Изготовление отверстий и резьбовых соединений

Сверление и изготовление отверстий возможно в любом типе полимера.
Пластики плохо проводят тепло, поэтому важно обеспечить хороший отвод тепла.
Это поможет выдержать требуемый размер и исключить образование разломов, оплавления.

Оборудование
Для изготовления отверстий подходит как ручной инструмент, так и токарный, фрезерный станки. По возможности старайтесь избегать использования ручной подачи.

Подходящий инструмент
Достаточным будет использование хорошо заточенных сверл из быстрорежущей стали (HSS), однако использование твердосплавных инструментов (HM) наиболее предпочтительнее. Борозды на инструменте должны быть очень гладкими. Используйте сверла с узким хвостовиком - они обеспечивают снижение трения и накопления тепла.
Сверление отверстий с помощью спиральных сверл из быстрорежущей стали (HSS) производится в соответствии с DIN ISO-336.
Для сверления материалов PAI и PI рекомендуется использовать сверла с твердосплавными наконечниками (HM), за исключением отверстий < Ø 1,5 мм. Они всегда должны быть изготовлены с помощью сверл из быстрорежущих сталей (HSS).
Для изделий из РММА должны использоваться сверла с углом между режущими кромками 60-90^оС, а главный передний угол (γ) находится в пределах 4-0^о. Возможно использование ступенчатых, конических, режущих сверл, специальных зенкеров.
Скорость
Выбирайте высокую скорость сверления для снижения образования в зоне резания и заклинивания инструмента.
Для армированных материалов и материалов PAI, PI рекомендуется использование HM сверл V = 100 м/мин, f = 0,02-0,1мм/об, а при использовании HSS сверл V = 15-40 м/мин f = 0,02-0,1мм/об.
Для неармированных инженерных и высокотемпературных пластмасс HSS инструменты с передним углом (у) 3-5°.
V = 50-100 м/мин, f = 0,1-0,3 мм/об. Те же материалы в армированных версиях: V=50-80 м/мин; f=0,1-0,2 мм/об.

Охлаждение
Часто извлекайте сверло. Это обеспечивает своевременное удаление стружки и охлаждение сверла.
При сверлении глубоких, больших отверстий, большого числа отверстий используйте охлаждающие вещества. СОЖ должна соответствовать типу обрабатываемого пластика.

Особенности и рекомендации
При сверлении наибольшее количество тепла образовывается внутри заготовки. При изготовлении небольших и неглубоких отверстий обычно сложностей не возникает, так как тепло рассеивается достаточно быстро. Если глубина сверления в два раза и более превышает диаметр отверстия, тепло не успевает рассеяться и материал перегревается и расширяется в зоне сверления. Это может привести к заклиниванию инструмента, повреждению заготовки или детали (деформация, трещины, изломы, ненормированные допуски).
Не прикладывайте слишком высокое давление при сверлении.
Для отверстий диаметром до 25мм подходят спиральные HSS сверла с углом закручивания 12-25о. Как можно чаще извлекайте сверло и обеспечьте хорошее удаление стружки.
В случае с тонкостенными заготовками используйте высокую скорость сверления. По возможности выбирайте нейтральный (0°) угол схода стружки для того, чтобы предотвратить зажатие сверла в компоненте и, следовательно, разрыва сверла и/или поднятия заготовки вслед за сверлом.
При изготовлении отверстий диаметром более 25мм необходимо предварительно вырезать черновое отверстие меньшего диаметра резаком и только после просверлить сверлом подходящего диаметра, а лучше фрезеровать отверстие (круговое сверление), так как при этом создается меньшее давление и ниже образование тепла.
Сверление длинных участков стержней начинайте только с одной стороны, так как сверление с двух сторон может вызывать нежелательные напряжения и привести к разрыву заготовки.
В случае обработки армированных волокнами пластиков желательно прогреть заготовку до +120оС (1 час на каждые 10мм толщины заготовки). В таких случаях чистовую обработку можно начинать только после полного остывания заготовки. В противном случае размеры детали не будут выдержаны.
Для материалов PI и PAI из-за тепловыделения рекомендуется адекватное удаление стружки, а также влажное сверление.
Когда сверление запрограммировано, в принципе каждое сверление должно быть центрировано. Для буровых работ <1 мм удаление стружки должно планироваться каждые 0,5 мм.
При изготовлении сквозных отверстий часто возникают прорывы со стороны выхода инструмента. Их можно избежать путем встречного погружения или финишного фрезерования со стороны выхода.
Параметры существенно зависят от геометрии детали, используемого инструмента и т.п., поэтому индивидуально подобранные параметры могут быть отличными от указанных и демонстрировать отличный результат.

Нарезание резьбы

Резьба лучше всего производится в технических пластиках с использованием инструментов для нарезания резьбы гребенкой или резьбонарезными фрезами, могут быть использованы и метчики, однако образование тепла здесь выше.

Инструмент

Резьбу лучше всего наносить резьбовой гребенкой.

Двузубчатый инструмент позволяет избежать образования заусенцев.

Не рекомендуется использовать нарезные шайбы (плашки), так как при удалении шайбы происходит повторная нарезка

Охлаждение

По возможности используйте охлаждающие вещества. СОЖ должна соответствовать типу обрабатываемого пластика.

Особенности и рекомендации

По возможности избегайте использования острого края резьбы, особенно при работе с аморфными пластиками. Это снизит концентрацию напряжений, что часто приводит к растрескиванию детали.

Лучше фрезеровать резьбу, чем сверлить ее.

При нарезании резьбы на станке следует избегать установки резьбонарезного инструмента под углом 90° и одновременной обработки обеих боковых сторон резьбы. Инструменты должны быть установлены под углом 30°, и резьба должна быть обработана с чередующимся фланцевым резанием. Слишком высокое давление резания часто приводит к разрыву резьбы на боковых сторонах. Для полиимидов рекомендуемая глубина за проход находится между 0,04 и 0,06мм, V = 100 м/мин, f = градиент. Нарезание резьбы с помощью метчика V = 9-11 м/мин, f = градиент.

Для высокотемпературных неармированных марок предпочтительно использовать глубину за проход 0,03-0,08 мм (в зависимости от диаметра инструмента), V ~ 90-200 м/мин.

Индивидуальные параметры могут быть отличными, так как в большей степени все зависит от используемого инструмента.

Отверстия для резьбы в пластиках должны быть немного больше, чем отверстия для резьбы в металле (как правило на 0,1-0,2мм больше, что зависит от диаметра резьбы и обрабатываемого материала), так как расширение полимерных материалов выше, чем у металлов. Для полимерных материалов с CLTE близким металлам данное правило может не применяться.

При монтажных, сборочных работах избегайте чрезмерной натяжки крепежа.