陶瓷材料工件的車削

發布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2171

                                                                                    作者：李漢民 
一、陶瓷材料工件的成型

陶瓷材料有三種，(1)氧化物陶瓷如Al2O3；(2)非氧化物陶瓷如SiN2、SiC；(3)混合物陶瓷如Al2O3+SiN2。陶瓷材料的毛坯可用粉末冶金方法制造，將陶瓷粉末混合后壓制成型，其形狀只是接近成品的毛坯，然后焙燒——機械加工(一般是粗加工)——燒結——(精加工)車削或磨削加工。

我單位曾承接某大學的十多套不同規格的模具，其中一種模具零件如圖1所示，模具的材料屬于混合陶瓷材料，其成分是ZrO2(70%～80%)、Al2O3(20%～30%)，用混料機將兩種粉末混合均勻，放在一個橡膠制成的模具里成型，然后焙燒(1000℃)粉末冶金毛坯，制成的半成品再進行車削加工。
                                         
                                                          圖1 陶瓷工件

焙燒成的毛坯件如圖2所示，形狀非常不規則，加工余量過大直徑單面有10mm之多，長度余量有30mm。這是由于橡膠模具不規則所致，為脫模容易使用了橡膠材料做模具，而焙燒后陶瓷材料強度非常低，與粉筆相似，但很耐磨，車削時車刀的磨損嚴重，粉末狀的切屑使車刀后面產生磨料磨損，加工比較困難。
                                             
                                                            圖2 毛坯件圖

二、陶瓷材料工件的車削

使用C616車床，裝夾方法為夾住毛坯f53mm處，用硬紙(厚約2mm)墊在零件和三爪之間，其目的是增加摩擦力，車成半成品如圖3所示。使用的車刀是90°正偏刀，刀片牌號YG8，機床轉速n＝200r/min，走刀量f＝0.05mm/r，進刀深度ap＝2～4mm，走刀速度不能過大，如過大，就增加了軸向力，使零件往車頭方向竄動，這時零件離開頂尖造成事故。車好一頭后調頭車另一端，用同樣的方法裝夾好后，鉆頂尖孔，然后用活頂尖頂好，但頂力要適中。
                                             
                                                          圖3 半成品件圖

粗車時用75°偏刀，后角要大些，采用10°，前角采用5°，精車時換成90°正偏刀，因為車刀磨損嚴重，粗車時要將機床尾座調整好，保證零件的質量。用同上的裝夾方法將頂尖孔車去，車好f32+0.0150外圓，并車好長度19mm處。然后做一木套(如圖4所示)，在木套上均勻地開三個槽，但不要開通�？准庸r將木套套在工件上，用三爪卡好，然后用百分表校正。因為陶瓷材料耐磨性非常好，用工具鋼鉆頭鉆孔不能保證質量，所以先用工具鋼鉆頭鉆一孔，其直徑為f11.5mm，然后用浮動鏜刀將孔f12+0.050加工成形。
                                                        
                                                                     圖4 木套夾具

三、注意事項

1) 裝夾方法

因為零件材料的強度非常低，夾緊力過大，會將零件夾碎，夾緊力太小，克服不了軸向力，會造成零件竄動。采用在零件和三爪之間墊一硬紙和木質套來配合裝夾零件，實踐證明方法正確可行。

2) 車刀磨損控制

車刀的磨損分三個階段：1)初始階段(這一階段是車刀初用時，磨損比較快)；2)正常磨損(車刀從初始磨損到車刀急劇磨損之間的一段)；3)急劇磨損。

當車削零件最后一刀時(也就是精車時)，應在車刀正常磨損范圍內，因為這一段車刀磨損量小，所以每車一刀后用千分尺測量零件兩頭直徑差較少時，這時車刀的磨損可視為進入正常磨損階段。但長度較長時則難以保證，于是可采取另一種方法來解決這一難題。方法是移動尾座，當零件尚有0.5mm余量時(這時車刀的磨損必須在正常磨損階段)，用千分尺測量零件兩頭尺寸，假如兩頭誤差為0.03mm，這時可調尾座，使之達到公差以內。尾座的調試方法是將百分表放在零件的外側或內側，盡量對準零件的中心，調整量可在百分表上反映出來。

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