CNC 加工 POM 部件的工艺要点和质量控制
©伯丰 2025-05-28 赞
CNC 加工工艺要点
（一）切削参数优化
| 加工阶段 | 刀具类型 | 主轴转速（r/min） | 进给速度（mm/min） | 切削深度（mm） | 冷却方式 |
|---|---|---|---|---|---|
| 粗加工 | 平底立铣刀 | 4000-6000 | 800-1200 | 1.0-2.5 | 压缩空气 / 油雾冷却 |
| 半精加工 | 球头铣刀 | 6000-8000 | 500-800 | 0.3-0.5 | 油雾冷却 |
| 精加工 | 涂层立铣刀 | 8000-12000 | 200-500 | 0.1-0.3 | 冷风（-20℃） |
关键原则：
- 采用高转速、低进给、浅切削策略，减少切削热积累。
- 冷却介质优先选用冷风或油雾，避免水溶性切削液渗入材料内部导致应力开裂。
（二）典型结构加工技巧
- 深腔加工
- 分层铣削：每层切削深度≤刀具直径 1/2，采用螺旋下刀（螺旋角 5°-10°）避免轴向冲击。
- 刀具振动监测：通过主轴负载传感器实时监控，振动幅值＞0.02mm 时降低进给速度。
- 螺纹加工
- 攻牙前底孔直径计算：公式 D=d−1.05P（d为螺纹大径，P为螺距），如 M6×1.0 底孔直径 5.0mm。
- 选用挤压丝锥替代切削丝锥，减少材料撕裂，进给速度需与主轴转速同步（v=n×P）。
- 薄壁件加工
- 采用渐进式铣削：先加工周边固定结构，再逐步去除内部材料，留 0.1-0.2mm 余量进行时效处理（60℃恒温 2 小时）。
- 辅助支撑：在工件背面粘贴蓝丁胶或使用浮动支撑块，减少切削振动。
加工后处理与质量控制
（一）后处理工艺
- 去应力退火：将工件置于 120-130℃烘箱中保温 2-4 小时，随炉冷却至室温，消除加工应力。
- 表面处理：
- 化学抛光：使用 20% 硝酸溶液（温度 50-60℃）浸泡 5-10 秒，提升表面粗糙度至 Ra0.8μm 以下。
- 电镀处理：需先进行粗化处理（如喷砂或铬酸蚀刻），增强镀层附着力。
（二）质量检测要点
- 尺寸精度：使用三坐标测量仪（CMM）检测关键尺寸，公差控制在 ±0.01mm 以内。
- 表面质量：目视检查有无烧焦、熔痕，光泽度需均匀，粗糙度通过轮廓仪检测（Ra≤1.6μm 为合格）。
- 性能测试：抽样进行拉伸强度（≥60MPa）、弯曲模量（≥2400MPa）和摩擦磨损试验（磨耗量≤5mg/1000 次循环）。
常见问题与解决方案
| 问题类型 | 可能原因 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 表面烧焦 / 碳化 | 切削温度过高 | 降低切削深度，提高冷却效率，更换锋利刀具 |
| 尺寸超差 | 材料收缩率未补偿 | 首件加工后实测收缩率，修正编程尺寸 |
| 边缘崩裂 | 刀具磨损或进给速度过快 | 定期更换刀具，降低进给速度至 500mm/min 以下 |
| 内部气泡 | 毛坯注塑时排气不良 | 优化注塑模具排气系统，增加保压时间 |
安全与环保注意事项
- 操作人员防护：加工时需佩戴防护口罩和护目镜，避免吸入分解产生的甲醛气体（容许浓度≤3ppm）。
- 废弃物处理：切削废料需分类收集，避免与金属屑混合，可通过热解回收甲醛或交由专业机构处理。
- 设备通风：加工区域需配备强力抽风系统，保持空气流通，每小时换气次数≥15 次。
通过合理选择设备、优化工艺参数并严格执行质量控制流程，CNC 加工可实现 POM 部件的高精度、高效率生产。实际操作中需结合具体部件结构和批量需求，动态调整加工策略，以达到最佳加工效果。