Как изготовить нестандартную прокладку из фторопласта методом точения

Снабженцу пришёл чертёж прокладки Ду250 с фигурным внутренним контуром и буртиком 2 мм — в каталоге такой нет, листового материала под фрезу мало, штамп делать дорого ради партии в 5 штук. Точение из заготовки фторопласта Ф-4 по ГОСТ 10007-80 закрывает задачу за смену: одна установка, один резец, готовая прокладка с допусками лучше штампа. Ниже разбираем, как точить нестандартную прокладку из фторопласта-4, какие резцы и режимы давать на станок и как считать припуск под хладотекучесть PTFE. Точение Ф-4 — не точение стали: подача, скорость и геометрия резца работают по другим правилам.

Заготовка и базирование

Под точение берём не лист, а трубную заготовку или диск из фторопласта Ф-4 по ГОСТ 10007-80, спрессованный и спечённый по ТУ 6-05-810-88. Плотность заготовки 2,12–2,20 г/см³ (ГОСТ 10007-80), без пористости и расслоений. Лист толщиной 4–6 мм для точения подходит хуже: торец «играет» при подаче, базирование уходит, прокладка получает разностенность.

Способы базирования

• Цанговый патрон с мягкими кулачками — диаметр заготовки до 200 мм, без замятия торца.
• Планшайба с прижимом через шайбу — диск диаметром свыше 200 мм.
• Оправка на внутренний диаметр — серийная партия одинакового Dвн.
• Вакуумный стол на станках с ЧПУ — тонкие диски толщиной от 2 мм.

Припуск под хладотекучесть

Фторопласт-4 течёт под нагрузкой даже при +20 °C, поэтому припуск на чистовой проход берут больше, чем для стали. На диаметр оставляем 0,3–0,5 мм, на торец — 0,2–0,3 мм; точные значения под марку ПН, П, О, Т по ГОСТ 10007-80 уточняйте у инженеров АО «УРТ». Малый припуск даёт «подмятие» под резец, большой — увод по диаметру и заусенец.

Резцы и режимы резания Ф-4

Геометрия резца под фторопласт отличается от стальной: передний угол γ держим положительным +10…+20°, задний α в районе 10–15°, радиус при вершине 0,2–0,4 мм. Кромка должна быть острой — тупой резец рвёт PTFE и оставляет ворс. Под чистовой проход ставим резец из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 19265-73 или твердосплавный пластинку группы К по ГОСТ 25395-90.

Режимы резания

• Скорость резания черновая — 80–150 м/мин.
• Скорость резания чистовая — 150–250 м/мин.
• Подача черновая — 0,2–0,4 мм/об.
• Подача чистовая — 0,05–0,1 мм/об.
• Глубина резания черновая — 1,0–2,5 мм.
• Глубина резания чистовая — 0,1–0,3 мм.
• СОЖ — не применяем, точим всухую с обдувом сжатым воздухом.

Почему без СОЖ

Фторопласт не нагревается до температур, где нужна жидкость, а вода и масло мешают эвакуации стружки и оседают на поверхности. При нагреве свыше +400 °C фторопласт-4 разлагается с выделением фторсодержащих продуктов (ГОСТ 10007-80) — режимы резания держим так, чтобы зона контакта не уходила выше +60 °C. Контроль температуры — пирометром по торцу заготовки.

Производство прокладок на ЧПУ в АО «УРТ»

АО «УРТ» режет прокладки из резины, паронита и фторопласта на ножевых и фрезерных станках с ЧПУ, тираж — от 1 шт. без переналадки штампа. Нестандартные прокладки из Ф-4 по ГОСТ 10007-80 точим на токарных станках с ЧПУ из спечённой заготовки, фигурный контур фрезеруем однозубой фрезой с подачей под хладотекучесть PTFE. Допуски держим по чертежу заказчика, поля h15/H15 по ГОСТ 15180-86 — стандарт, не максимум возможностей. Заказ ведём по DXF, 3D-модели или образцу-эталону; выходной контроль — ШЦ-I по ГОСТ 166-89 и осмотр торца под лупой 10×. Технологические возможности и приём заявок: изготовление РТИ и прокладок на ЧПУ — ural-rti.ru.

Справочная таблица режимов точения Ф-4

Сводим режимы резания и допуски под марки фторопласта по ГОСТ 10007-80. Значения — ориентир для типовых станков с ЧПУ; нестандартные заготовки и сорта считаем отдельно.

Порядок изготовления прокладки точением

Технологию строим как воспроизводимую цепочку — от приёмки заготовки до контроля готовой прокладки. Любой пропущенный шаг возвращает разностенность или скол по торцу.

• Принимаем заготовку Ф-4 по ГОСТ 10007-80, проверяем сорт, плотность и габарит.
• Выдерживаем заготовку в цехе 24 часа при +20…+25 °C.
• Базируем в цанге или планшайбе, контролируем биение индикатором ИЧ-10 по ГОСТ 577-68.
• Точим наружный диаметр черновым проходом с припуском 0,3–0,5 мм.
• Растачиваем внутренний диаметр с припуском 0,2–0,3 мм.
• Подрезаем торец, чистовой проход на наружном и внутреннем D.
• Отрезаем готовую прокладку по толщине из чертежа.
• Снимаем заусенец, контролируем размеры ШЦ-I по ГОСТ 166-89.
• Маркируем партию: марка Ф-4, толщина, Ду, дата, номер заготовки.

Частые вопросы

Почему точёная прокладка Ф-4 «уходит» по диаметру через сутки?

Это хладотекучесть фторопласта-4: материал течёт под собственными напряжениями после снятия с патрона. Готовую прокладку выдерживаем 24 часа перед контрольным замером, припуск на чистовой проход держим 0,3–0,5 мм; точные значения под марку по ГОСТ 10007-80 уточняйте у инженеров АО «УРТ».

Можно ли точить Ф-4 теми же резцами, что и капролон?

Нет. Капролон допускает меньший передний угол и больше подачу, фторопласт требует γ +10…+20° и подачу 0,05–0,1 мм/об на чистовом проходе. Тупой или «капролоновый» резец на Ф-4 рвёт волокна и даёт ворс по торцу.

Что значит маркировка Ф-4 О на заготовке?

Ф-4 — фторопласт-4 по ГОСТ 10007-80; индекс О — марка общего назначения средней плотности и пористости, пригодна для прокладок и втулок без жёстких требований к торцу. Полный перечень марок ПН, П, О, Т смотрим в таблицах ГОСТ 10007-80.

Можно ли точить прокладку из обрезка стержня Ф-4?

Можно, если стержень соответствует ГОСТ 10007-80, не имеет расслоений и трещин по торцу. Биение в патроне контролируем индикатором ИЧ-10 по ГОСТ 577-68; при биении свыше 0,1 мм заготовку перебазируем или отклоняем.

Зачем обдувать зону резания сжатым воздухом?

Стружка фторопласта длинная и липкая, наматывается на резец и заготовку, портит чистовой торец. Обдув эвакуирует стружку из зоны резания и снимает локальный нагрев; температуру в зоне контакта держим ниже +60 °C, чтобы не уйти к разложению PTFE по ГОСТ 10007-80.