1前言

聚四氟乙烯支撐介質(zhì)是微帶衛(wèi)星平臺天線的關鍵部件，因為支撐介質(zhì)的加工精度直接影響微帶線的組裝精度，進而影響組裝后微帶線的平整度，進而直接影響天線增益方向圖等電性能指標。因此，研究聚四氟乙烯支撐介質(zhì)的銑削工藝對整個微帶天線具有重要意義。介紹了一種通過選擇合適的刀具和切削參數(shù)、采用一次裝夾、預留工藝梁和應用輔助支撐來提高零件加工質(zhì)量的方法。

2加工難點分析

1)零件整體尺寸小，精度高。PTFE支撐介質(zhì)的結構尺寸如圖1所示。支撐介質(zhì)為4.2mm×4.2mm L形異形零件，最薄處僅為0.36mm，零件最小公差要求僅為0.02mm在切削過程中，當切削力超過材料所能承受的極限時，工件會產(chǎn)生振動，進一步加工會導致工件報廢。零件的異形、小尺寸和高精度給裝夾和銑削加工帶來了很大的困難。

2)材料剛性低，易變形。支撐介質(zhì)的材料為聚四氟乙烯SFB-2，白色，無嗅無味，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑性和不粘性、電絕緣性和良好的耐老化性。但同時，這種材料存在彈性模量大、剛性低、抗拉強度低、熱膨脹系數(shù)高的缺點。如果在加工過程中采用不當?shù)难b夾方式，零件會產(chǎn)生很大的變形，甚至被壓壞；如果采用不當?shù)你娤鞣绞?，會導致零件嚴重切削，尺寸嚴重超差；如果選擇的刀具和切削參數(shù)不合適，被加工材料的熱變形會很嚴重。聚四氟乙烯SFB-2的物理性能見表1。

3加工方案

針對尺寸小、精度高、剛度低、受熱易變形的特點，從裝夾方式、刀具和切削參數(shù)的合理選擇、加工結構剛度的提高、加工工序的合理安排四個方面提出了加工方案。

3.1夾緊模式

由于零件結構薄弱，強度和剛度低，二次裝夾必然導致零件變形報廢。因此，采用一次裝夾加工零件，并用聚四氟乙烯支撐裝夾介質(zhì)。PTFE SFB-2棒用于加工支撐介質(zhì)，棒的第一部分被夾緊在自定心卡盤上，并且通過旋轉(zhuǎn)卡盤銑削待加工的端部。在這種夾緊方式的情況下，夾緊力施加在聚四氟乙烯柱段上，不會引起被加工零件的變形，可以避免因夾緊變形而引起的零件尺寸超差。同時，在這種裝夾方式下，零件加工后與柱段銑削分離，一步加工成型，避免了拆卸后二次裝夾造成零件報廢。

3.2刀具和切削參數(shù)的選擇

聚四氟乙烯零件一般用大前角、大螺旋角的刀具加工。較大的前角和螺旋角使刀具更鋒利，減少切削力引起的工件變形，減少切削熱引起的聚四氟乙烯尺寸膨脹。一般刀具轉(zhuǎn)速控制在3000 ~ 5000 r/min，進給速度控制在300 ~ 800 mm/min。刀具速度和進給速度的匹配可以降低切削熱和切削力，從而降低零件切削后的應力和工件的變形。刀具參數(shù)、切割參數(shù)見表2。

3.3提高加工剛性

由于PTFE材料的高彈性模量和低剛性，在銑削過程中預留了工藝加強，以減少一次切削面積，增強2.2mm槽的加工剛性，確保槽寬圖和厚度(0.36±0.02)mm符合要求。圖3示出了用于提高加工剛性的技術加固的設計。

為了提高加工剛性，在待加工工件的底部粘結一層金屬片作為輔助支撐。與金屬板條粘結，提高了被加工零件的剛性，減少了切削力引起的變形，提高了零件的加工精度。

3.4合理安排加工程序

支撐介質(zhì)為L形異形零件，由加工中心加工而成。該零件外輪廓尺寸為4.2毫米×4.2毫米×1毫米，選用φ10毫米聚四氟乙烯棒作為毛坯進行加工。具體流程內(nèi)容如下。

1)用自定心卡盤將棒料定位夾緊，用銑刀在棒料端部加工一個4.2毫米×4.2毫米×6毫米的凸臺。

2)用φ1.5mm端銑刀加工厚度為1mm的工件，L形暫不加工，工藝強化如圖3所示。

3)銑刀應加工寬圖槽，以保證零件厚度(0.36±0.02)mm..

4)工件底部貼502膠金屬片，提高加工剛性。加工零件L的形狀，切掉3.2毫米×3.2毫米的余料

5)從聚四氟乙烯棒上切下零件。

6)去毛刺和鈍化零件。

按照這種加工程序?qū)α慵M行銑削加工，充分利用毛坯余量作為工藝梁，提高了工件的切削剛性，解決了支撐介質(zhì)的加工問題。

4結果和效益分析

通過一次裝夾，安排合理的加工程序，加上工藝梁和粘接輔助金屬片進行支撐，實現(xiàn)了支撐介質(zhì)零件的生產(chǎn)。加工后的支撐介質(zhì)實物(見圖11)完全滿足圖紙要求，為用該部件組裝的S波段四臂螺旋測控天線和雙極化收發(fā)天線的性能可靠性提供了有力支持。兩種天線每年可創(chuàng)造效益約900萬元，具有可觀的經(jīng)濟價值。

5結束語

根據(jù)小尺寸、低剛度、高精度聚四氟乙烯支撐介質(zhì)零件的加工特點，采用一次裝夾、設計工藝梁結構、增加輔助支撐的方法，實現(xiàn)了零件的高質(zhì)量、高合格率加工。該加工方法具有很好的推廣應用價值，對類似異形聚四氟乙烯零件的加工具有重要的借鑒意義。