超薄聚四氟乙烯絕緣套加工工藝很特殊？到底應(yīng)該怎樣加工

在微波、毫米波器件領(lǐng)域，許多振蕩器、變頻器等均需要一種超薄聚四氟乙烯絕緣套或介質(zhì)套，此類絕緣套或介質(zhì)套品種較多，以壁厚來分，最厚為0.1mm，最薄為0.02mm。聚四氟乙烯材料較軟，采用一般的加工方法完全無法加工。針對這種情況，我們采用特殊的車加工工藝，加工出了合格零件，滿足了科研生產(chǎn)的需要。1.工藝分析圖1所示是我所微波器件使用的一種介質(zhì)絕緣套，零件雖然不復(fù)雜，但其特點是尺寸公差要求高、壁薄，內(nèi)外徑公差只有0.01mm，壁厚極限尺寸最厚為0.03mm、最薄為0.02mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm。用普通車削的加工方法，不管是先加工外徑、再加工內(nèi)孔，還是先加工內(nèi)孔、后加工外徑，由于材料軟，根本無法完成加工。用聚四氟乙烯顆粒通過模具熱壓的方法會產(chǎn)生孔洞、粘連破壁等問題，也無法加工成形。圖1絕緣套2.創(chuàng)新加工工藝改變以往的加工理念，經(jīng)過不斷的試驗，采用如下加工工藝：下料→車內(nèi)孔（留有一定工藝余量）→車黃銅的心棒→壓配半成品絕緣套→最后車外圓至尺寸要求→用薄刀片按長度要求割斷→完成零件加工。具體加工過程如下：①把聚四氟乙烯棒材按工件長度放長3～5mm，在精密臥式車床上先把內(nèi)孔加工到比圖樣孔徑小0.10～0.12mm的尺寸，表面粗糙度值Ra≤0.8μm。外徑粗加工留2mm余量切割下來。②在精密臥式車床上加工一個黃銅心棒，表面粗糙度值Ra≤0.8μm。心棒外徑按絕緣套零件尺寸要加工到位。③將車好的絕緣套半成品壓配到黃銅心棒上面，利用心棒與絕緣套半成品之間的摩擦力帶動絕緣套轉(zhuǎn)動，車絕緣套外徑至尺寸要求。④采用剃須刀刀片代替一般的切斷刀，用磁鐵把刀片裝在專用刀架上，按零件長度切斷。⑤輕輕地把零件從心棒上取下，完成加工。3.關(guān)鍵點及工藝參數(shù)（1）刀具的選擇及刃磨要點：聚四氟乙烯材料雖然可以進(jìn)行車、銑及銼等機(jī)械加工，但還是較軟，切削時基本不磨損刀具，可以選用普通白鋼刀。但刀具要鋒利，盡量選用較大的前角，這樣可以有效減少切削力及材料形變。實踐證明，車刀前角γo≈30°較為合適。另外，刃口需要進(jìn)一步修光，這樣可以使零件表面質(zhì)量好，且不容易有破壁現(xiàn)象。走刀速度不能過快，f=150r/min左右較為合適。（2）心棒的加工：心棒材料選用黃銅，如圖2所示，左端壓配絕緣套的部位按絕緣套圖樣尺寸加工，表面粗糙度值需達(dá)到Ra=0.8μm，徑向跳動需小于0.005mm，保證心棒表面光滑，不會磨破絕緣套。圖2心棒（3）絕緣套底孔的加工：內(nèi)孔表面粗糙度值最好達(dá)到Ra=0.8μm左右，這樣絕緣套不易破損。內(nèi)孔與心棒的配合非常關(guān)鍵，太松則絕緣套在心棒上易打滑而無法完成加工，太緊則絕緣套易破裂。實踐證明，絕緣套內(nèi)孔尺寸比心棒實際尺寸小0.10～0.12mm，外徑尺寸留2mm余量較為合適，這樣經(jīng)過前期加工的絕緣套半成品，經(jīng)過心棒的壓配擠壓以及外圓的車削，內(nèi)徑尺寸基本會穩(wěn)定在6.94～6.95mm，滿足圖樣要求。（4）絕緣套長度和一致性的控制：由于絕緣套壁太薄，且聚四氟乙烯材料柔軟，外圓尺寸車好后，長度方向的切斷及長度尺寸控制異常艱難。經(jīng)過多次試驗，根據(jù)超薄刀具切割薄橡膠板、裁紙張的原理，采用剃須刀刀片來代替一般的切斷刀，安裝在為此零件設(shè)計的專用刀架上來切斷零件、控制長度，解決了這一難點。專用刀架可以無需轉(zhuǎn)動刀架而同時固定兩把刀具車外圓或切斷，剃須刀刀片薄且鋒利，切割超薄材料效果極好。如圖3所示，外圓車刀安裝在專用刀架的左側(cè)用來車外圓，剃須刀刀片用磁鐵直接吸附在專用刀架的右側(cè)，其優(yōu)點是：①避免了由于轉(zhuǎn)刀架造成的第二個工件與上一個工件的外圓尺寸誤差，保證了外圓尺寸的一致性。②由于絕緣套壁厚超薄，普通切斷刀切斷時會傷到心棒表面，影響心棒表面質(zhì)量。在專用刀架上用磁鐵吸附刀片，可以在刀片切割零件時輕輕地碰下零件就能把絕緣套割斷，碰到心棒刀片會自動后退，不會損傷心棒。③在工件前端刀片碰一下工件，然后刀具移動到相應(yīng)零件長度的位置再碰一下，這樣絕緣套的長度尺寸就控制得比較精準(zhǔn)。（a）（b）圖3車外圓及切斷最后輕輕地把零件從心棒上拿下，這樣一個完全符合圖樣設(shè)計要求的零件（見圖4）就完成了。圖44.結(jié)語本文通過專用刀架、磁鐵固定刀片這種嶄新的裝夾方式，既解決了超薄壁聚四氟乙烯絕緣套加工的難題，又簡單、方便，快速省力。專用車刀架的設(shè)計也為加工其他類似零件提供了一種車刀裝夾方式，可以很好地保證零件外圓尺寸的一致性。專家點評聚四氟乙烯材料較軟，絕緣套壁厚超薄，一般的刀具