双刀切削在回转体薄壁绝缘零件加工中的应用

2014-12-02北京遥测技术研究所100076赵谦益

金属加工(冷加工) 2014年6期

北京遥测技术研究所 (100076)赵谦益

绝缘材料一般都是非金属材料，包括聚砜(棕色)、氟塑料(白色)等。由于它们的绝缘性能和耐热性能很好，因而被广泛应用于电子产品中的绝缘、支撑及隔热等重要零件。绝缘材料相比金属材料质地较软，虽然在车前过程中切削力小，产生的切削热也少一些，但是因为其导热、散热很差，尤其是薄壁零件散热性更差，所以切削加工后容易变形，很难保证设计图样要求。

根据薄壁绝缘零件的加工特性，在车削时必须注意要充分冷却以及合理运用刀具，特别是车削方式、方法的设计。

充分冷却一般都采用冷却为主的水制切削液。聚砜相比氟塑料来说，强度和耐磨性更好一些，考虑车刀要保持锋利，车削聚砜零件易选用YG 类硬质合金车刀，一般情况选择前角10°～15°，后角8°～10°，能够保证车削轻快，而氟塑料零件质地较软，对刀具角度要求不高，多选择使用白钢车刀。

本文介绍的双刀切削方式是指在薄壁左右或内外两边，双刀对称同时切削，目的是使两边垂直作用于薄壁面的切削力相互抵消，从而避免因单面切削受力而造成薄壁件产生较大变形。

图1

1.薄壁绝缘垫圈车削

图1 所示为薄壁绝缘垫圈，零件材料为聚砜棒。

(1)加工难点分析绝缘垫圈轴向壁厚仅(1 ± 0.02)mm，薄壁面较大。如果采用一次性车出内外圆，切断保证厚度1mm，零件卷曲变形严重，厚 (1 ± 0.02)mm 和平行度0.02mm 都无法保证。若采用车出内孔、外圆，平好一个端面，留余量切断，再用软爪夹持平另一端面，由于受夹紧力影响，零件有弹性恢复变形现象，厚度(1 ±0.02)mm 无法保证。

(2)采用双刀切削解决变形难点 ①夹棒料，粗车内孔φ45mm，外圆φ79mm，平端面切断厚度2mm。②利用双刀切削加工厚度尺寸 (1 ±0.02)mm，注意两边车刀吃刀应保持一致 (约0.5mm)，如图2a 所示。③采用螺纹背帽夹紧形式，精车内孔φ50mm，同时去除上工步剩余小台，如图2b 所示。④自制心轴，以φ50mm 内孔定位，顶车外圆φ (78 ±0.1)mm。

图2

2.特殊方牙螺纹“螺旋介质”加工

图3a 所示为特殊方牙螺纹，零件材料为氟塑料棒。

(1)加工难点分析螺旋介质为特殊方牙螺纹，牙厚仅(0.5 ±0.05)mm，而牙高为10.5mm，薄壁面较大，零件材料氟塑料，质地较软。如果从正面切削，牙型必将倒向反面;如果从反面切削，牙型又倒回正面，牙型变形很大，无法满足设计要求。

(2)采用双头切削解决薄壁方牙螺纹加工难题①先粗车方牙螺纹，使牙厚为2.5mm。②换双刀同时吃刀，精车方牙螺纹厚度(见图3b)。这里需要注意的是，薄壁两边吃刀一致，为1mm，右边车刀需计算螺旋升角，另外刀尖对齐保持两边切削受力基本一致，每次进给应小于0.3mm，还有就是冷却充分。

图3

3.绝缘锥套加工

图4a 所示为绝缘锥套，零件材料为氟塑料棒。

(1)加工难点分析该零件为薄壁锥套，内外锥壁厚为(0.4 ±0.02)mm，如果面车削变形较大，而氟塑料较软，不利于二次定位装夹，弹性恢复现象使锥面产生变形，根本无法保证设计角度要求的60° ±30'。

(2)采用双刀切削解决加工难题 ①夹棒料，钻孔后先粗车内外锥面(大头在外)，厚度为1.5～2mm。②换双刀切削，如图4b 所示，内外锥面同时切削，注意冷却和刀尖对齐，并计算斜边长度，不要车削过短或过长。③切断长度15mm。

图4

4.聚砜衬垫加工

图5a 所示为聚砜衬垫。

(1)加工难点分析零件轴向大面壁厚(0.5 ±0.01)mm，总厚＜1.7mm，车削变形大，加工后易卷曲变形，无法保证尺寸公差要求。

(2)原因查找零件材料存在较大弹性，装夹时所车端面在松开夹紧力后，零件变形较大，也称弹性恢复变形。为克服此类变形，需加工出一个基本无变形端面，由于材料局限很难实现。

(3)应用双刀切削方式车平两端面 ①夹棒料，粗车外圆φ79mm、内孔φ45mm，平端面后，切断长度3mm。②以内孔φ45mm 和一端面(小于φ50mm外圆)定位，使零件基本处于自然状态，采用双刀同时车削，保证总厚1.7mm，如图5b 所示。双刀车至φ49mm。③以φ79mm 及一端面定位，螺纹背帽轴向夹紧，车内孔φ50mm，同时车掉上工步所留小台，如图5c 所示。④以内孔φ50mm 及一端面定位，精车大外圆φ (78 ±0.1)mm，精车φ56mm 外圆台阶，同时保证薄壁(0.5 ±0.01)mm 尺寸(见图5d)。