Обработка ABS‑пластика на станках с ЧПУ: ключевые аспекты
ABS‑пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) — один из самых востребованных термопластиков в мелкосерийном производстве и прототипировании. Его сочетание прочности, ударной вязкости и технологичности делает материал идеальным для обработки на станках с ЧПУ. Разберём основные нюансы работы с ABS. Свойства ABS‑пластикаКлючевые характеристики, влияющие на обработку:
✅ Прочность и жёсткость — выдерживает значительные механические нагрузки без деформации.
✅ Ударная вязкость — устойчив к сколам и трещинам при ударах.
✅ Термостойкость — сохраняет форму при температурах до 80–100 °C.
✅ Химическая стойкость — устойчив к маслам, кислотам и промышленным реагентам.
✅ Низкая теплопроводность — склонен к локальному перегреву в зоне резания.
✅ Гибкость — позволяет изготавливать детали сложной геометрии без разрушения.
✅ Плотность — около 1,05 г/см³, что снижает нагрузку на станок.
Характеристики обработки: инструменты, скорости, подача, охлаждение
Инструменты:
📌 Материал — твёрдые сплавы или быстрорежущая сталь (HSS). Инструменты с алмазным покрытием дают лучшее качество поверхности, но дороже.
📌 Геометрия — угол наклона спирали ≥ 45° для эффективного отвода стружки; положительные передние углы для снижения усилия резания; широкие канавки для предотвращения налипания.
📌 Острота — критически важна: затупленный инструмент вызывает оплавление и заусенцы.
Режимы резания (ориентировочные):
✅ Скорость резания (V)— 100–300 м/мин (зависит от диаметра фрезы и жёсткости системы).
✅ Подача на зуб (f_z) — 0,1–0,3 мм/зуб (для черновой обработки) и 0,05–0,15 мм/зуб (для чистовой).
✅ Глубина резания (t) — 1–3 мм за проход (не более 50 % диаметра фрезы).
✅ Частота вращения (n) — рассчитывается по формуле: n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}, где D — диаметр фрезы (мм), V — скорость резания (м/мин).
Охлаждение и смазка:
📌 Сжатый воздух — основной метод: удаляет стружку и снижает нагрев без загрязнения материала.
📌 Туман охлаждающей жидкости — применяется экономно (водосмешиваемые синтетические СОЖ без агрессивных компонентов).
Запрещено использовать масляные СОЖ: они могут оставлять следы на поверхности.
✅ Прочность и жёсткость — выдерживает значительные механические нагрузки без деформации.
✅ Ударная вязкость — устойчив к сколам и трещинам при ударах.
✅ Термостойкость — сохраняет форму при температурах до 80–100 °C.
✅ Химическая стойкость — устойчив к маслам, кислотам и промышленным реагентам.
✅ Низкая теплопроводность — склонен к локальному перегреву в зоне резания.
✅ Гибкость — позволяет изготавливать детали сложной геометрии без разрушения.
✅ Плотность — около 1,05 г/см³, что снижает нагрузку на станок.
Характеристики обработки: инструменты, скорости, подача, охлаждение
Инструменты:
📌 Материал — твёрдые сплавы или быстрорежущая сталь (HSS). Инструменты с алмазным покрытием дают лучшее качество поверхности, но дороже.
📌 Геометрия — угол наклона спирали ≥ 45° для эффективного отвода стружки; положительные передние углы для снижения усилия резания; широкие канавки для предотвращения налипания.
📌 Острота — критически важна: затупленный инструмент вызывает оплавление и заусенцы.
Режимы резания (ориентировочные):
✅ Скорость резания (V)— 100–300 м/мин (зависит от диаметра фрезы и жёсткости системы).
✅ Подача на зуб (f_z) — 0,1–0,3 мм/зуб (для черновой обработки) и 0,05–0,15 мм/зуб (для чистовой).
✅ Глубина резания (t) — 1–3 мм за проход (не более 50 % диаметра фрезы).
✅ Частота вращения (n) — рассчитывается по формуле: n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}, где D — диаметр фрезы (мм), V — скорость резания (м/мин).
Охлаждение и смазка:
📌 Сжатый воздух — основной метод: удаляет стружку и снижает нагрев без загрязнения материала.
📌 Туман охлаждающей жидкости — применяется экономно (водосмешиваемые синтетические СОЖ без агрессивных компонентов).
Запрещено использовать масляные СОЖ: они могут оставлять следы на поверхности.
Особенности и проблемы обработки ABS‑пластика
Типичные сложности:✅ Плавление и склеивание — возникает при завышенной скорости резания или недостаточной подаче воздуха. Решение: снизить n, увеличить S, усилить обдув.✅ Заусенцы — появляются при затупленном инструменте или неправильной подаче. Устраняются шабрением или шлифованием.✅ Деформация заготовки — вызвана избыточным нагревом или пережатием в тисках. Решение: уменьшить глубину резания, использовать мягкие подкладки.✅ Неровная поверхность — следствие вибраций или недостаточной жёсткости крепления. Проверьте фиксацию и баланс инструмента.✅ Внутренние напряжения — могут привести к короблению после обработки. Рекомендован отжиг (медленный нагрев и охлаждение) перед фрезерованием.✅ Образование стружки — ABS даёт непрерывную стружку, которая может наматываться на инструмент. Обеспечьте эффективный отвод стружки.Рекомендации по минимизации проблем:📌 Используйте ABS Machine Grade — специальные марки пластика для механической обработки.📌 Избегайте остановок инструмента в контакте с заготовкой: это вызывает локальный перегрев.📌 Контролируйте температуру зоны резания: при признаках плавления снижайте скорость.📌 Применяйте попутное фрезерование для чистого среза.ВыводыОбработка ABS‑пластика на ЧПУ‑станках — эффективный способ получения деталей сложной формы с высокой точностью. Для стабильного результата:1. Подбирайте инструмент с учётом геометрии и остроты: твёрдые сплавы с полированной поверхностью и оптимальными углами.2. Соблюдайте режимы резания: умеренные скорости и подачи снижают риск перегрева.3. Обеспечьте охлаждение: сжатый воздух — оптимальный вариант для большинства операций.4. Контролируйте фиксацию заготовки: избегайте деформаций из‑за чрезмерного зажима.5. Учитывайте свойства материала: низкая теплопроводность ABS требует внимания к температурному режиму.6. Проводите постобработку: шлифование и полировка улучшают качество поверхности.Преимущества метода:✅ Высокая точность и повторяемость;✅ Возможность изготовления сложных форм;✅ Минимальные затраты на оснастку (в отличие от литья);✅ Быстрое прототипирование.При соблюдении этих правил обработка ABS‑пластика на ЧПУ позволяет получать детали с качеством поверхности Ra 0,8–1,6 мкм и жёсткими допусками, соответствующими требованиям промышленного производства.
