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聚四氟乙烯墊片車削方法探析
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2023-01-04 15:14
- 訪問量：
聚四氟乙烯墊片車削方法探析
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2023-01-04 15:14
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針對(duì)聚四氟乙烯墊片的加工特點，通過(guò)刀具的刃磨和加工方法的合理運用，有效解決了加工墊片時容易産生的尺寸精度誤差和
形狀精度誤差，保證了表面(miàn)粗糙度，使産品能(néng)夠保質保量，爲以後(hòu)墊片加工提供經(jīng)驗。
1、引言
在航空航天領域，聚四氟乙烯墊片作爲密封件廣泛用于閥門連接中，在氣體、液體介質中起(qǐ)到防洩漏，強化密封效能(néng)。這(zhè)些墊
片包括平墊片、V 形墊片和球閥墊圈，其直徑從 5～600mm，厚度 0.3～4mm，尺寸公差在 0.05～0.1mm，表面(miàn)粗糙度Ra 爲
1.6μm，規格尺寸大小不一，其數量少，尺寸精度變化快等特點，不适合模壓成(chéng)型，在時間上也很難滿足完成(chéng)生産任務，而車
削墊片則可以圖紙一到即可加工，周期短，成(chéng)本低，節能(néng)降耗。
聚四氟乙烯墊片采用了聚四氟乙烯棒料和闆材料加工，由于原材料的性質，其形狀大小不同，容易産生尺寸精度誤差和形狀精
度誤差，爲消除造成(chéng)的誤差，根據其特點，用不同的方法去解決。
圖一：聚四氟乙烯墊片 來源：網絡
2、技術難點與切削參數
2.1 材料特性
由于丹凱聚四氟乙烯有良好(hǎo)的化學(xué)穩定性、耐腐蝕性、密封性、阻燃性、高潤滑不黏性、電絕緣性和良好(hǎo)的抗老化耐力等特
點，能(néng)夠在-180~250的溫度下的任何種(zhǒng)類化學(xué)介質中長(cháng)期使用，聚四氟乙烯的剛度、硬度、強度都(dōu)比較小，聚四氟乙烯的有較
大的線膨脹，其系數爲(10～12) ×10-5(1/)，和較小的導熱系數，僅爲 0.27W/ (m·K)，彈性模量很低，當切削加工進(jìn)給過(guò)大或
轉速過(guò)快時，較大的加工摩擦力以及刀具施加給工件的切削力共同作用，會産生較大的熱量，最終導緻産品産生較大變形，影
響産品的加工精度。
2.2 刀具的刃磨
在加工墊片時，由于厚度比較薄，切刀的選擇最爲關鍵，硬質合金車刀比較鈍，易産生熱量，如果切削量過(guò)大，切削速度較
高，攻堅的切削溫度升高，材料發(fā)生軟化就會産生粘刀，而且毛刺比較大。而高速鋼車刀刃磨性好(hǎo)，能(néng)使刀具刃口鋒利，易于
車削。切刀卷斜槽的刃磨，如果不合适，會出現排屑不暢，甚至纏繞到工件和棒料之上，産生安全隐患，或者墊片表面(miàn)有震
紋，影響表面(miàn)粗糙度。
圖二：聚四氟乙烯墊片 來源：網絡
根據丹凱聚四氟乙烯的特點，對(duì)于用棒料加工的墊片，切刀前角的大小直接影響切削效果，前角選大些可減小切削變形，降低
切削溫度，減小刀具刃口鈍圓半徑，使刀刃鋒利，提高加工質量。但前角太大，會削弱刀具強度，散熱條件變差，切削溫度反
而升高，使刀具耐用度和零件加工質量下降。通過(guò)切削試驗，前角應刃磨 γ=10°～15°，并磨出長(cháng)度爲墊片大徑與小徑之差的
1/2 多 3mm 的圓弧卷屑槽[即 L=(D—d) /2+3(mm) ] 。
這(zhè)樣使切削出來的切屑順利向(xiàng)後(hòu)排出，不會纏繞到棒料與工件上。再用油石研磨出半徑爲0.1刀尖圓弧，刀尖圓弧過(guò)大，會增大
切削力，墊片表面(miàn)會産生震紋。刃磨切刀後(hòu)角時，後(hòu)刀面(miàn)的光潔度至關重要，影響墊片的表面(miàn)粗糙度，在刃磨前要把砂輪修正
平穩，不能(néng)有彈跳現象，否則刃磨出的刀刃在微觀上看是鋸齒狀，起(qǐ)伏不定。
修整好(hǎo)砂輪後(hòu)再刃磨後(hòu)角 α=6°～8°，減少刀具後(hòu)刀面(miàn)與工件的摩擦，減少熱量。對(duì)于用闆料加工的墊片，尤其是直徑大于
300mm 以上的墊片，切刀前角應刃磨γ=-3°～-5°，長(cháng)度比墊片厚度長(cháng) 3～5mm，這(zhè)樣不會影響切刀的剛性。如果切削大面(miàn)積
闆料，使用刀具，由于前角比較大，受離心力的影響容易發(fā)生拉伸斷裂，并産生紮刀，闆料撕裂脫落。
外圓刀與内孔刀則要前角大些 γ=10°～15°，可減小切削變形，減少切削熱的産生，降低溫度，後(hòu)角取大值 α=15°～30°,可減少
刀具與工件表面(miàn)的摩擦，并能(néng)使刀具刃口鈍圓半徑減小，刃口鋒利，易于切入工件，提高加工質量。
圖三：聚四氟乙烯墊片 來源：網絡
2.3 切削參數的選擇
由于聚四氟乙烯導熱系數低，熱膨脹系數大，使用的是高速鋼車刀，在加工中由于技術要求不能(néng)使用冷卻液降溫，條件限制沒(méi)
有冷風降溫系統，在現有條件下，加工中切削速度不能(néng)太高，可根據工件直徑合理選擇。選擇範圍爲切削速度 70～
225mm/min，走刀量 0.05～0.25mm/r，切削深度 0.12～3mm 爲宜。外圓和内孔粗車時選擇較大的走刀量 0.25mm，較深
的切削深度 3mm，這(zhè)樣可縮短加工時間。精車時爲保證表面(miàn)粗糙度走刀量可選 0.05mm，切削深度爲 0.12～0.3mm，效果比
較好(hǎo)。
3 加工方法
對(duì)于用棒料加工的墊片，爲了減小墊片因受夾緊力的影響産生的尺寸誤差，首先用 45 号鋼制作一個開(kāi)口胎，内孔直徑小于棒料
直徑 1mm，在胎具的外圓上開(kāi)一條 2mm 寬的開(kāi)口，使圓棒料增大接觸面(miàn)積，減少原材料受夾緊力的影響産生變形。先試車一
件，切斷時要一次性切下，不能(néng)分粗精車，否則會受力不均勻産生變形，走刀量爲 0.05mm。切下後(hòu)等待一個小時左右的時效
處理，讓墊片與室溫相同，測量墊片尺寸。由于加工下來的墊片比較軟，不易測量，可加工一個與墊片内孔尺寸公差相同的通
止規，把墊片套在通規上進(jìn)行測量尺寸，這(zhè)樣既能(néng)保證尺寸，又便于測量。
對(duì)于用闆料加工的墊片，直徑都(dōu)比較大，可用一把切刀即可完成(chéng)加工，在加工時用金屬堵頭把闆料兩(liǎng)面(miàn)頂緊，不可打滑，選擇
尾座方向(xiàng)的堵頭時，要與墊片内徑小約 10mm，不能(néng)小太多，不然闆料加工位置貼不緊，形成(chéng)紮刀，由于直徑大，轉速選擇 70
～90r/min,走刀量爲 0.05mm，爲防止有紮刀現象，影響工件表面(miàn)不能(néng)使用，切削時拿一個幹淨的毛刷在切刀位置上方輕輕地
抵住墊片外側端面(miàn)，直至脫落。
4 結語
通過(guò)對(duì)聚四氟乙烯棒料和闆料使用合理的加工方法，在加工中遇到的受各種(zhǒng)因素的影響産生的各種(zhǒng)誤差， 使大量不同規格的墊
片生産中，解決了車床加工墊片尺寸精度、形狀精度和表面(miàn)粗糙度各種(zhǒng)因素的影響，使産品的質量穩定，成(chéng)本低，簡單易行，
提高了産品質量，對(duì)加工聚四氟乙烯類墊片有一定的借鑒意義。
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