Resolvendo Problemas de Acabamento de Superfície na Usinagem POM

Como resolver problemas de acabamento superficial ao usinar POM (Acetal/Delrin)

POM (polioximetileno) é um dos mais comumente usados termólasticos de engenharia para usinagem de precisão quando o acabamento superficial dá errado Componentes usinados POM que devem ser Ra 0,8 m voltam a Ra 3,2 m ou pior, com linhas de arrasto brilhantes, rebarbas e arranhões semelhantes a bigodes, ou marcas de ferramentas visíveis a olho nu e que a superfície mais áspera desqualifica essas peças usinadas cnc da montagem As causas raiz são específicas do POM e focadas na física, e as soluções diferem inerentemente das operações de usinagem de metais.

Este artigo explica o porquê Polioximetileno usinado CNC acabamento superficial é desastroso, como identificar um defeito, quais parâmetros e ferramentas irão fixar cada um Cada recomendação de valor Ra alimentação/velocidade é baseada em dados concretos e experiência de loja não guesstimates Se você usar usinagem CNC para homopolímero POM ou copolímero POM, os princípios são idênticos.

Por que as peças POM saem com mau acabamento superficial

A maioria das falhas de acabamento de usinagem POM traçam de volta à condutividade térmica De acordo com dados de polioximetileno na Wikipedia, POM condutividade térmica de.31 W/m K. Compare que o alumínio a 205 W/m K 0 a diferença de 660x. Quando a operação de usinagem quer retirar o calor da zona de corte, POM prefere armazenar calor em seu trabalho vez.

Essa deficiência de capacidade térmica causa três tipos de falha de rugosidade:

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  Fusão localizada 15 O calor suave do POM excede o ponto de calor do POM (15 marcas de calor excedem 160 °C), produzindo manchas brilhantes em vez de uma superfície lisa com geometria de corte limpo
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  Retrocesso elástico A 75 a fração 51TP3 T da 'OMP torna-a semi-rígida, mas a fração amorfa recupera após o contato com a ferramenta, deixando desvio dimensional e textura superficial mais áspera
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  Recorte de chip 0 Long, os chips POM envolvem a ferramenta de corte e recontatam a superfície usinada, causando marcas de arranhões secundários que aumentam os valores de Ra em 0.4.8 um

POM-Delrin) vs POM-C (Copolímero) (Quais máquinas para um melhor acabamento?

Nem todos os graus POM são criados iguais A natureza amorfa (não cristalina) do POM-H (também chamado Delrin, ou homopolímero) e POM-C (chamado copolímero) impacta como uma superfície acabada aparece como um número Ra. Usar um tipo de material POM que não é adequado para uma peça crítica de acabamento é uma perda de tempo e esforço.

Os maquinistas do chão de fábrica que trabalham com POM acham que POM-C (copolímero, ponto de fusão mais baixo de 12 C) é mais fácil obter a boa aparência do acabamento de. A diferença pode parecer drástica, e apesar do ponto de fusão mais baixo sua cristalinidade mais baixa significa menos tensão interna e empenamento se a marca POM-C selecionada for usinada adequadamente Para uma tolerância apertada, menor rugosidade superficial componente POM, POM-C muitas vezes produz melhor estabilidade dimensional pós-usinagem com o acabamento superficial desejado.

Parâmetros de corte que controlam a rugosidade da superfície no POM

Na usinagem POM, a rugosidade da superfície é governada por quatro fatores com a seguinte ordem de significância: velocidade de corte, geometria da ferramenta, taxa de alimentação e técnica de resfriamento A ordenação adequada desses fatores evita o acúmulo de calor que tende a levar à maioria dos problemas de qualidade da superfície.

Parâmetros de giro

Parâmetros Fresagem

Ferramenta Geometria

A geometria da ferramenta desempenha um papel mais significativo na determinação da qualidade da superfície POM do que a maioria dos operadores prevê Os ângulos de inclinação e folga apropriados desencorajam o contato de fricção, o que causa fusão localizada.

Seleção Refrigerante

O ar comprimido serve como método primário de resfriamento durante a operação usinagem CNC plástico ferramentas (além da moldagem por injeção do POM) é ar comprimido A explosão de ar sopra os cavacos para fora da zona de corte e também fornece resfriamento adequado para que a temperatura de corte permaneça abaixo de 120 C (acima do qual o POM começa a se decompor termicamente).O refrigerante de neblina solúvel em água (para ser lavado com água após o uso) pode ser usado para perfuração profunda, mas evitado para uso prolongado porque o contato contínuo com alguns dos produtos químicos nesses refrigerantes pode causar rachaduras por tensão, especialmente em torno de recursos apertados.

Cinco defeitos superficiais comuns do POM e como consertar cada um

Cada defeito de superfície em uma peça POM usinada pode ser rastreado até uma causa raiz; a identificação correta do tipo de defeito é o caminho mais rápido para a solução correta; e evita o erro comum de alterar vários parâmetros de usinagem simultaneamente.

1. derretimento e manchamento de superfície

O que parece ser: Áreas brilhantes na superfície usinada com linhas de arrasto A superfície parece ser semi-fundida, não usinada de forma limpa e pode ter um grau menor de coloração.

Causa raiz: O calor gerado devido a um alto nível de atrito excede a temperatura de amolecimento do POM, ou seja, 150-160 Deg.C, porque as ferramentas são opacas ou a velocidade do fuso é muito alta, etc. Isso causa um aumento severo de temperatura na interface ferramenta-peça de trabalho, devido à baixa condutividade térmica do POM.

Correção (a): Diminua a velocidade do fuso por 30-40%. Mudança para carboneto não revestido afiado com flautas polidas Sopre ar comprimido para a zona de corte.

Resultado típico: Ra cai de 2,5-3,2 m para 0,6-1,0 m.

2. Formação Burr

Como aparece: Whisker-metal como bordas em características usinadas Mais perceptível após a fresagem de fendas furos de perfuração As rebarbas no POM são fibrosas, não metálicas, então elas tendem a dobrar em vez de quebrar;

Causa raiz: A alta resistência à tração e a alta ductilidade do POM resultam em grandes quantidades de fluxo de plástico na aresta de corte sem fraturar Agravado quando a operação é realizada com ferramentas mais opacas, em alimentações sem tool (dobras de material antes do cisalhamento) ou na direção convencional do moinho.

Correção: Implementar fresagem de subida Elevar a taxa de alimentação a uma velocidade alta o suficiente para que a ferramenta cisalha POM em vez de empurrá-lo Use moinhos finais de flauta O de flauta única quando usinagem peças POM. Para produção de alto volume, pode valer a pena rebarbarbação criogênica e rotação vibratória como processo de usinagem secundária.

Padrões de marca de ferramenta visíveis 3

Como é: marcas regulares de goivagem ou recortes encontradas em superfícies planas ou curvas O tamanho da vieira está diretamente relacionado ao passo entre passagens sucessivas de ferramentas.

Causa raiz: um passo a passo radial muito alto durante as passagens de acabamento, culminando com passagens de consolidação com sobreposição insuficiente entre caminhos, resultando em caminhos de ferramentas em staccato que não refletem o formato da peça. Este é um problema de programação, não um problema de moldagem por injeção.

Fix: reduzir o stepover radial durante passes de acabamento POM para 10-151TP3 T do diâmetro da ferramenta Alimente uma passagem de acabamento de corte de luz profunda dedicada (0,13-0,50 mm /0,005-0,020 in).Quando o carboneto afiado é usado nas velocidades corretas, uma única passagem pode atingir um acabamento padrão de 3,2 m Ra até um acabamento suave de 0,8 m Ra sem operações secundárias.

4. empenamento e deriva dimensional

Como é: peças POM usinadas que alcançam especificações de acabamento superficial diretamente da máquina, mas deformam ambos os lados das dimensões dentro de 24-48 horas em serviço, fazendo com que a superfície fique fora das tolerâncias de impressão.

Causa raiz: tensões internas causadas pela liberação do processo de extrusão quando a remoção assimétrica de material permite que a parte restrita relaxe POM tem muito pouca absorção de umidade (menos de 0,21TP3 T), então a umidade não é a causa que o estresse interno é.

Corrigir: explicar sequências do processo de usinagem CNC de modo que as peças usinadas do POM sejam simétricas de remoção de material sempre que possível; realizar um recozimento interno de alívio de tensão de peças de POM de alta precisão antes da usinagem final: elevar o POM-H a 160 C (POM-C a 150 C) em um forno com ar circulante, manter por 30 minutos por 6 mm de espessura de parede e resfriar a 10 C/h. Após o recozimento, deixe 24 horas para estabilizar a peça antes de terminar a usinagem.

Danos de soldagem e recorte de cavacos 5.

Como é: goivas aleatórias e uma rugosidade superficial não uniforme que não tem relação com as direções do caminho da ferramenta Pequenas partículas de POM podem ser vistas na superfície usinada.

Causa raiz: chips POM longos e fibrosos deslizam ao redor da ferramenta de usinagem e entram em contato com a peça de trabalho novamente Ferramentas multi-flauta com gullets de chip muito pequenos tendem a prender chips na zona de corte.

Correção: implementar para uma ferramenta de flauta 1-2 com um ângulo de hélice alto (30+) e gullets de chip com acabamento espelhado Ar de explosão comprimido através de um bocal soprado por chave na zona de corte para evacuar os chips à medida que se formam Para operações de torneamento implementar geometria de quebra de chip específica para termoplásticos Essas mudanças quase sempre abolem completamente o dano de re-corte e é resultante Ra 0,8-1,6 m textura de superfície uniforme em toda a peça de trabalho POM, entregando a melhor qualidade de superfície alcançável através de usinagem precisa.

Métodos de acabamento pós-usinagem para peças POM

Nos casos em que o acabamento como usinado nos componentes POM não atende às especificações de acabamento superficial, tratamentos de superfície secundários podem ser empregados Cada método apresenta um trade-off em Ra alcançável, custo de usinagem e riscos de precisão.

Fora das tolerâncias estruturais e dimensionais mais exigentes, o acabamento superficial as-machined de Ra 0,4-0,8 m sugerido para um conjunto bem ajustado de parâmetros de usinagem CNC é mais do que adequado Planeje usar etapas de usinagem adicionais no caso de acabamento não funcional é necessário para atender o acabamento superficial desejado, ou contornar a peça, a fim de atingir Ra abaixo de 0,4 m no furo de vedação ou superfície de corrida.

Padrões e medição de rugosidade superficial para POM

Indicar a rugosidade superficial necessária no desenho da peça POM requer a referência ao padrão de medição apropriado 1 alterado em 202.

Desde 2021, o padrão internacional para medição de rugosidade superficial é ISO 21920. Quatro padrões (ISO 42 8, 8 parâmetros, 42 instruções de medição ISO 42 30, ISO 12 indicação de desenho e ISO 3565 plateau 12 indicação de desenho e ISO 1565 superfícies afiadas) combinados em um único documento que introduziu novos padrões para avaliar o acabamento superficial para todos os parâmetros e tipos de medição ISO 2192 introduz cinco Classes de Configuração (Sc1-Sc5) com tipos de filtro predefinidos e comprimento de avaliação, o que reduz significativamente a variância devido ao operador nas medições Aplica-se internacionalmente.

Nos EUA, a rugosidade da superfície ainda é regulada ASME B46.1. Este processo de avaliação padrão usa o sistema de medição mais antigo, baseado em micrômetros (x [in], a conversão atual: 1 m = 39,37 in).

Perguntas frequentes