工程塑料主要包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龙,Polyamide,PA)、聚甲醛(Polyacetal,PolyoxyMethylene,POM)、聚苯醚(PolyphenyleneOxide,PPO)、聚酯(PET，PBT)、聚苯硫醚(PolyphenyleneSulfide,PPS)、聚芳基酯等。与金属材料切削加工相比，工程塑料硬度低、强度低，感觉上是比较好加工的材料，但其实中会遇到很多问题，变形变色问题多，加工精度也不易保证。今天就和大家分享一些关于工程塑料如何实现高效切削加工的经验。

工程塑料的加工特点

极易产生局部过热，而耐热温度却很低，引起塑料件变形（严重时工件弹跳）、变色、熔化，甚至产生燃烧

通用工程塑料热容量很小，导热性极差，只有金属的0.3%，线胀系数大，约为金属的2～20倍。因此在切削过程中产生的热量主要传给了刀具，即便有少量的热量传给塑料切屑，也很难传入到塑料件的内部，局部过热由此产生。

切削加工时切削力或夹紧力过大，会引起较大的弹性变形，影响塑料件的加工精度

通用工程塑料弹性模量约为金属的，其本身由多种成分组成，组织不均匀，同时填料条层（或纤维）方向在切削时也影响加工表面质量。

磨削作用

部分工程塑料被切下的粉末或颗粒相当于磨料，有很强的磨削作用（如电木），使切削刀具的刃口比切削同等强度,硬度的其它塑料磨损大得多。切削加工的难易程度与填料种类有关，玻璃织物的填料最难加工其后依次是矿物性填料、棉花填料、纤维织物填料、木粉填料。

开裂与缠屑

热固性工程塑料时，切屑为高速脱落的崩碎切屑。在刀具切入切出工件表面会出现崩落现象。车削力或刀尖圆弧半径较大时易开裂，工件表面出现银丝裂纹；

加工热塑性工程塑料时，由于切削热使其具有一定的塑性，从而形成带状切屑，易缠绕在工件或车刀上，有时挤压成硬团，影响加工，甚至会破坏易加工表面的质量；

材料本身质量层次不齐，影响加工

市场上的原料供应商层次不一，提供的材料质量存在差异，运输储藏过程中也容易受到磕碰划伤。

工程塑料切削的通用对策

刀具材料的选择

高速钢刀具一般可加工不加增强剂的热塑性工程塑料，如尼龙（Nylon)、聚碳酸酯（PC）、聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（特富龙,PTFE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等，价格便宜。

硬质合金刀具（K类/YG类）与其它类硬质合金相比，其热膨胀系数低，导热性高，因此对材料内部组织结构的破坏相对来说不敏感。用于加工添加了增强剂的热塑性工程塑料，更有效率。

PCD刀具的导热性比硬质合金高得多，特别适于加工对热敏感的热塑性塑料，也更耐磨，使用寿命最长，但价格相对较高，多用于精加工或大批量加工。

陶瓷和涂层刀具相对不太适合加工塑料

涂层使刀刃的刃口圆弧半径增大，而使切削区的热量增多，但金刚石涂层刀具导热好可以使用；

陶瓷刀的缺点是导热性低，在加工强化材料时，由于其脆性而很快崩刃；

刀具的几何参数

被加工的塑料越软，刀具的前角和后角应越大。但后角和前角大小的选择是有一定限度的，必须要保证刀具强度。

粗加工时，切削深度和进给量都较大，切削力大，为减小切削力，应取大前角，小后角。反之精

加工时，摩擦与磨损主要在后面，应取小前角和大的后角。

刀具刃口粗糙度等级要低，有利于刀刃锋利，有时可磨出圆弧断屑槽；采用较大刀刃倾角，可避免工件表面起毛，开裂、剥落；钻头修磨横刃，减小轴向力，磨出中心顶，易定心；棱边背光，磨成带有副后角，减少与孔壁的摩擦；顶角小，有利于双重顶角。

切削量与切削方式

应采用高切削速度、小切削深度和走刀量。

高速切削能缩短加工表面的摩擦时间，产生的热量少。切屑在刀具前面流出呈下跌倾向，减少了塑料导热性差对切削的不利影响。塑料的抗开裂性差，切削往往是切裂，开裂越长加工质量越差。进刀量小，切屑厚度小，切屑细且薄，开裂长度就短，加工质量就好。比如钻孔时，少量多次给进。切削量对材料回弹性和不均匀性影响较大，切削深度大切削速度小会造成加工实际尺寸大于名义尺寸。

填料条层（或纤维）方向对加工质量有影响，在顶向切削、横向切削、纵向切削、顺向切削、逆向切削中，一般逆向切削的表面质量较好。

工程塑料的切削形式

开裂的控制

1、选择合适的夹紧力的大小及夹紧方式；

2、保持刀具的锋利（钝的刀具不是在切削而是在挤压，零件易沿纤维方向开裂）；

3、刀具刚接触或将离开的瞬间，需减少进给量，否则工件边缘容易崩落；

4、车削层压塑料零件的螺纹时，必须用负刃倾角的螺纹车刀才能防止螺牙层层脱落；

温度把控及冷却方式

各种工程塑料最优的加工温度范围

各类工程塑料有各自适合的加工温度（上图举例了一些），要注意加工温度的控制。部分玻璃纤维增强塑料加工时甚至还需要预热。

冷却通常使用压缩空气降温即可，少数情况才使用冷却液，但要注意塑料吸水性，而且要避免切削液与塑料表面产生反应（如聚碳酸酯PC不能使用含有氯代烃或芳烃的冷却液）。用镀铜的长刀杆可增加散热效果；采用断续切削，如旋风切削、飞刀、多次进给钻削、铣切等，也能达到较好的散热效果。

装夹方式

注意防止工件变形，夹紧力要小，可使用专业夹具，多点夹紧或压紧，避免直接使用台虎钳装夹。如果是薄板件，铣周边建议多点轻压，且贴近加工边缘，可以防止薄板边缘因切削力引起跳动。

材料的把控

1、优先选择大的材料品牌供应商（进口相对质量更好一些）；

2、购买原料时候要注意选择表面保护膜完整无划伤的；

3、每批次材料，都要进行试制；

4、发现材料内应力大的话，要做相应的去应力处理；

5、运输存放过程中做好防护，避免磕碰划伤；

各工艺需要注意的点（在前面的基础上做一些补充）

车削

刀尖圆弧半径建议在精加工时取大，粗加工时取小。

切削尼龙等材料时形成的带状切屑会影响切削及加工精度，必须及时排除。

切削细长件，加工精度受弹性形变影响大，应加中心架或跟刀架等加以弥补。

铣削

工程塑料切屑通常较蓬松，需要较大的容屑空间，推荐使用少齿的铣刀。

工程塑料切削力小，铣刀可以选较大的直径。

工件材料的硬度和拉伸强度高时，应降低切削速度。

铣削平面宜用顺铣，从外周向中心走圆周轨迹。

薄板件加工边缘时为防止振动，尽量采用顺铣，选用小直径铣刀，降低进给速度，侧吃刀量小于铣刀直径的一半，立铣刀螺旋角要小。

铣削终点前应减小进给量，降低进给速度以防止工件开裂。

钻削

应选择比孔的公称直径稍大的钻头，通常应大0.05~0.25mm。

工程塑料硬度越高，弹性形变越小，钻头转速应越大，进给量应越小。

孔径越大，钻头的转速应越小。

避免钻头在钻穴中空钻引起局部过热。

钻削时应经常退钻，以便清除切屑。

尽可能安装切屑的除尘装置。

加工工程塑料设备的选择

如果是专门做工程塑料加工的话，其实还是建议大家使用专门的工程塑料加工中心。这种设备可以算是广告行业或木工行业中升配上来，齿条机速度快，在保证加工精度范围的基础上对不必须的部分做了精简优化，更适配工业领域的工程塑料CNC加工，价格上比通用加工中心就更具备优势。

齿条机形式的工程塑料加工中心

最后希望大家都能加工出高质量的产品。