• WAP手机版 RSS订阅 加入收藏  设为首页
机械制造

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

时间:2016-11-18 12:24:56   作者:   来源:   阅读:345   评论:0
    摘要:对超薄聚四氟乙烯绝缘套零件的加工技术难点进行工艺分析,创新了加工工艺,并详细介绍了该零件的加工过程及关键点。

 

  在微波、毫米波器件领域,许多振荡器、变频器等均需要一种超薄聚四氟乙烯绝缘套或介质套, 此类绝缘套或介质套品种较多, 以壁厚来分, 最厚为0.1mm,最薄为0.02mm。聚四氟乙烯材料较软,采用一般的加工方法完全无法加工。针对这种情况,我们采用特殊的车加工工艺,加工出了合格零件,满足了科研生产的需要。

 

  1. 工艺分析

 

  图1所示是我所微波器件使用的一种介质绝缘套,零件虽然不复杂,但其特点是尺寸公差要求高、壁薄, 内外径公差只有0.01mm,壁厚极限尺寸最厚为0.03mm、最薄为0.02mm,表面粗糙度值R a=1.6μm。用普通车削的加工方法,不管是先加工外径、再加工内孔,还是先加工内孔、后加工外径,由于材料软,根本无法完成加工。用聚四氟乙烯颗粒通过模具热压的方法会产生孔洞、粘连破壁等问题,也无法加工成形。

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

图1 绝缘套

 

  2. 创新加工工艺

 

  改变以往的加工理念, 经过不断的试验,采用如下加工工艺:下料→车内孔(留有一定工艺余量)→车黄铜的心棒→压配半成品绝缘套→最后车外圆至尺寸要求→用薄刀片按长度要求割断→完成零件加工。

 

  具体加工过程如下: ① 把聚四氟乙烯棒材按工件长度放长3~5mm,在精密卧式车床上先把内孔加工到比图样孔径小0.10~0.12mm的尺寸,表面粗糙度值Ra≤0.8μm。外径粗加工留2mm余量切割下来。②在精密卧式车床上加工一个黄铜心棒,表面粗糙度值Ra≤0.8μm。心棒外径按绝缘套零件尺寸要加工到位。③将车好的绝缘套半成品压配到黄铜心棒上面,利用心棒与绝缘套半成品之间的摩擦力带动绝缘套转动,车绝缘套外径至尺寸要求。④采用剃须刀刀片代替一般的切断刀,用磁铁把刀片装在专用刀架上,按零件长度切断。⑤轻轻地把零件从心棒上取下,完成加工。

 

  3. 关键点及工艺参数

 

  (1)刀具的选择及刃磨要点:聚四氟乙烯材料虽然可以进行车、铣及锉等机械加工,但还是较软, 切削时基本不磨损刀具, 可以选用普通白钢刀。但刀具要锋利,尽量选用较大的前角,这样可以有效减少切削力及材料形变。实践证明,车刀前角γ o≈30°较为合适。另外,刃口需要进一步修光,这样可以使零件表面质量好,且不容易有破壁现象。走刀速度不能过快,f=150r/min左右较为合适。

 

  (2)心棒的加工:心棒材料选用黄铜,如图2所示,左端压配绝缘套的部位按绝缘套图样尺寸加工, 表面粗糙度值需达到R a=0.8μm,径向跳动需小于0.005mm,保证心棒表面光滑,不会磨破绝缘套。

 

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

图2 心棒

 

  (3)绝缘套底孔的加工:内孔表面粗糙度值最好达到Ra=0.8μm左右,这样绝缘套不易破损。内孔与心棒的配合非常关键,太松则绝缘套在心棒上易打滑而无法完成加工,太紧则绝缘套易破裂。实践证明,绝缘套内孔尺寸比心棒实际尺寸小0.10~0.12mm,外径尺寸留2mm余量较为合适,这样经过前期加工的绝缘套半成品,经过心棒的压配挤压以及外圆的车削,内径尺寸基本会稳定在6.94~6.95mm,满足图样要求。

 

  (4)绝缘套长度和一致性的控制:由于绝缘套壁太薄,且聚四氟乙烯材料柔软,外圆尺寸车好后,长度方向的切断及长度尺寸控制异常艰难。经过多次试验, 根据超薄刀具切割薄橡胶板、裁纸张的原理,采用剃须刀刀片来代替一般的切断刀,安装在为此零件设计的专用刀架上来切断零件、控制长度,解决了这一难点。专用刀架可以无需转动刀架而同时固定两把刀具车外圆或切断,剃须刀刀片薄且锋利,切割超薄材料效果极好。

 

  如图3所示,外圆车刀安装在专用刀架的左侧用来车外圆,剃须刀刀片用磁铁直接吸附在专用刀架的右侧,其优点是:①避免了由于转刀架造成的第二个工件与上一个工件的外圆尺寸误差,保证了外圆尺寸的一致性。②由于绝缘套壁厚超薄,普通切断刀切断时会伤到心棒表面,影响心棒表面质量。在专用刀架上用磁铁吸附刀片,可以在刀片切割零件时轻轻地碰下零件就能把绝缘套割断,碰到心棒刀片会自动后退,不会损伤心棒。③在工件前端刀片碰一下工件,然后刀具移动到相应零件长度的位置再碰一下,这样绝缘套的长度尺寸就控制得比较精准。

 

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

(a)

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

(b)

图3 车外圆及切断

 

  最后轻轻地把零件从心棒上拿下,这样一个完全符合图样设计要求的零件(见图4)就完成了。

 

超薄聚四氟乙烯绝缘套加工工艺很特殊!该怎样加工!

图 4

 

  4. 结语

 

  本文通过专用刀架、磁铁固定刀片这种崭新的装夹方式,既解决了超薄壁聚四氟乙烯绝缘套加工的难题,又简单、方便,快速省力。专用车刀架的设计也为加工其他类似零件提供了一种车刀装夹方式,可以很好地保证零件外圆尺寸的一致性。

 

来源:《金属加工(冷加工)》2016年第21期第41页

作者:中国电子科技集团公司第五十五研究所 (江苏南京 210016) 朱开宏 王存磊 王 军


标签:超薄聚四氟乙烯 
相关评论

免责申明:本网站旨在相互学习交流,是一个完全免费的网站,部分原创作品,欢迎转载,部分内容来自互联网,如果侵犯了您的权利请尽快通知我们。

Copyright 2008-2018 机械制图网 站长信箱:279459762@qq.com

湘ICP备17005312号