精密薄桿類零件高速銑削工藝技術的實現

王金才，姜 波，李海存，宋長紅

(山東斯遞爾化工科技有限公司，山東 菏澤 274400)

精密薄桿類零件高速銑削工藝技術的實現

王金才，姜 波，李海存，宋長紅

(山東斯遞爾化工科技有限公司，山東 菏澤 274400)

精密薄桿類零件是電子元器件中常用的信號傳輸零件，該類零件形狀復雜，截面尺寸較小。保證其表面特性，提高其傳輸性能是加工工藝的一個技術難題。本論文提出了一種新型的加工工藝技術，實現了精密薄桿類零件的銑削加工成型，極大限度的保證了零件表面質量，提高了信號傳輸性能。

薄桿類零件；銑削加工；裝夾；改進

薄桿類零件是電子元器件中常用的精密信號傳輸零件，一般是長度較長，形狀復雜，截面尺寸小，呈桿狀結構。作為精密零件，其成型精度、表面質量顯得尤為重要，是加工工藝值得研究的一個重要方面。

基于簿桿類零件外形細長，尺寸精度及行位精度要求較高等特征，目前主要加工工藝方法是采用線切割慢走絲切割成型，這種加工方法能夠有效的滿足薄桿類零件的外形尺寸的要求，但是由于電腐蝕造成零件表面凹凸不平，零件表面粗糙度及平面度也難以得到有效保證。另外薄桿類零件一般設有不大于φ0.3的微小通孔，是線切割無法一體加工完成的，造成工序增加，影響孔的位置精度。

本論文針對目前薄桿類零件加工中存在的問題，引用先進的高速銑削技術，通過合理設計裝夾方式，精度調整高速銑削參數，研制了薄桿類零件的高速銑削加工工藝方法。

1 精密薄桿類零件結構特性

薄桿類零件外形細長復雜，截面為長方形(見圖1)，存在以下結構特征。

1)外形不規則平面結構，呈超細長型；

2)零件截面尺寸小于1mm，容易產生加工變形，平面度難以保證；

3)零件較薄，裝夾困難；

4)各棱邊毛刺難除去。

圖1 薄桿零件樣圖

2 高速銑削加工精度薄桿類零件的實現及技術難點

高速銑削技術是近年來一種新興的先進加工技術，具有刀具轉速高、產生加工熱量小等特點，加工質量較好，加工效率較高。高速銑削成型與線切割成型方法相比，更能實現比較理想的表面質量，粗糙度達到0.8，平面度達到0.01。另外高速銑削還具有銑鉆小于φ0.3孔的能力，能夠實現微小孔的數銑一體化加工。具備加工精密薄桿類零件的硬件要求。

精密薄桿類零件是一種典型的平面型結構，可以采用排樣落料的裝夾方式進行加工，由于高速銑削加工產生的切削熱量較少，對零件不會造成較大的加工變形，只要裝夾方式合適，加工參數合理，零件的加工成型是可以實現的。

鑒于簿桿類零件超細長型的結構特點，普通壓裝落料的裝夾方式勢必會造成零件的加工變形，影響平面度參數。另外銑刀加工過程中不可避免的會存在切削力及切削熱量，進而造成零件的加工應變。

綜上所述，高速銑削具備加工精密桿類零件的能力，但是難點在于找到合適的裝夾方式和設置合理的加工參數。

3 高速銑削精密簿桿類零件工藝技術方法

3.1 合理設計裝夾方式

裝夾方式的設計是影響加工質量的關鍵，由于薄桿類零件多為銅合金材質，截面尺寸較小，真空或吸盤的固定裝夾方式都不合適，而普通的壓裝方式又無法實現零件的翹曲變形。

鑒于以上限制因素，我們根據高速銑削技術切削力較小的特性選擇了虎鉗裝夾配合填膠固定的方式。首先選取一塊厚度為8mm，外形為90×40mm的坯料，居中銑深度為6mm，外形為76×26mm方槽，第二步銑鉆孔2～φ3.6，排樣銑零件外形深度0.93，切記不可落料，預留1.07mm接觸，保證零件與坯料一體(見圖2)。第三部就是在零件外形槽內填充膠水，待膠水固化后，反面裝夾坯料，銑零件至指定厚度。最后去除膠水，實現零件落料。

圖2 排樣銑削外形

該裝夾方式的關鍵是填膠工序，既要保證加工過程中零件不會脫落，又要方便銑削完成后成型件的脫離。

3.2 合理設置加工參數

鑒于零件特征及裝夾方式的限制，加工參數的設置需要保證加工過程中產生切削熱不高于400℃，這些參數的調節可以通過對銑刀的選擇、銑刀進給量、切削方向和切削速度等參數的調節來實現。

經過多次試驗，我們最終確定刀具選用合金鋼，主軸轉速28000r/min，切削方式采用微量多頻次進給的參數設置。另外在加工過程中添加退火去應力工序，實現了零件的成型加工。

3.3 工藝路線布置

取銅合金坯料-熱處理去除內部應力-加工排樣槽-銑鉆小孔-銑外形(不落料，保證零件與坯料為一整體)-熱處理去除內部應力-填膠固化-反面裝夾，銑至指定厚度-去膠成型。

4 實施效果

經驗證，零件經過高速銑削工藝技術成型后，取得以下成果：

零件表面外觀明顯改善，經三坐標測量儀驗證：平面度達到0.01～0.02，零件各表面粗糙度達到Ra0.8-Ra1.2，(線切割平面度很難保證0.02，且表面有嚴重電腐蝕缺陷，粗糙度大于Ra1.6)。

零件成型后，各棱邊輪廓清晰，基本無毛刺，不用處理即可達到使用要求。

零件實現了微小孔的銑鉆加工，實現了一體化加工，相比線切割成型工藝，即提高了位置精度，又節省了工序周轉時間。

5 總結

高速銑削工藝技術實現了精密薄桿類零件的成型加工，相比傳統的精密線切割技術，零件表面質量明顯改善，加工效率明顯提升。

根據特殊零件外形特征及使用要求，合理設計裝夾方式，規劃工藝路線，采用并改進高速銑削技術，實現零件的高效成型加工是工藝研究的一個重要發展方向。

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(本文文獻格式：王金才，姜波，李海存，等.精密薄桿類零件高速銑削工藝技術的實現[J].山東化工，2017，46(20)：113-114.)

2017-05-07

王金才，工程師，主要從事工藝工作;姜 波(1987—)，工程師，主要從事工藝工作。

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