聚四氟乙烯材料薄壁盒體的加工

中國電子科技集團公司第38研究所精密加工分廠 安徽合肥 230031

1 序言

聚四氟乙烯材料是四氟乙烯的聚合物，顏色為白色。聚四氟乙烯具有以下特點。

1）不吸潮、不燃，對氧、紫外線均極穩定，具有優異的耐候性。

2）幾乎不受任何化學試劑腐蝕。

3）絕緣性能好，介質損耗小，具有自潤滑性。

4）具有塑料中最小的摩擦因數，是理想的無油潤滑材料。

5）材質較軟，非常容易切削，屬于易加工材料。

聚四氟乙烯材料被廣泛應用于原子能、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織和食品等行業。

我單位加工一種聚四氟乙烯材料盒體，由于材質較軟且底部較薄，因此加工有一定難度。

2 聚四氟乙烯盒體加工出現的問題及原因

圖1所示聚四氟乙烯材料盒體底部很薄，只有1mm，原加工工藝是用壓板壓緊四周，用φ6mm立銑刀由內而外分層切削，在切削加工過程中，當盒體底部余量在2mm時，由于聚四氟乙烯材料較軟，底面越來越薄，強度逐步降低，在切削力的作用下開始有振顫，繼續加工就會出現底面被拉起或者被撕裂的現象，使整個零件報廢。

經分析認為，由于零件材質較軟，零件材料被逐步切除后，當切削力大于材料所能承受的強度時，就會產生零件底面被拉起或者被撕裂的現象。

圖1 聚四氟乙烯材料盒體

3 改進后的工藝方案

根據材料特性，重新制定了一套加工工藝方案。

1）如圖2所示，將零件內腔分為4小塊，中間預留＜6mm的加強筋，主要目的是減小一次切削面積。通過中間的加強筋，增強零件底部加工區域的強度，使零件底面不易被拉起或撕裂。

圖2 將零件內腔分為4小塊

2）改變切削路徑及切削深度，如圖3所示。從4小塊內腔中間位置下刀，加工深度直接到Z向-9mm，不采用分層逐步加工，這樣四周余料的厚度一直保持在9mm，材料的強度大于切削力時，底面就不會被拉起或撕裂。

圖3 改變切削路徑及切削深度

3）采用環形由內向外的加工刀具路徑，順時針方向一圈圈往外切削零件余量。順時針切削時切削作用力是向下的，起到將零件下壓的作用，當零件余量減少時，底面不會被拉拽起來。

4）刀具的轉速一般控制在3000r/min，進給速度500mm/min。這組切削參數是通過驗證得到的，刀具的轉速和進給速度匹配，在加工零件的過程中可以減少熱量及切削力，零件余量切除后不會產生過多的應力，因此不會產生變形。

5）加工完4小塊內腔后，在去除中間加強筋時，關鍵技巧是通過4塊強力磁鐵的作用，將零件的底部與工作臺壓平并固定住，如圖4所示。針對加強筋逐條分層加工，通過3次下刀去除中間的加強筋。

圖4 采用磁鐵壓緊

4 結束語

通過采用以上技巧和方法，能夠解決聚四氟乙烯材料盒體的加工難題，保證了加工質量。該方法簡單實用，成本很低，可以應用于類似的底面較薄的零件加工中。只要磁鐵的吸附力大于切削力，就不用擔心零件被移動，零件底面會被磁力壓平，加工出來的零件底面就非常平整。

專家點評

本文根據聚四氟乙烯材料的特性，制定了一套完整的加工方案，通過工藝加強筋和磁鐵壓緊的方法，輕松解決了薄壁盒體的加工難題。創新方法獨具特色，磁鐵定位頗具匠心，具有適用面廣、實用性強、操作簡單及成本低廉的優點，非常適用于底面較薄的非金屬材料的切削加工。