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聚四氟乙烯車削加工的注意事項

        經過燒結的聚四氟乙烯(簡稱PTFE,下同)管料、棒料和板料等半成品,可以像金屬和木料一樣通過機床的車削加工成為最終需要的形狀和尺寸,因此,車削加工是增加PTFE制品的重要方式。但是,PTFE作為一種工程塑料,與金屬和木料等原材料在硬度、彈性、膨脹率等方面存在著諸多較為明顯的差異,因此在車削加工的時候需要特別的注意。以下結合實際的生產和應用過程中的一些問題,簡單的列出了幾個需要重點關注的注意事項:

        車床。車削PTFE制品的車床與普通的金屬材料車削加工的車床原理相同,但是由于PTFE尤其是某些填充的PTFE材料硬度大韌性相對較低,這就要求車床的轉速較高。

        車刀。車刀是PTFE車削加工的主要工具,車刀的表面光潔度和角度直接與制件的表面光潔度和厚度公差有關。PTFE車削加工要求車刀鋒利,刀口光潔平直并且有一定的前角(40°~50°)和后角(2°~5°)。一般車刀的寬度為130mm~310mm,車削較薄的制件所需要的車刀應采用高速工具鋼,刀口部分的平直度為0.005mm~0.01mm,淬火硬度達60~66HRC。刀口粗糙度0.05μm-0.1μm。車削PTFE其他制品的車刀可用白鋼或者硬質合金鋼制成。PTFE塑料雖然較軟,但是對刀具的磨損程度卻與加工金屬制件相同,特別當車削填充PTFE時,刀具很快就變鈍,所以應該選用硬質合金鋼。

        芯軸。芯軸與PTFE型坯的內孔緊密配合,芯軸的外徑取決于型坯的內孔,大多用45#鋼材制成,其表面開有1mm左右深度的縱向溝槽,角度為60°或90°,端部裝在皮帶輪上以能同步旋轉。

        工藝。PTFE塑料的布氏硬度僅為3~5,又有一定的言行,因此在車削加工的過程中容易變形,所以加工尺寸要求精確的制品時必須把工件固定好,并使用銳利的車削工具。被加工的PTFE工件應處于22℃~25℃的溫度環境,必須避開讓其體積膨脹達1.2%的19℃低溫點。

         PTFE在壓制和燒結過程中產生的內應力會在機械加工時影響制品的尺寸穩定性,因此燒結后的半成品必須放置24h或者退火處理后消除了內應力再進行機械加工。退火處理溫度一般比使用溫度高50℃左右,最高不得超過327℃。

         在機械加工時,必須用油水乳液或者肥皂水進行冷卻,否則撤銷產生的摩擦熱會使制件變形,而且刀具也會在高溫下退火和磨損。撤銷PTFE制件時,將準備好的型坯裝在芯軸上,讓型坯轉動,用自動進刀進行車削,車削大的型坯前需在50℃空氣中或水中預熱24h才便于加工。

 

作者:王強   武漢森利亞精密技術有限公司 應用工程師

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