薄板金屬件輔助加工法－雙面膠粘法

供稿|郭 巍，徐立業(yè)，李輝珍

薄板金屬件輔助加工法－雙面膠粘法

供稿|郭 巍1，徐立業(yè)2，李輝珍2

內(nèi)容導(dǎo)讀

薄板件在加工過程中極易因切削力作用而產(chǎn)生“讓刀現(xiàn)象”，從而導(dǎo)致尺寸超差、零件變形。文章對(duì)薄板零件在銑削加工時(shí)采用虎鉗、組合夾具裝夾方式的不足進(jìn)行了分析，介紹了一種雙面膠粘貼工件的加工方法，有效解決了零件變形問題。

圖1 基板步進(jìn)托盤三維造型圖

圖1 為一個(gè)薄板零件——基板步進(jìn)托盤的三維圖，材料屬于熱處理可強(qiáng)化鋁合金，具有中等強(qiáng)度，該零件厚度最薄處僅3.5 mm。由于零件加工時(shí)材料去除余量大，在銑削加工時(shí)采用虎鉗、組合夾具裝夾方式加工后會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的變形，因此以此零件為典型實(shí)例探討雙面膠粘貼工件的加工方法。

粘膠選擇

基板步進(jìn)托盤薄板零件在加工過程中容易產(chǎn)生中間凹、四角凸以及工件扭曲等尺寸超差現(xiàn)象，薄板類零件容易產(chǎn)生扭曲變形，不便于用虎鉗及組合夾具裝夾。

初步考慮采用502膠水粘貼的辦法。但是該膠水屬于快速固化液體溶劑，大面積涂膠困難、在加工完成后也不易剝離。

通過各項(xiàng)參數(shù)及簡單試用效果決定采用3M的雙面膠帶。3M提供了一系列不同厚度、耐溫性及膠粘強(qiáng)度的雙面膠帶產(chǎn)品供客戶選擇。鑒于實(shí)際加工的需求，此次加工試驗(yàn)主要考慮雙面膠要對(duì)金屬及非金屬、甚至是UV噴涂表面有很好的粘著力，其次具有優(yōu)異的耐沖擊性。在加工試驗(yàn)過程中，主要對(duì)300LSE膠系進(jìn)行了實(shí)際加工試驗(yàn)，具體試驗(yàn)效果及膠帶參數(shù)見表1。結(jié)果表明，型號(hào)為9471LE的雙面膠帶用于薄板零件的輔助加工的效果比較理想。因此在零件加工實(shí)施方案中，以9471LE為膠粘介質(zhì)進(jìn)行加工試驗(yàn)。

表1 300LSE膠系膠帶參數(shù)及試驗(yàn)效果

加工方案

加工前預(yù)先準(zhǔn)備好一平板（材料為45#鋼），將平板用壓板固定在工作臺(tái)上（如圖2），用百分表找正，φ8 mm定位銷裝入平板內(nèi)(此工序中φ8 mm的銷子，采用6級(jí)精度，動(dòng)配合，銷子長度16 mm,平板銷孔深13.5 mm)，雙面膠粘于平板上，此時(shí)一定要攆實(shí)，將雙面膠上的保護(hù)膜揭掉，然后將銑好外形的工件粘于雙面膠上，攆實(shí)。

用偏心式彈簧尋邊器對(duì)刀，建立工件坐標(biāo)系。選用￠12整體專用鋁合金立銑刀，對(duì)工件中部輪廓進(jìn)行粗銑。用￠1.5鋁合金立銑刀將基板步進(jìn)托盤背面圖1(b)中4個(gè)圓形凹槽進(jìn)行粗銑，用￠3鋁合金立銑刀對(duì)4個(gè)方形凹槽進(jìn)行粗銑。所有輪廓粗銑完成后進(jìn)行精銑。基板步進(jìn)托盤背面加工完成后效果如圖3所示。

完成圖3所示工序后，將平板與粘結(jié)工件卸下，置于有機(jī)溶液——汽油中浸泡。如果工件與平板不易剝離，可使用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)工件與平板粘結(jié)的地方進(jìn)行局部加熱，直至工件與平板全部剝離。工件與平板完全剝離后，晾干。此后，將平板重新安裝到工作臺(tái)上，用百分表找正。然后將基板步進(jìn)托盤背面已加工面粘于平板上。為節(jié)省材料，可以將雙面膠裁剪成已加工面的輪廓形狀（可以大出工件輪廓1～2 mm）。將已加工面粘于雙面膠上，攆實(shí)。

圖3 加工基板步進(jìn)托盤背面

精銑工件最大厚度平面。然后將圖4中輪廓形狀粗銑。粗銑完畢后，對(duì)以加工輪廓形狀精銑。

圖4 加工基板步進(jìn)托盤正面

其他實(shí)驗(yàn)

以上加工方案是針對(duì)于鋁合金材料零件的，為了探討雙面膠粘法是否適用于其他材料，分別對(duì)45#鋼、聚四氟乙烯板、硬泡沫板進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙面膠粘法不適于加工厚度在0.5 mm以下的零件，零件厚度為0.5～3.5 mm時(shí)的各種材料在加工后的變形量都較為穩(wěn)定。

結(jié)束語

上述實(shí)驗(yàn)證明雙面膠粘法不僅適用于金屬切削的輔助加工，也可用于非金屬材料，采用雙面膠粘法可以有效地控制薄板類零件的加工變形，對(duì)于個(gè)別工藝上難以控制變形的零件，應(yīng)考慮改進(jìn)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)有利于控制變形。

[1] 周建南.機(jī)械工程師手冊(cè)（上冊(cè)）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987

[2] 李威，王小群.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009

[3] 武凱.航空薄壁件加工變形分析與控制研究.南京航空航天大學(xué),2002

[4] 路東.航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形預(yù)測及裝夾布局優(yōu)化[學(xué)位論文]. 山東大學(xué),2007

[5] 阿爾炭尼狄克.機(jī)械工人. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1981

[6] 劉黨生.金屬切削原理與刀具.北京：北京理工大學(xué)出版社,2009

[7] 申永勝.機(jī)械原理教程. 北京：清華大學(xué)出版社,2005

Sheet Metal Parts Processing Method — Auxiliary Double-Sided Adhesive Method

GUO Wei1, XU Li-ye2, LI Hui-zhen2

book=14,ebook=68

郭巍 (1983—)，女，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)，現(xiàn)就職于北京興才技術(shù)開發(fā)中心 從事加工中心、數(shù)控銑編程教學(xué)工作；

1 北京興才技術(shù)開發(fā)中心，北京 100095； 2 北京科技大學(xué)，北京 100083

徐立業(yè)(1981—)，男，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)，現(xiàn)就職于北京科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心 從事金工教學(xué)工作；

李輝珍 (1970—)，女，河北科技大學(xué)，現(xiàn)就職于北京科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心 從事金工教學(xué)工作。