薄板金屬件輔助加工法－雙面膠粘法

供稿|郭 巍，徐立業，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2，李輝珍2

內容導讀

薄板件在加工過程中極易因切削力作用而產生“讓刀現象”，從而導致尺寸超差、零件變形。文章對薄板零件在銑削加工時采用虎鉗、組合夾具裝夾方式的不足進行了分析，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 基板步進托盤三維造型圖

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

粘膠選擇

基板步進托盤薄板零件在加工過程中容易產生中間凹、四角凸以及工件扭曲等尺寸超差現象，薄板類零件容易產生扭曲變形，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。

通過各項參數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、耐溫性及膠粘強度的雙面膠帶產品供客戶選擇。鑒于實際加工的需求，此次加工試驗主要考慮雙面膠要對金屬及非金屬、甚至是UV噴涂表面有很好的粘著力，其次具有優異的耐沖擊性。在加工試驗過程中，主要對300LSE膠系進行了實際加工試驗，具體試驗效果及膠帶參數見表1。結果表明，型號為9471LE的雙面膠帶用于薄板零件的輔助加工的效果比較理想。因此在零件加工實施方案中，以9471LE為膠粘介質進行加工試驗。

表1 300LSE膠系膠帶參數及試驗效果

加工方案

加工前預先準備好一平板（材料為45#鋼），將平板用壓板固定在工作臺上（如圖2），用百分表找正，φ8 mm定位銷裝入平板內(此工序中φ8 mm的銷子，采用6級精度，動配合，銷子長度16 mm,平板銷孔深13.5 mm)，雙面膠粘于平板上，此時一定要攆實，將雙面膠上的保護膜揭掉，然后將銑好外形的工件粘于雙面膠上，攆實。

用偏心式彈簧尋邊器對刀，建立工件坐標系。選用￠12整體專用鋁合金立銑刀，對工件中部輪廓進行粗銑。用￠1.5鋁合金立銑刀將基板步進托盤背面圖1(b)中4個圓形凹槽進行粗銑，用￠3鋁合金立銑刀對4個方形凹槽進行粗銑。所有輪廓粗銑完成后進行精銑。基板步進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，將平板與粘結工件卸下，置于有機溶液——汽油中浸泡。如果工件與平板不易剝離，可使用熱吹風機對工件與平板粘結的地方進行局部加熱，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上，用百分表找正。然后將基板步進托盤背面已加工面粘于平板上。為節省材料，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。

圖3 加工基板步進托盤背面

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，對以加工輪廓形狀精銑。

圖4 加工基板步進托盤正面

其他實驗

以上加工方案是針對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45#鋼、聚四氟乙烯板、硬泡沫板進行加工實驗。實驗結果表明，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時的各種材料在加工后的變形量都較為穩定。

結束語

上述實驗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，對于個別工藝上難以控制變形的零件，應考慮改進其結構設計，確保改進后的結構有利于控制變形。

[1] 周建南.機械工程師手冊（上冊）. 北京：機械工業出版社，1987

[2] 李威，王小群.機械設計基礎.北京：機械工業出版社,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,2002

[4] 路東.航空整體結構件加工變形預測及裝夾布局優化[學位論文]. 山東大學,2007

[5] 阿爾炭尼狄克.機械工人. 北京：機械工業出版社,1981

[6] 劉黨生.金屬切削原理與刀具.北京：北京理工大學出版社,2009

[7] 申永勝.機械原理教程. 北京：清華大學出版社,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，吉林工程技術師范學院畢業，現就職于北京興才技術開發中心 從事加工中心、數控銑編程教學工作；

1 北京興才技術開發中心，北京 100095； 2 北京科技大學，北京 100083

徐立業(1981—)，男，吉林工程技術師范學院畢業，現就職于北京科技大學工程訓練中心 從事金工教學工作；

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