1J50軟磁合金精密銑削加工技巧

北京控制工程研究所 （100190） 馮 豪 周 平

軟磁合金是一種鐵磁性精密合金，在弱磁場中具有高導磁率和低矯頑力。可以用來制造磁導體鐵心、無線電通信設備的磁屏蔽，在電力電子、宇航、激光、自動化、計算機及儀表等工業中得到了廣泛的應用。現在我國使用的軟磁合金材料按成分主要有鐵鎳系軟磁臺金（如1J79、IJ50及1J85）、鐵鋁系軟磁合金（如lJl2、1J13及1J16）和鐵鈷釩系軟磁合金（如1J22）。

1J50屬鐵鎳軟磁合金，該材料具有高的導磁率和低的矯頑力。它的特點是電阻率高、耐磨性好、比重小，磁性對應力不敏感，常用于磁屏蔽、變壓器、微電機磁放大器鐵心和分頻器的高頻元件等。由于含鎳量較高，加工中黏性較大，宜采用較大前角的刀具進行切削加工，可用較低的切削速度。尤其對螺紋的切削加工，刀具一定要鋒利。如圖1所示，測速頭鐵心材料為1J50，是消旋組件速度敏感器中的關鍵零件，該零件的加工精度直接決定了產品的性能。

1. 難點分析

測速頭鐵心材料為1J50/熱鍛，形狀呈工字形，尺寸精度高，各個垂直面的垂直度要求＜0.03mm，鐵心在02.8mm的圓周上，齒數為512個，在左右鐵心上應留有整齒（9～10個），齒距誤差≤0.015mm，在左右齒的范圍齒累積誤差≤0.02mm。要求在R51.4m m的圓弧上插出齒寬0.3mm、深0.3mm、模數為0.2的非標齒型，工字腿寬4mm；零件基準為R51.4mm圓弧的圓心，不能直接測量，裝夾困難，并且圖樣要求零件的外形尺寸240-0.013mm，相對于圓心基準的對稱度＜0.02mm。另外，材料加工性能差，由于材料導熱性差，黏性大，切削時刀具溫度比較高，切削力也大，加工硬化嚴重，排屑困難，易崩刀。

圖1 測速頭鐵心

2. 解決措施

（1）設計工裝，解決裝夾定位問題。由于鐵心圓弧齒的基準是R51.4mm的圓心，是一個空間基準無法直接測量，必須通過設計合理的工裝將無法直接測量的空間基準轉換成可直接測量的基準。通過分析零件的結構特點以及最后裝配要求，如圖2所示，可以借助測速頭基座，將測速頭鐵心安裝在基座上。設計如圖3所示高精度的定位胎具，對稱度保證在0.005mm以內，圓周上開有4個缺口，將鐵心和基座一起裝在工裝上，每個缺口與工件滑配，而后將其胎具安裝在圓轉臺上，如圖4所示，找正工裝的內孔在0.003mm以內。將圖樣R51.4mm的圓弧空間基準通過工裝轉換為可以直接測量的工裝內孔圓心，加工和計量均使用該工裝，確保計量合格后再將零件從工裝上拆下來。通過設計合理工裝既可以實現單件加工也可以實現4件一起加工，提高加工效率；其次，將基準進行轉換方便測量，從而提高零件的合格率。

圖2 測速頭鐵心與基座組裝圖

圖3 裝夾定位工裝

圖4 工裝安裝在回轉工作臺上

（2）自制刀具，解決非標刀具。從圖1所示可以看出，測速頭鐵心的齒寬和齒間距僅0.315mm，齒深0.3mm，精度高，需要插刀進行插削加工成形。由于插刀為非標刀具，需要根據加工零件的形狀尺寸進行設計自制刀具。根據零件材料的加工特性，選材、刃磨、試驗。試驗最終選擇如圖5所示的YG8硬質合金材質進行刃磨加工，其刀心寬0.1mm，中心對稱度為0.01mm，計量合格后使用。

圖5 自制插刀

通過摸索試加工，最終確定合理的切削參數，選擇低速走刀，每次切深0.01～0.02mm，加工過程中使用豆油進行冷卻，加工效果良好，達到圖樣要求。

3. 結語

通過分析1J50軟磁合金的材料特性和零件裝配使用要求，設計合理的工裝對零件進行空間基準的轉換，解決測量問題；自制刀具，選擇合理的切削參數確保加工的零件的尺寸精度滿足圖樣要求，保證加工質量的同時提高了加工效率。