聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法

聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法聚四氟乙烯由于其良好的化學(xué)在許多領(lǐng)域都得以應(yīng)用，如石油化工、電子電氣、軍工、航空、等多領(lǐng)域，本文主要針對聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn)，對聚四氟乙烯材料的切削加工特點(diǎn)及其改善措施進(jìn)行了研究探討?！渡轿骰ぁ?雙月刊)創(chuàng)刊地1958年，本刊系由山西省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會主管，山西省經(jīng)貿(mào)決策咨詢中心、山西經(jīng)濟(jì)和信息化出版?zhèn)髅街行闹鬓k，山西省惟一綜合性化工科技期刊。主要報道行業(yè)內(nèi)科技發(fā)展最新動態(tài)及研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的最新成果和經(jīng)濟(jì)技術(shù)信息，具有內(nèi)容豐富、信息量大、實(shí)用性強(qiáng)、宣傳效果好等特點(diǎn)。榮獲2002年度山西省一級期刊;2003年度山西省一級期刊。針對聚四氟乙烯材料在機(jī)械加工中的切削力小、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)較大、熔點(diǎn)低的工藝特點(diǎn)，研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)的難點(diǎn)及問題，提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法。通常情況下，聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金屬切削機(jī)床上進(jìn)行，但與金屬材料切削加工相比，其加工規(guī)范性還不是很完善，它的可切削性、切削規(guī)律、刀具結(jié)構(gòu)和切削量均與金屬材料的加工有所不同，采用用傳統(tǒng)的加工工藝和工裝加工往往達(dá)不到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度要求。1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點(diǎn)及切削參數(shù)的選取聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強(qiáng)度都相對較小，其拉伸強(qiáng)度為-28MPa，彎曲強(qiáng)度為11-14MPa，伸長率為250%-300%。在應(yīng)力長期作用下會變形，過載時容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn)，就導(dǎo)致其在切削加工時具有獨(dú)特的工藝特點(diǎn)。11.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點(diǎn)(1)切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強(qiáng)度、硬度均較低，在相同的切削條件下，切削45鋼的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。(2)聚四氟乙烯材料具有較小的導(dǎo)熱系數(shù)，僅為0.27W/M·K-1，加之較低的耐熱溫度，其最高耐熱溫度僅為250℃。若切削量過大、切削速度較高，工件的切削溫度則會升高，會使聚四氟乙烯材料發(fā)生軟化，甚至出現(xiàn)熔化、焦化和“粘刀”現(xiàn)象。(3)聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數(shù)，因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會因摩擦產(chǎn)生較大的熱量，容易刀具和工件的局部過熱，從而導(dǎo)致聚四氟乙烯工件受熱發(fā)生彈性變形，最終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。(4)相對于金屬材料，聚四氟乙烯的彈性模量很低，當(dāng)切削加工進(jìn)給量過大或轉(zhuǎn)速過快時，較大的加工摩擦力以及刀具施加給工件的力共同作用，導(dǎo)致聚四氟乙烯工件產(chǎn)生較大的變形，從而影響聚四氟乙烯工件的加工精度。1.2聚四氟乙烯材料切削參數(shù)的合理選取(1)刀具材料的選擇聚四氟乙烯材料在切削時，刀具材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對于刀具而言，工件材料的硬度較低，因此刀具的硬度對于聚四氟乙烯材料工件的加工質(zhì)量影響不大。(2)刀具的幾何參數(shù)2刀具前角：對于聚四氟乙烯材料，由于工件材料強(qiáng)度、硬度較低，應(yīng)選取相對較大的前角，從而減小切削力并降低切削熱。刀具后角：聚四氟乙烯材料硬度、強(qiáng)度低，塑性越大，因此在機(jī)械加工時應(yīng)選擇較大的后角，從而減小刀具和聚四氟乙烯工件之間的摩擦力，進(jìn)而降低工件的局部過熱現(xiàn)象，提高工件表面的加工質(zhì)量。(3)切削參數(shù)的選取由于聚四氟乙烯材料強(qiáng)度低、硬度小，相對于金屬制品而言，在切削加工時可以選擇相對較大的切削量和較高的切削速度，但聚四氟乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)低，且具有較高的熱膨脹系數(shù)大，在較大的進(jìn)給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過熱引起的變形、焦化等現(xiàn)象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質(zhì)量及加工精度，在保證一定加工效率的前提下，應(yīng)盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。(4)其他措施聚四氟乙烯材料在切削加工過程中，由于工件材質(zhì)較軟，在較大的夾持力下，工件容易發(fā)生變形，影響加工精度，因此其夾持力不易過大。與此同時，聚四氟乙烯工件在切削加工時需要及時進(jìn)行去屑工作，通過增加斷屑槽等措施，使切屑能及時排出。2.聚四氟乙烯在常見切削加工過程中出現(xiàn)的問題及改善措施2.1聚四氟乙烯車削加工氟乙烯材聚四料在車削加工時，外徑尺寸和內(nèi)、外圓橢圓度以及內(nèi)外圓錐度的變化較大，且沒有規(guī)律。因此在車削加工過程中，工件在粗加工時，前角3應(yīng)取大些，從而降低切削力，防止工件產(chǎn)生彈性變形;精加工時，可取較小的前角，改善刀具散熱條件，降低切削溫度。2.2聚四氟乙烯鉆削加工聚四氟乙烯材料在鉆削加工時，最大的問題在于如何及時的去屑。通常情況下，可采取以下措施：(1)使用小螺旋角和具有容屑槽的鉆頭，利于切屑排除;(2)盡量降低鉆頭轉(zhuǎn)速，在保證鉆削效率的前提下選取較低的進(jìn)給量，同時采用多次退刀的方式保證及時去屑，從而提高鉆削加工的表面質(zhì)量和加工精度。一般鉆頭刃磨后的螺旋角約為10o～15o，后角為9o～20o，鉆頭錐角為60o～120o，采用的鉆速不僅與被鉆材料有關(guān)，而且與鉆孔的大小和鉆孔深度有關(guān)，一般手電鉆鉆速為900r/min時效果最佳，而固定式臺鉆則在轉(zhuǎn)速為2100r/min和進(jìn)給量為1.3mm/s時效果最佳。[3]2.3聚四氟乙烯銑削加工聚四氟乙烯材料在進(jìn)行銑削加工時銑，刀的前角應(yīng)比銑削金屬的前角大些，銑削的前角應(yīng)大于6o(一般在6o～15o)。銑刀的后角同樣應(yīng)比銑削金屬時的后角大，后角應(yīng)大于10o(一般在15o～30o)。銑削加工時的切削速度應(yīng)控制在(180-300)mm/min范圍內(nèi)，進(jìn)刀量采用(0.05-0.13)mm/r，吃刀量約為0.1mm/s，表面粗糙度值隨進(jìn)給量減小而降低。在生產(chǎn)中建議采用側(cè)銑法，可避免工件燒傷。此外聚四氟乙烯材料在粗加工時，應(yīng)選擇強(qiáng)度高、制造簡單的直線齒背式銑刀;進(jìn)行精加工時應(yīng)選擇強(qiáng)度較小，但容屑空間大的折線齒背式銑刀。43.總結(jié)綜上所述，聚四氟乙烯具有強(qiáng)度低、硬度