聚四氟乙烯微小零件的高精度銑（xǐ）削加工方法

1前（qián）言

聚（jù）四氟乙烯支撐介質是微帶衛星（xīng）平台天線的關鍵部件，因為支撐介質的加工精度直接影響（xiǎng）微帶線的組裝精度，進而影響組裝後微帶線的平整度，進而直接影響天線增益方向圖等（děng）電性能指標。因此，研究聚四氟乙烯支撐介質的銑削工藝對整個微帶天線具有重要意義。介紹了一種通過選擇合適的刀具和切削參數、采用一次（cì）裝夾、預留工（gōng）藝梁和應用輔助支撐來提高零件加工質量的方（fāng）法。

2加工難點分析（xī）

1)零件整體尺（chǐ）寸小，精度高。PTFE支（zhī）撐介質（zhì）的結構尺寸如圖1所示。支撐介質（zhì）為4.2mm×4.2mm L形異形零（líng）件（jiàn），最薄處僅為0.36mm，零件最小公差要求僅為0.02mm在切削過程中，當切削力超過材（cái）料所能承受的極限時，工件會產（chǎn）生振動，進一（yī）步加工會導致工（gōng）件報廢。零件的異形、小（xiǎo）尺寸和高精度給裝夾和銑削（xuē）加工帶（dài）來了很大（dà）的困難。

2)材料剛性低，易變形。支撐（chēng）介質的材料（liào）為聚四氟乙（yǐ）烯SFB-2，白色，無嗅無味，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性（xìng）、密封性、高潤滑性和不粘性、電絕緣性和良好的耐老化性。但同時，這種材料存在彈性模量大、剛性低、抗拉強（qiáng）度低、熱（rè）膨脹係數高的缺（quē）點。如果在加工過程中采用不（bú）當的裝夾方式，零件會（huì）產生很大的變形，甚至被壓壞；如果采用不當的銑削方式，會導致零件嚴重切（qiē）削，尺寸嚴重超差；如果選擇的刀具和切（qiē）削參數不合適，被加（jiā）工材料的熱變形會（huì）很嚴重（chóng）。聚四氟乙烯（xī）SFB-2的物理性能見表1。

3加工方案

針對尺寸小、精度高、剛（gāng）度低、受熱易（yì）變形的特點，從裝夾方式、刀具和切（qiē）削參數的合理選擇、加工（gōng）結構剛度的提高、加工工（gōng）序的合理安排四個方麵提出了加工方案。

3.1夾緊模式

由於（yú）零（líng）件（jiàn）結構薄弱，強度和剛度低，二次（cì）裝夾必然導（dǎo）致零件變形（xíng）報廢。因（yīn）此，采用一次（cì）裝夾（jiá）加工零件，並用聚（jù）四氟乙烯支撐裝夾介質。PTFE SFB-2棒用於（yú）加工支撐介質，棒的（de）第一部分（fèn）被夾緊在自（zì）定心卡盤上，並且通過旋轉卡（kǎ）盤銑削待加工的端部。在這種夾緊（jǐn）方式的情況下，夾緊力施加在聚四氟乙烯柱段上，不會引起被加工零（líng）件的變形，可以（yǐ）避免因夾緊變形而引（yǐn）起的零件尺寸（cùn）超差。同時，在（zài）這種（zhǒng）裝夾方式下，零（líng）件（jiàn）加工後與柱段銑削分離，一步加工成型，避免了拆卸後二次裝夾造成零（líng）件報廢。

3.2刀具和切削參（cān）數的選擇

聚四氟乙烯零件一般用大前角、大螺旋角的刀具加工。較（jiào）大的前角和螺旋角使刀具更（gèng）鋒利，減少切削力引起的工件變形，減少（shǎo）切（qiē）削（xuē）熱引起的聚四氟乙烯尺寸膨脹。一般刀（dāo）具轉速控製在3000 ~ 5000 r/min，進給速（sù）度控製在300 ~ 800 mm/min。刀具速度和進給速度的匹配（pèi）可以降低（dī）切削熱和切削力，從而降低零件切削後的應力和工件的變形。刀具參數、切割參數見表2。

3.3提（tí）高加工剛性

由於PTFE材料的高彈性模量和低剛性（xìng），在銑（xǐ）削過程中預留了（le）工藝加強，以減少一次切削麵積（jī），增強2.2mm槽的加工剛性，確保（bǎo）槽寬圖和厚度(0.36±0.02)mm符合要求。圖3示出了用於提高加工剛性的技術加固的設（shè）計。

為（wéi）了提高加工剛性，在待加工工件的底部（bù）粘結一層金屬片作為輔助支撐。與金屬板條粘結，提高了被加工零件的剛性，減少了切削力（lì）引起的變形，提高了零件的加工精度（dù）。

3.4合理安排加工程序

支撐介質為L形異形（xíng）零件，由加工中心加（jiā）工（gōng）而成。該零件外輪廓（kuò）尺寸為4.2毫米×4.2毫米×1毫米，選用（yòng）φ10毫米聚四氟乙烯棒（bàng）作（zuò）為毛坯（pī）進行加工。具體流程（chéng）內容如下。

1)用自定心卡盤將棒料定位夾緊，用銑刀在棒料端部加工一個4.2毫米×4.2毫米×6毫米的凸台。

2)用φ1.5mm端（duān）銑刀加工厚度為1mm的工件，L形暫（zàn）不加工（gōng），工藝強（qiáng）化如圖3所示。

3)銑（xǐ）刀應加工寬圖槽，以保證零件厚（hòu）度(0.36±0.02)mm..

4)工（gōng）件底（dǐ）部（bù）貼502膠金屬片，提高加工剛性。加工零件L的形狀，切掉3.2毫米×3.2毫米的餘料

5)從聚四氟乙烯棒上（shàng）切（qiē）下零（líng）件。

6)去毛刺和鈍化零件。

按照這種加工程序對零件進行銑削加工，充分利用毛坯餘量作為工藝梁，提高了工件的切削剛性，解決了（le）支撐（chēng）介質的加工問題。

4結果和效益分析

通過一次裝夾，安排合理的加工程序，加上工藝梁和粘接輔（fǔ）助金屬片進行支撐，實現（xiàn）了支撐介質零件的生產。加工後的支撐介質實物(見圖11)完全滿足圖紙要求，為用該部（bù）件（jiàn）組（zǔ）裝的S波段四臂螺旋測控天線和雙極化收發天線的性能可靠性提供了有力支（zhī）持。兩種天線每（měi）年可創造效益約900萬元，具有可觀的經濟價值。

5結束語

根據（jù）小尺寸、低剛度、高精度聚四氟乙烯支撐介質零件的加工特點，采用一次裝夾、設（shè）計工藝梁結構、增加輔助支撐（chēng）的（de）方法，實現了零件的高質量、高（gāo）合格率加工。該加工方法具（jù）有很好的推廣應用價值（zhí），對類似異形聚四氟乙（yǐ）烯零（líng）件（jiàn）的（de）加（jiā）工（gōng）具有重要的借鑒意義。