雙刀切削在回轉(zhuǎn)體薄壁絕緣零件加工中的應(yīng)用

北京遙測技術(shù)研究所 (100076)趙謙益

絕緣材料一般都是非金屬材料，包括聚砜(棕色)、氟塑料(白色)等。由于它們的絕緣性能和耐熱性能很好，因而被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的絕緣、支撐及隔熱等重要零件。絕緣材料相比金屬材料質(zhì)地較軟，雖然在車前過程中切削力小，產(chǎn)生的切削熱也少一些，但是因為其導(dǎo)熱、散熱很差，尤其是薄壁零件散熱性更差，所以切削加工后容易變形，很難保證設(shè)計圖樣要求。

根據(jù)薄壁絕緣零件的加工特性，在車削時必須注意要充分冷卻以及合理運用刀具，特別是車削方式、方法的設(shè)計。

充分冷卻一般都采用冷卻為主的水制切削液。聚砜相比氟塑料來說，強度和耐磨性更好一些，考慮車刀要保持鋒利，車削聚砜零件易選用YG 類硬質(zhì)合金車刀，一般情況選擇前角10°～15°，后角8°～10°，能夠保證車削輕快，而氟塑料零件質(zhì)地較軟，對刀具角度要求不高，多選擇使用白鋼車刀。

本文介紹的雙刀切削方式是指在薄壁左右或內(nèi)外兩邊，雙刀對稱同時切削，目的是使兩邊垂直作用于薄壁面的切削力相互抵消，從而避免因單面切削受力而造成薄壁件產(chǎn)生較大變形。

圖1

1.薄壁絕緣墊圈車削

圖1 所示為薄壁絕緣墊圈，零件材料為聚砜棒。

(1)加工難點分析 絕緣墊圈軸向壁厚僅(1 ± 0.02)mm，薄壁面較大。如果采用一次性車出內(nèi)外圓，切斷保證厚度1mm，零件卷曲變形嚴(yán)重，厚 (1 ± 0.02)mm 和平行度0.02mm 都無法保證。若采用車出內(nèi)孔、外圓，平好一個端面，留余量切斷，再用軟爪夾持平另一端面，由于受夾緊力影響，零件有彈性恢復(fù)變形現(xiàn)象，厚度(1 ±0.02)mm 無法保證。

(2)采用雙刀切削解決變形難點 ①夾棒料，粗車內(nèi)孔φ45mm，外圓φ79mm，平端面切斷厚度2mm。②利用雙刀切削加工厚度尺寸 (1 ±0.02)mm，注意兩邊車刀吃刀應(yīng)保持一致 (約0.5mm)，如圖2a 所示。③采用螺紋背帽夾緊形式，精車內(nèi)孔φ50mm，同時去除上工步剩余小臺，如圖2b 所示。④自制心軸，以φ50mm 內(nèi)孔定位，頂車外圓φ (78 ±0.1)mm。

圖2

2.特殊方牙螺紋“螺旋介質(zhì)”加工

圖3a 所示為特殊方牙螺紋，零件材料為氟塑料棒。

(1)加工難點分析 螺旋介質(zhì)為特殊方牙螺紋，牙厚僅(0.5 ±0.05)mm，而牙高為10.5mm，薄壁面較大，零件材料氟塑料，質(zhì)地較軟。如果從正面切削，牙型必將倒向反面;如果從反面切削，牙型又倒回正面，牙型變形很大，無法滿足設(shè)計要求。

(2)采用雙頭切削解決薄壁方牙螺紋加工難題①先粗車方牙螺紋，使牙厚為2.5mm。②換雙刀同時吃刀，精車方牙螺紋厚度(見圖3b)。這里需要注意的是，薄壁兩邊吃刀一致，為1mm，右邊車刀需計算螺旋升角，另外刀尖對齊保持兩邊切削受力基本一致，每次進給應(yīng)小于0.3mm，還有就是冷卻充分。

圖3

3.絕緣錐套加工

圖4a 所示為絕緣錐套，零件材料為氟塑料棒。

(1)加工難點分析 該零件為薄壁錐套，內(nèi)外錐壁厚為(0.4 ±0.02)mm，如果面車削變形較大，而氟塑料較軟，不利于二次定位裝夾，彈性恢復(fù)現(xiàn)象使錐面產(chǎn)生變形，根本無法保證設(shè)計角度要求的60° ±30'。

(2)采用雙刀切削解決加工難題 ①夾棒料，鉆孔后先粗車內(nèi)外錐面(大頭在外)，厚度為1.5～2mm。②換雙刀切削，如圖4b 所示，內(nèi)外錐面同時切削，注意冷卻和刀尖對齊，并計算斜邊長度，不要車削過短或過長。③切斷長度15mm。

圖4

4.聚砜襯墊加工

圖5a 所示為聚砜襯墊。

(1)加工難點分析 零件軸向大面壁厚(0.5 ±0.01)mm，總厚＜1.7mm，車削變形大，加工后易卷曲變形，無法保證尺寸公差要求。

(2)原因查找 零件材料存在較大彈性，裝夾時所車端面在松開夾緊力后，零件變形較大，也稱彈性恢復(fù)變形。為克服此類變形，需加工出一個基本無變形端面，由于材料局限很難實現(xiàn)。

(3)應(yīng)用雙刀切削方式車平兩端面 ①夾棒料，粗車外圓φ79mm、內(nèi)孔φ45mm，平端面后，切斷長度3mm。②以內(nèi)孔φ45mm 和一端面(小于φ50mm外圓)定位，使零件基本處于自然狀態(tài)，采用雙刀同時車削，保證總厚1.7mm，如圖5b 所示。雙刀車至φ49mm。③以φ79mm 及一端面定位，螺紋背帽軸向夾緊，車內(nèi)孔φ50mm，同時車掉上工步所留小臺，如圖5c 所示。④以內(nèi)孔φ50mm 及一端面定位，精車大外圓φ (78 ±0.1)mm，精車φ56mm 外圓臺階，同時保證薄壁(0.5 ±0.01)mm 尺寸(見圖5d)。

圖5

5.結(jié)語

雙刀切削時薄壁面處于懸空的自然狀態(tài)，基本上不受夾緊力影響，因而這種加工方式可克服零件彈性恢復(fù)變形，能夠加工出較為規(guī)矩的平面或曲面。

雙刀切削時兩車刀主偏角一般選擇90°，使作用于薄壁的垂直合力盡可能小。

兩車刀的前角、主副后角及副偏角盡可能一致，刀尖對齊，才能抵消切削力。由于絕緣零件車削時切削力較小，一般車削薄壁時，兩刀切削力只要能夠抵消90%左右，車削效果就很不錯了。

雙刀切削薄壁絕緣零件缺點是備刀調(diào)試和試車時間稍長。但是可解決許多看似不可能實現(xiàn)的薄壁切削。