塑料cnc加工中表麵光潔度低(如(rú)出現刀紋、毛邊、粗糙感)是常見問題(tí),主要與(yǔ)材料特性(xìng)、刀具(jù)參數、加工工藝、設備精度(dù)等相關。解決需針對性(xìng)優化各環節,以下是具體方(fāng)案(àn):

一、材料特性適配:根據塑料類型調整策略
不同塑料的硬度、熔點、韌性差異大,需針對(duì)性處理(lǐ):
硬質塑(sù)料(如 ABS、PC、POM):易產生刀紋,需控(kòng)製切削力和(hé)溫度,避免材料崩裂。
軟質塑料(如 PE、PP、PVC):易粘刀形成毛邊,需增強排屑和潤滑,防止刀具(jù)粘連(lián)。
纖維增強塑料(如玻璃纖維 / 碳纖維(wéi)增強 PA):纖維易磨(mó)損刀具,導致表麵粗糙(cāo),需使用高耐磨(mó)刀具。
通用原則(zé):加工前確認塑料含水率(如 ABS 含水率>0.2% 會導致加工表麵出現氣(qì)泡),必要時進行烘幹(80-100℃,2-4 小時)。
二、刀具優化:減(jiǎn)少切削損傷
刀具材料選擇
優先使用(yòng)硬質合金刀具(WC-Co) 或金剛石塗層刀具(PCD):
硬質合金刀具適合大多數塑料,硬(yìng)度高(HRC90 以上),刃口鋒利,減少材料擠壓。
金剛石塗層(céng)刀具(尤其(qí)適合玻(bō)璃纖維增(zēng)強塑(sù)料)耐磨性是硬質合金的 5-10 倍,能保持長(zhǎng)期鋒利,避免因刀具磨損產生的粗糙麵(miàn)。
避免(miǎn)使用高速鋼(HSS)刀具:耐(nài)磨性差,刃口易鈍(dùn)化,導致塑(sù)料表麵撕裂。
刀具幾何參數設計
前角:取 10°-20°(軟塑料取大值(zhí),減少切削阻力;硬塑料取小值,增強刃口強(qiáng)度)。
後角:5°-10°,減(jiǎn)少刀具與工件表麵的(de)摩(mó)擦。
刃口半徑:≤0.02mm(需(xū)鋒利拋光),避免刃(rèn)口圓角過大導致材料擠壓變(biàn)形。
排屑槽:軟塑料選寬排屑槽(螺旋角 30°-45°),便於排屑;硬(yìng)塑料選窄排屑槽,增強刀具剛性。
刀具直徑與轉速匹配
小直徑刀具(<6mm)適合精細加工,需高轉速(8000-15000rpm);
大直徑刀具(>10mm)適合粗加工,轉速可降低(3000-6000rpm),避免振動產生刀紋。
三、加工參數調整:控製切削過程
切削速度(主軸轉速)
硬質塑料(ABS、PC):10000-20000rpm(高速切削可減少刀(dāo)具與材料接(jiē)觸時間,降低表麵撕(sī)裂)。
軟質塑料(PE、PP):5000-10000rpm(速度過高易導(dǎo)致(zhì)材料熔化粘刀,需配合冷卻)。
纖維增強塑料:8000-12000rpm(速度過低會導致纖維拉扯表麵(miàn),形成毛邊)。
進給速度
進給速度與(yǔ)轉速匹配(進給量 = 轉速 × 每齒進給量),每齒進給量建議:
硬質塑料:0.05-0.1mm / 齒(保證切削(xuē)平(píng)穩,減少刀紋)。
軟質塑料:0.03-0.08mm / 齒(避免進(jìn)給過快導致材料堆積)。
進給速度過快易產生 “啃刀(dāo)”,過慢則刀具與材料摩擦時間長,導(dǎo)致表麵發熱粗(cū)糙(cāo)。
切削深度
粗加工:留 0.1-0.3mm 餘量,避免一次切削過深(>1mm)導致振動。
精加工:切削深度≤0.1mm,采用 “輕切削” 減少表(biǎo)麵變形。
冷卻(què)與潤滑
軟塑料(PE、PVC)加工時,可用壓縮空氣(非油性)冷卻排屑,避免使用切削液(易導致材料吸水膨(péng)脹)。
硬質塑(sù)料或(huò)纖維增強塑料,可使用酒精或專用塑料切削液(如植物基切削液),減少摩擦生熱和刀具粘連(lián)。
四、工藝路(lù)徑優化:減少表麵損傷
分層加工策略
粗加工:快速去除餘(yú)量,允許一定(dìng)表麵粗(cū)糙(Ra3.2-6.3μm),但需避免留下過深刀痕(影響後續精加工)。
半(bàn)精加工:去除粗加工刀痕,預留 0.05-0.1mm 精加工餘量。
精加工:采用小切削深度、高轉速,確保表麵光潔度(Ra0.8-1.6μm)。
走刀路徑規劃
避免 “逆銑”(刀具旋轉方向與進給方向相反),采用(yòng) “順銑”(旋轉方向與進給方向相同),減少刀具對材料的擠壓和摩擦。
曲麵加工時(shí),采用螺旋(xuán)線或圓弧切入 / 切(qiē)出,避免直線進刀導致的 “接刀痕”。
拐角處降低進給速度(50%-70% 正常速(sù)度),防止因慣性產生過切或刀紋。
裝夾方式改進
軟塑料易變形,采用 “多點支撐” 或 “真空吸附” 裝夾(如 PP 板用真空吸盤,避免夾具壓痕)。
小型零件用專用工裝定位,確保(bǎo)裝(zhuāng)夾牢固(振動會導致表(biǎo)麵出(chū)現波紋狀刀痕),夾具與工件接觸部位墊橡膠(jiāo)墊(diàn)(避免劃傷(shāng))。
五、設備與環境控製:減少外部幹擾(rǎo)
設(shè)備精度校準
定期檢查(chá)主軸(zhóu)跳動(≤0.005mm),跳動過(guò)大會導致刀具偏心,產(chǎn)生不(bú)規則刀紋(wén)。
檢(jiǎn)查導軌間隙,調整(zhěng)絲杠預緊力,確保(bǎo)進給平(píng)穩(無爬行現象(xiàng))。
刀具裝夾牢固(如使(shǐ)用熱縮刀柄(bǐng)或液壓刀柄),避免刀柄與主(zhǔ)軸配合間隙(xì)過大(≤0.002mm)。
環境清潔
加工區(qū)域保持(chí)無塵(塑料碎屑易附著在(zài)工件表麵,導致二次劃傷),可用吸塵器實時清理切屑。
避免車間溫度劇(jù)烈變化(如陽光直射),塑料熱脹冷(lěng)縮會導致加工尺寸波動,間接影響(xiǎng)表麵光潔度。
六、後續處理:修複表麵缺(quē)陷
若加工後仍有輕(qīng)微粗(cū)糙(cāo),可通過以下方式(shì)改善:
手工打磨:用細砂(shā)紙(800-2000 目(mù))沿同(tóng)一方向輕磨(mó),配合酒精潤滑,去除刀痕(hén)(適合硬質塑料)。
拋光處理:使用羊毛輪配合塑料專用拋光膏(如氧化(huà)鉻拋光膏),低(dī)速拋光(1000-2000rpm),提升表麵光(guāng)澤度。
化學處理:部分(fèn)塑料(如 PMMA、PC)可采用化學拋光液(如三氯乙烷溶液),通過輕微腐蝕去除表麵毛刺(需控製時間,避(bì)免尺寸偏(piān)差)。