淺談一種橡膠車加工刀具及車加工方法

左立良　徐軍　周德志　晏彪　晏山洪

本文主要闡述了用橡膠墊車加工減震支座，通過對車加工工藝優化及刀具設計，解決傳統車加工方式無法對彈性、軟質材料加工的技術難題。實踐證明采用該技術可實現超大尺寸（φ1 100×80 mm）橡膠墊車加工所需產品尺寸精準要求，為后續車加工應用領域的擴展研究提供設計思路。

橡膠;車加工方法;刀具優化

本文主要闡述了減震支座橡膠墊車加工及刀具設計制造過程，橡膠墊是減震支座中非常重要的減震部件，而橡膠墊車加工是為了加快交付進度而采取的一種有效加工方法。大批量橡膠墊采用模具硫化加工而成，小批量的采用車加工方法來達到所需尺寸。機加工一般是加工金屬材料及硬件物體，被加工的工件必須有一定的鋼性和切削性能，以便裝夾和加工，對于橡膠類彈性高分子材料，采用傳統金屬加工方法是無法加工的。為了使橡膠墊能通過機加工達到所需尺寸，相關研究在加工工藝和刀具上，經過了數次優化和改進。

橡膠墊是一個高彈性，低剛度的產品，為了達到改型后圖紙要求，要加工外圓、臺階、平面、平面圓弧槽等工序，因此加工具有一定難度。當橡膠墊余量較大時，對車加工產生影響，余量較小時，有可能無法加工，具體最小余量選擇見表1。

橡膠墊無法采用金屬的裝夾方法，但可利用橡膠較大的摩擦力，配合尾座加平頂的方法加工外圓、臺階和溝槽。平面加工則采用502膠水粘合的方法解決裝夾問題。外徑尺寸影響因素：（1）因溫差伸縮、尾座平頂過緊，產生平面壓縮，致使外徑增大，按實際尺寸加工后，平頂力消失后，橡膠回縮引起外徑尺寸縮小。（2）刀具不鋒利，過度擠壓橡膠引起外徑尺寸縮小。（3）臺階交點處過切刀具不鋒利引起交點處過切。（4）對刀不準確引起交點處過切。加工平面凹凸不平影響因素：（1）加工余量過多或過少，所引刀具進結不成直線，造成以加工平面凹凸不平。（2）刀桿剛性不足，刀口不鋒利，切削阻力過大，致使刀桿左右偏移，從而造成以加工平面凹凸不平。（3）加工中橡膠墊移動、墜落或撕裂，車床轉速偏高，尾座平頂力過小，離心力較大造成橡膠墊移動。（4）橡膠墊表層石蠟沒清除干凈或卡盤粘貼面有油污，造成膠水粘貼不牢，加工受力時，橡膠墊移動或墜落。（5）502膠水用量過多，卸橡膠墊是用力過猛，造成橡膠墊撕裂。

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對于橡膠產品，采用常規的金屬裝夾方法和切削刀具很難達到質量效果要求，通過試制加工和對橡膠特性的了解，采用具有鋒利刃口的刀具和低切削速度及大進給量的方法解決加工問題。因刀口要求鋒利，合金刀無法刃磨出來，固采用高速鋼刃磨。高速鋼刀具圖1所示。

橡膠墊平面加工最大直徑達1 100 mm，切削半徑550 mm，所以采用活動可調桿，刀身選用45#鋼調質料，刀頭用高速鋼焊接而成。活動可調刀桿圖2所示。

溝槽的形狀主要有梯形、三角形、半圓形等三種。不論哪種形狀，加工時，橫向、縱向都要同時進給，所以將刀尖磨成很小的夾角，較大的圓弧前角。保證刀尖能從任何一個角度切入。夾角刀具圖3所示。

外圓加工是利用頂座，活頂尖和專用平頂，直接將橡膠墊頂在卡盤上，利用橡膠較高的摩擦力緊貼卡盤一起旋轉。刀具作為一把像手術刀一樣的白鋼刀，裝夾時刃口朝上，然后采用低切削速度和大進給量，將外圓多余的部分直接切削下來，加工時允許有較大的加工余量，但余量較小時，加工難度較大。外圓加工兩刀完成，第一刀粗車去除多余的余量，經測量后保留5～10 mm，第二刀精車加工到需要尺寸，其中要注意外圓尺寸收縮影響，因為是用平頂頂在卡盤上，加上橡膠彈性變形大，兩平面受力后，外圓會變大，因此加工完后，卸下來外圓具有0.5～1 mm的收縮，所以要注意橡膠的收縮量，控制外圓加工尺寸。

每個橡膠墊都有一圈3 mm×10 mm或6 mm×10 mm裝銅環的臺階，隨著外圓的減小，裝銅環的臺階也減小。加工時要分軸向和徑向兩次進刀，軸向進刀和外圓加工一樣，但要控制軸向進刀深度，徑向進刀是以橡膠墊的徑向切入，與軸向進刀深度相連，將整條3 mm×10 mm或6 mm×10 mm的橡膠切下來。操作要點：對徑向與軸向進刀的交點重點控制，不能過切。平面加工，因為橡膠外圓沒有剛性，無法利用卡盤上的卡瓜裝夾，所以用502快干膠水，直接將橡膠墊粘貼卡盤平面上，然后根據橡膠墊所需要的厚度，再用平面專用刀具，將厚度多余的橡膠成圓片狀切削下來。在調高支座橡膠墊底部時，有一圈R5的圓槽，在借用其它型號的橡膠墊時，就要加工成圓弧槽，在普車沒有靠模時，主要靠操者手動控制車床的縱向和橫向進刀。

通過對橡膠特性的研究，重點解決了橡膠墊的裝夾問題。經過對刀具的持續改進，重點突破了橡膠墊的加工技術。加工實踐證明，以上措施成功解決了對彈性橡膠、軟質材料機加工的尺寸控制問題，具有一定的推廣價值。

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（Zhuzhou Times New Material Technology Co.， Ltd.， Zhuzhou? Hunan  412007）

In this paper the rubber cushion lathe is used to process the damping bearing. Through the optimization of the turning process and the design of the cutting tool， the technical problem that the traditional turning method cannot process the elastic and soft materials is solved. Practice has proved that the technology can meet the requirements of product size accuracy for ultra large size （φ 1 100 × 80 mm） rubber cushion turning， and provide design ideas for the expansion of the application field of subsequent machining.

rubber; machining method; tool optimization