1、切割刀具的选择与优化
刀具材料的选择:
塑料外壳注塑加工根据塑料外壳的材料特性来选择刀具材料。对于硬度较高的工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)等,应选用硬度更高、耐磨性好的刀具材料,如硬质合金刀具。硬质合金刀具具有高硬度、高强度和良好的耐磨性,能够在切割过程中保持刀刃的锋利度,减少刀具磨损,从而提高切割效果。例如,在切割 PC 塑料外壳时,硬质合金刀具可以有效避免刀刃过快磨损,保证切割面的平整度。
对于一些软质塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等,可以选择高速钢刀具。高速钢刀具具有较好的韧性和切削性能,能够在切割软质塑料时获得较好的切割质量。同时,刀具的涂层也很重要,如采用氮化钛(TiN)涂层的刀具,涂层可以增加刀具的硬度、耐磨性和润滑性,降低刀具与塑料之间的摩擦系数,使切割更加顺畅。
刀具几何形状的设计:
刀具的刃口形状和角度对切割效果有显著影响。对于塑料外壳切割,一般采用锋利的刃口,刃口的前角和后角要根据塑料的硬度和韧性进行调整。对于硬度较高的塑料,刃口前角可以适当减小,以增加刃口的强度,防止刃口崩裂;后角则可以适当增大,减少刀具与切割面之间的摩擦。例如,在切割 POM 塑料外壳时,刃口前角可设置为 10° - 15°,后角设置为 12° - 18°。
刀具的刃长和刃宽也需要根据切割任务进行优化。如果是进行精细的轮廓切割,刃宽较窄的刀具可以更好地控制切割精度;而对于大面积的切割,刃长较长的刀具可以提高切割效率。同时,刀具的刀尖半径也要合适,过小的刀尖半径容易导致刀具磨损和切割面粗糙度增加,过大的刀尖半径则可能影响切割精度。
2、切割工艺参数的调整
切割速度的控制:
塑料外壳注塑加工切割速度是影响切割效果的关键参数之一。对于不同的塑料材料和刀具组合,都有一个最佳的切割速度范围。如果切割速度过快,刀具与塑料之间的摩擦热量会迅速增加,可能导致塑料熔化、变形,同时也会加剧刀具的磨损。例如,在切割 ABS 塑料外壳时,切割速度一般控制在 200 - 500mm/min 较为合适。
然而,切割速度过慢也会影响生产效率。需要通过试验和经验积累来确定每种塑料材料在不同刀具和切割厚度下的最佳切割速度。在实际操作中,可以根据切割面的质量和刀具的磨损情况对切割速度进行微调。如果切割面出现烧焦、毛糙等现象,可能是切割速度过快,需要适当降低速度。
进给量的调节:
进给量是指刀具在每一转或每一冲程中切入塑料的深度。合理的进给量可以保证切割的稳定性和切割面的质量。进给量过大,会使刀具承受过大的切削力,导致刀具变形、磨损加剧,甚至可能使塑料外壳产生裂纹或破损。例如,在切割较薄的 PP 塑料外壳时,进给量一般控制在 0.05 - 0.15mm / 齿(对于铣刀等多刃刀具)。
进给量过小则会降低切割效率。同样需要根据塑料的材质、刀具的类型和切割要求来确定合适的进给量。在切割过程中,要注意观察切割力的变化和切割面的质量,及时调整进给量。如果切割力过大,可能是进给量过大,需要适当减小;如果切割面出现撕裂或不平整,也可能需要调整进给量。
切割深度的设定:
切割深度要根据塑料外壳的厚度和切割工艺要求来确定。对于完全切断塑料外壳的切割任务,切割深度应略大于外壳的厚度,以确保完全切断。但也要注意避免切割深度过大,以免浪费材料和增加刀具的磨损。例如,在切割厚度为 3mm 的 PC 塑料外壳时,切割深度可设定为 3.2 - 3.5mm。
如果是进行半切割(如塑料外壳的刻痕、开槽等加工),则要精确控制切割深度,以达到设计要求的尺寸和形状。在设定切割深度时,可以使用深度规或数控设备的深度控制功能来保证精度。
3、注塑件的预处理与后处理
注塑件的预处理:
塑料外壳注塑加工在切割之前,对塑料外壳注塑件进行适当的预处理可以提高切割效果。首先,要确保注塑件的质量合格,检查是否有明显的缺陷,如气泡、缩痕、变形等。如果注塑件存在这些问题,可能会影响切割过程中的稳定性和切割质量。例如,有气泡的注塑件在切割时可能会导致切割面不平整。
对注塑件进行清洁处理,去除表面的油污、灰尘和脱模剂等杂质。这些杂质会增加刀具与塑料之间的摩擦,影响切割效果,还可能导致刀具磨损加剧。可以使用适当的清洁剂和清洁工具,如超声波清洗机,对注塑件进行清洗,然后晾干或吹干后再进行切割。
注塑件的后处理:
切割后的塑料外壳可能会存在一些切割痕迹,如毛边、粗糙度等,需要进行后处理来提高表面质量。对于毛边,可以采用修边刀、砂纸打磨或火焰处理等方法去除。修边刀可以快速去除较大的毛边,砂纸打磨则可以进一步细化切割面,提高表面平整度。火焰处理适用于一些对表面质量要求较高的塑料外壳,通过火焰的瞬间高温使塑料表面熔化,从而消除毛边和微小的缺陷。
如果切割后的塑料外壳需要进行涂装、电镀等后续加工,还需要对切割面进行适当的预处理,如打磨、化学处理等,以提高表面的附着力和装饰效果。例如,在进行电镀之前,需要对切割面进行除油、粗化等化学处理,使塑料表面能够更好地吸附电镀层。
4、切割设备的维护与升级
设备的日常维护:
定期对切割设备进行清洁和保养,清除设备表面和内部的灰尘、切屑等杂物。这些杂物可能会影响设备的精度和性能,如导致导轨磨损、传动系统故障等。对于数控切割设备,要定期检查和清洁数控系统的控制柜,避免灰尘和湿气进入,影响电气元件的正常工作。
检查设备的各个部件,如刀具夹紧装置、传动部件、电机等的运行情况。刀具夹紧装置要确保刀具安装牢固,避免在切割过程中刀具松动,影响切割精度和安全。传动部件要定期润滑,减少磨损和摩擦,保证设备的运动精度。电机要检查其运行状态,包括转速、扭矩等参数,确保其能够为切割提供稳定的动力。
设备的升级改造:
根据生产需求和技术发展,对切割设备进行升级改造。例如,将传统的手动切割设备升级为数控切割设备,可以提高切割精度和自动化程度。数控设备能够精确控制切割刀具的运动轨迹、速度、进给量等参数,通过编程实现复杂形状的切割,大大提高了切割效率和质量。
对设备的关键部件进行技术升级,如更换高精度的导轨、滚珠丝杠等传动部件,提高设备的运动精度。或者采用先进的切割头技术,如激光切割头、水刀切割头等,根据塑料外壳的具体要求选择合适的切割方式,进一步优化切割效果。