С в час.
-
В минеральном масле: Равномерный разогрев до температуры 140°С с выдержкой при данной температуре не менее 10 минут на 10 мм толщины (диаметра) блока капролона. Затем равномерное охлаждение в масле до температуры механической обработки (18–25°С).
-
В воде: Равномерный разогрев до температуры 95°С с выдержкой при данной температуре в течение 7 часов + 30 минут на каждые 10 мм толщины блока капролона. Затем равномерное охлаждение в воде до температуры механической обработки (18–25°С).
После термообработки, перед проведением основной механической обработки, необходимо снять поверхностный слой 1-2 мм по всей поверхности блока капролона.
Общие рекомендации по обработке капролона
Капролон легко обрабатывается на обычных металлообрабатывающих станках, но есть несколько особенностей, которые необходимо учитывать:
-
Теплоотвод: Из-за плохой теплопроводности и относительно низкой температуры плавления капролона, необходимо максимально отводить тепло при механической обработке. Это поможет избежать перегрева детали, изменения цвета и подплавления поверхности.
-
Качество режущего инструмента:
- Кромки режущего инструмента должны быть в безукоризненном состоянии и хорошо заточены.
- Режущий инструмент должен быть установлен так, чтобы его кромка только касалась пластмассы.
-
Удаление стружки: Обеспечьте хорошее удаление стружки с режущего инструмента.
-
Охлаждение: При большом тепловыделении необходимо обеспечить охлаждение, например, при сверлении.
-
Снятие внутренних напряжений: Для предотвращения растрескивания крупных изделий рекомендуется разделять сложную обработку на простые операции. В промежутках между операциями материал следует укладывать на 48 часов в воду.
Токарная и фрезерная обработка капролона
При обработке капролона обычно используются инструменты из углеродистой или быстрорежущей стали, а также твёрдых сплавов. Допуски при обработке капролона значительно больше, чем при обработке металлических деталей. Это связано с несколькими факторами:
-
Высокий коэффициент теплового расширения: Капролон расширяется в 5 раз больше, чем бронза.
-
Объёмное расширение из-за влагопоглощения: Капролон поглощает влагу, что приводит к увеличению объема.
-
Возможность деформации: Внутренние напряжения могут возникать во время и после обработки, особенно при асимметричной обработке или значительных изменениях поперечного сечения детали.
В таких случаях необходима термообработка после предварительной обработки и перед финальной стадией изготовления детали для снижения остаточных напряжений.
Основное правило для деталей, подвергаемых токарной или фрезерной обработке, — соблюдение допуска 0,1% — 0,2% от номинального размера (минимальный допуск для малых размеров составляет 0,05 мм).
- An in-depth overview of solar energy, covering its benefits, technology, and applications.
- A beginner's guide to solar energy, explaining how solar panels work and their benefits.
- Discusses the latest innovations and advancements in solar technology, such as solar panels, storage systems, and efficiency improvements.
- Provides a detailed explanation of how photovoltaic systems convert sunlight into electricity, including the role of solar cells and inverters.
Требование к инструменту и режимы обработки
Токарная обработка
α – Задний угол (5 ÷ 15°)
γ – Передний угол (0 ÷ 10°)
χ – Главный угол (0 ÷ 10°)
Продольное точение
Скорость резания 150 — 320 м/мин
Подача 0,1 — 0,5 мм/оборот
Глубина резания 1 – 10 мм
Растачивание
Скорость резания 140 — 300 м/мин
Подача 0,09 — 0,45 мм/оборот
Глубина резания 1 — 10 мм
Подрезка
Скорость резания 120 — 240 м/мин
Подача 0,08 — 0,4 мм/оборот
Глубина резания 1 — 4 мм
Отрезка
Скорость резания 100 — 320 м/ мин
Подача 0,05 — 0,5 мм/оборот
Фрезерование
α – Задний угол (5 ÷ 15°)
γ – Передний угол (0 ÷ 15°)
Фрезерование концевыми фрезами
Применять быстро режущие фрезы с крупным шагом
Скорость резания 200 — 500 м/мин
Подача 0,1 — 0,3 мм/зуб
Глубина резания 1 — 6 мм
Для фрез из быстрорежущей стали:
Скорость резания 300 — 200 м/мин
Подача 0,01 — 0,03 мм/зуб
Фрезерование отрезными фрезами
Для фрез из твердых сплавов:
Скорость резания 230 — 300 м/мин
Подача 0,01 ÷ 0,03 мм/зуб
Рекомендации по сверлению заготовок из капролона
-
Инструменты: Для сверления капролона хорошо подходят спиральные сверла из быстрорежущей стали. Однако из-за большого тепловыделения необходимо использовать воду или сжатый воздух для охлаждения.
-
Теплоотвод и удаление стружки: Регулярно вынимайте сверло из места сверления, особенно при глубоких отверстиях, чтобы улучшить теплоотвод и удаление стружки.
-
Сверление больших диаметров:
- Уменьшите толщину перемычки сверла для снижения тепловыделения.
- Работайте последовательно: сначала сверлите отверстия меньшего диаметра (например, 12 мм и 25 мм для отверстия 50 мм), затем увеличивайте диаметр сверла или используйте плоский токарный резец.
-
Сверление круглых заготовок диаметром более 100 мм:
- Не используйте спиральные сверла из быстрорежущей стали.
- Растачивайте отверстия с помощью плоского токарного резца, устанавливая режущую кромку точно в центр.
-
Сверление сквозных отверстий: В конце процесса уменьшите подачу, чтобы предотвратить биение сверла или резца и избежать кромочного выламывания.
-
Механическая подача: По возможности используйте механическую подачу, чтобы избежать прихватывания и разрушения пластмассы при неравномерной ручной подаче.
α – задний угол 10° — 15°
γ – передний угол 3° — 5°
ϕ – главный угол 90° — 120°
Скорость резания 50 — 100 м/мин
Подача 0,1 — 0,3 мм/оборот
Резание капролона
Для разрезания заготовок из капролона можно использовать ленточные, циркулярные или ножовочные пилы с относительно большим шагом зубьев. Это обеспечит хорошее резание и предотвратит зажимание пильного полотна.
Чтобы минимизировать трение между пилой и рабочей поверхностью, а также избежать зажима или излома полотна пилы, детали следует надежно фиксировать на столе.
α – задний угол 25° — 40°
γ – передний угол 0° — 8°
ϕ – шаг зубьев 4 — 10 мм
Скорость резания 50 — 500 м/мин
Склеивание капролона
Состав клея для капролона:
- Кислота муравьиная (ГОСТ 5848-72) — 100 масс.ч.
- Капролон (мелкая стружка) — 30 масс.ч.
Процесс склеивания:
- Очистите поверхность и обезжирьте её спиртом или другим растворителем.
- Обработайте склеиваемые поверхности наждачной бумагой средней зернистости (80-150).
- Удалите оставшуюся крошку чистой мягкой щеткой.
- Нанесите по одному слою клея на каждую из склеиваемых поверхностей (толщина слоя 0,3-0,5 мм). Ориентировочный расход клея — 0,04 кг/м².
- Соедините склеиваемые поверхности и приложите давление 0,4-0,5 кгс/см² на 30 минут. После снятия давления обрежьте выступающие излишки клея.
- Выдержите для полного отверждения клеевого соединения при 20°С в течение 24 часов или при 80-90°С в течение 4-5 часов.
Цианакрилатный монтажный клей (PLASTOFIX)
Процесс склеивания:
- Очистите поверхность и обезжирьте её спиртом или другим растворителем.
- Нанесите клей тонким ровным слоем на одну из поверхностей.
- Немедленно соедините поверхности, приложив достаточное давление для полного контакта.
- Выдержите давление в течение 30-40 секунд. Для оптимального отверждения требуется относительная влажность 40-60%.
Склеивание капролона с другими материалами
Для этих целей можно использовать:
- Двухкомпонентный эпоксидный клей.
- Двухкомпонентный полиуретановый клей.
- Резиновые клеи с органической основой.
- Цианакрилатный клей.
- Клеи-расплавы
