精密薄杆类零件高速铣削工艺技术的实现

王金才，姜 波，李海存，宋长红

(山东斯递尔化工科技有限公司，山东 菏泽 274400)

精密薄杆类零件高速铣削工艺技术的实现

王金才，姜 波，李海存，宋长红

(山东斯递尔化工科技有限公司，山东 菏泽 274400)

精密薄杆类零件是电子元器件中常用的信号传输零件，该类零件形状复杂，截面尺寸较小。保证其表面特性，提高其传输性能是加工工艺的一个技术难题。本论文提出了一种新型的加工工艺技术，实现了精密薄杆类零件的铣削加工成型，极大限度的保证了零件表面质量，提高了信号传输性能。

薄杆类零件；铣削加工；装夹；改进

薄杆类零件是电子元器件中常用的精密信号传输零件，一般是长度较长，形状复杂，截面尺寸小，呈杆状结构。作为精密零件，其成型精度、表面质量显得尤为重要，是加工工艺值得研究的一个重要方面。

基于簿杆类零件外形细长，尺寸精度及行位精度要求较高等特征，目前主要加工工艺方法是采用线切割慢走丝切割成型，这种加工方法能够有效的满足薄杆类零件的外形尺寸的要求，但是由于电腐蚀造成零件表面凹凸不平，零件表面粗糙度及平面度也难以得到有效保证。另外薄杆类零件一般设有不大于φ0.3的微小通孔，是线切割无法一体加工完成的，造成工序增加，影响孔的位置精度。

本论文针对目前薄杆类零件加工中存在的问题，引用先进的高速铣削技术，通过合理设计装夹方式，精度调整高速铣削参数，研制了薄杆类零件的高速铣削加工工艺方法。

1 精密薄杆类零件结构特性

薄杆类零件外形细长复杂，截面为长方形(见图1)，存在以下结构特征。

1)外形不规则平面结构，呈超细长型；

2)零件截面尺寸小于1mm，容易产生加工变形，平面度难以保证；

3)零件较薄，装夹困难；

4)各棱边毛刺难除去。

图1 薄杆零件样图

2 高速铣削加工精度薄杆类零件的实现及技术难点

高速铣削技术是近年来一种新兴的先进加工技术，具有刀具转速高、产生加工热量小等特点，加工质量较好，加工效率较高。高速铣削成型与线切割成型方法相比，更能实现比较理想的表面质量，粗糙度达到0.8，平面度达到0.01。另外高速铣削还具有铣钻小于φ0.3孔的能力，能够实现微小孔的数铣一体化加工。具备加工精密薄杆类零件的硬件要求。

精密薄杆类零件是一种典型的平面型结构，可以采用排样落料的装夹方式进行加工，由于高速铣削加工产生的切削热量较少，对零件不会造成较大的加工变形，只要装夹方式合适，加工参数合理，零件的加工成型是可以实现的。

鉴于簿杆类零件超细长型的结构特点，普通压装落料的装夹方式势必会造成零件的加工变形，影响平面度参数。另外铣刀加工过程中不可避免的会存在切削力及切削热量，进而造成零件的加工应变。

综上所述，高速铣削具备加工精密杆类零件的能力，但是难点在于找到合适的装夹方式和设置合理的加工参数。

3 高速铣削精密簿杆类零件工艺技术方法

3.1 合理设计装夹方式

装夹方式的设计是影响加工质量的关键，由于薄杆类零件多为铜合金材质，截面尺寸较小，真空或吸盘的固定装夹方式都不合适，而普通的压装方式又无法实现零件的翘曲变形。

鉴于以上限制因素，我们根据高速铣削技术切削力较小的特性选择了虎钳装夹配合填胶固定的方式。首先选取一块厚度为8mm，外形为90×40mm的坯料，居中铣深度为6mm，外形为76×26mm方槽，第二步铣钻孔2～φ3.6，排样铣零件外形深度0.93，切记不可落料，预留1.07mm接触，保证零件与坯料一体(见图2)。第三部就是在零件外形槽内填充胶水，待胶水固化后，反面装夹坯料，铣零件至指定厚度。最后去除胶水，实现零件落料。

图2 排样铣削外形

该装夹方式的关键是填胶工序，既要保证加工过程中零件不会脱落，又要方便铣削完成后成型件的脱离。

3.2 合理设置加工参数

鉴于零件特征及装夹方式的限制，加工参数的设置需要保证加工过程中产生切削热不高于400℃，这些参数的调节可以通过对铣刀的选择、铣刀进给量、切削方向和切削速度等参数的调节来实现。

经过多次试验，我们最终确定刀具选用合金钢，主轴转速28000r/min，切削方式采用微量多频次进给的参数设置。另外在加工过程中添加退火去应力工序，实现了零件的成型加工。

3.3 工艺路线布置

取铜合金坯料-热处理去除内部应力-加工排样槽-铣钻小孔-铣外形(不落料，保证零件与坯料为一整体)-热处理去除内部应力-填胶固化-反面装夹，铣至指定厚度-去胶成型。

4 实施效果

经验证，零件经过高速铣削工艺技术成型后，取得以下成果：

零件表面外观明显改善，经三坐标测量仪验证：平面度达到0.01～0.02，零件各表面粗糙度达到Ra0.8-Ra1.2，(线切割平面度很难保证0.02，且表面有严重电腐蚀缺陷，粗糙度大于Ra1.6)。

零件成型后，各棱边轮廓清晰，基本无毛刺，不用处理即可达到使用要求。

零件实现了微小孔的铣钻加工，实现了一体化加工，相比线切割成型工艺，即提高了位置精度，又节省了工序周转时间。

5 总结

高速铣削工艺技术实现了精密薄杆类零件的成型加工，相比传统的精密线切割技术，零件表面质量明显改善，加工效率明显提升。

根据特殊零件外形特征及使用要求，合理设计装夹方式，规划工艺路线，采用并改进高速铣削技术，实现零件的高效成型加工是工艺研究的一个重要发展方向。

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(本文文献格式：王金才，姜波，李海存，等.精密薄杆类零件高速铣削工艺技术的实现[J].山东化工，2017，46(20)：113-114.)

2017-05-07

王金才，工程师，主要从事工艺工作;姜 波(1987—)，工程师，主要从事工艺工作。

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