橡胶的切削加工

橡胶的切削加工 1.橡胶有哪两大类？其性能如何？

橡胶的种类很多，按其来源，可分为天然橡胶与合成橡胶两大类。橡胶的制品主要是用上述橡胶加各种配合剂制成。一般所说的橡胶，指的是软橡胶。它是根据使用性能的不同，添加不同的配合剂，制成各种硬度的橡胶制品。另一类是在生橡胶中，加入25％～50％的硫磺，经过硫化而成的硬橡胶。硬橡胶的硬度和强度都比较高，具有良好的电绝缘性和对酸碱的高度稳定性。

橡胶除具有一般非金属材料所共有的导热性差、强度低等特点外，它最重要的性能特点是在很广的温度范围(－50℃～150℃)内具有良好的弹性、柔顺性、易变性和复原性。橡胶的弹性模量极小(1.9～3.9 MPa)，约为钢铁的1/30 000，软质塑料的1/30。而且橡胶还具有良好的伸长率，约为钢材的300倍。

橡胶系列

2.橡胶在切削时有哪些特点？

根据橡胶的物理、力学性能和表13-1所列的切削加工性分级中，有两项属于难切削材料的范围，所以它是难切削材料，在切削时它有以下特点：

(1)由于橡胶的弹性模量小，弹性恢复快，在切削中极易变形，很难控制尺寸和形状精度。特别是在小余量时，刀具很难切下切屑。

(2)橡胶的硬度和强度很低，要求刀具的楔角小，刃口十分锋利，切削时以切割为主，刃口的圆角增大，就难于切削。一般选择刀具的前角为45º～55º，后角为10º～15º，楔角为20º～30º。刀尖部分要磨出大于进给量的修光刃或圆弧，否则切屑就连在已加工表面上，影响加工质量。

(3)橡胶的导热系数很低，约为一般钢材的1/350。但由于它的硬度和强度也很低，所以切削时产生的热量少。可是切削橡胶的刀具楔角很小，散热条件差，加之它的弹性恢复大而快，使刀具和工件的摩擦加剧，很容易变钝。一般要求选用导热好，又能刃磨出锋利刃口的刀具材料，如高速钢、YG6X、YG8等牌号的硬质合金。切削用量一般为νc=100m/min左右，f=0.5～0.75 mm/r，ap ＝2～5mm。

(4)橡胶在连续切削时，切屑成带状，不断屑。要求要通过改变刀具几何角度，来控制切屑流向，避免切屑缠绕在工件或刀具上，影响工作顺利进行。

(5)切削橡胶时，一般不用切削液，若要用，只能采用水溶液。禁止用油类作切削液，以防止橡胶变质和变形。

橡胶杂件

3.切削橡胶有哪些典型的刀具？

切削软橡胶的刀具，不论是车刀、铣刀、刨刀、镗刀还是钻头，都有一个共同的特点，就是大前角、大后角、小楔角、刀刃刃口锋利。下面介绍几种切削软橡胶的典型刀具，如图13-1～图13-7所示。

图13-1为橡胶外圆车刀，它以40º前角与45º主偏角而形成大的刃倾角，增大了刀具实际工作前角，并与前刀面R50配合，控制了切屑的方向。

图13-2是软橡胶切割用的切断刀，是用高速钢板或废锯条改磨而成的，可用来切割较薄的橡胶件的内孔、外圆、倒角和切断。它是一种无切屑刀具，在加工橡胶件时广泛应用。

图13-3是套料刀，多采用工具钢制造，使用时把它夹在钻夹头上，可用来套切外圆或内孔。切割时可以在加水孔中加清水进行润滑。

图13-4是用高速钢制造的圆头车刀，它的前角为50º，后角为15º，刀尖R=4～10mm。用它可车削外圆、圆弧槽等。

图

13-5

是橡胶件成形刀的一种，均为高速钢制造。γo=0º,αo=70º，R为O 形圈半径。切削时它不同于正前角车刀，车下来的切屑呈粉末状，实际上是用锋利的刀具刃口刮下来的。图13-6是橡胶群钻，图13-7是硬橡胶钻头。

特殊成形车刀成形表面有弧面、曲面等。形状复杂的刀具，等刀具淬火后再刃磨，就相当困难。

可以在刀具未淬火时切削加工好形状与角度，

再经淬火后用油石鐾磨好刃口即可使用。

橡胶

4.车削橡胶时应注意什么？

(1)切削橡胶时切勿用油类作切削液，以防油类腐蚀，使工件变形。

(2)采用切进式进刀时，应掌握进刀尺寸(径向尺寸和深度尺寸)，最好一次车成，以防因余量太小，橡胶弹性大，而尺寸不好控制。

(3)采用橡胶板做坯料时，用来装夹的木板要平整，固定橡胶板的钉子不宜钉得过紧，以防工件变形。

(4)采用心轴或套装夹工件时，应掌握工件尺寸变化规律，以保证加工精度。

(5)切削时切削速度不宜选择太高，以防止切削温度超过150℃，使橡胶软化。刀具在使用中钝了，应及时修磨，以保持锋利。

(6)橡胶坯料的安装，可采用图13-8所示的形式，在安装时用力不要大。

橡胶

5.怎样磨削橡胶？

(1)橡胶磨削的特点：橡胶制品在机械上的应用越来越广泛，而且对表面质量和加工精度也提出了高的要求。橡胶的弹性大，导热性差，磨削时磨屑容易堵塞砂轮，使砂轮失去磨削能力，造成工件表面不平整等缺陷。同时磨削中产生切削热，橡胶气味严重，污染了空气，干磨时磨屑飞扬。湿磨时，因为橡胶吸油后膨胀变形，因此不能使用含有油的乳化液。

(2)砂轮的选择：根据橡胶的磨削特点，为了防止磨屑堵塞砂轮空隙，应选用中等粒度陶瓷结合剂的大气孔砂轮。一般用36号粒度，磨料为黑色碳硅，硬度为软的砂轮。在成形磨时选用60号粒度，硬度为中软的砂轮。

(3)工艺参数：磨削时的工件速度为15～20m/min，砂轮速度为25～30m/s，纵向进给量为20～40mm/min，磨削深度为0.05～0.4mm。

(4)磨削液：苏打1％+亚硝酸钠0.25％～0.5％+甘油0.5％～1％+水。将上述溶液配好后，在使用时再加100倍的水稀释。磨削时冷却液的流量为80～100 L/min，此时能冲刷砂轮上的磨屑，降低磨削温度，操作者也闻不到磨削橡胶的臭味。

橡胶

6.怎样加工橡胶螺纹？

橡胶软，弹性模量小，在外力的作用下极易变形，切削极为困难。特别是加工一些异形螺纹，就更加困难。为了解决橡胶螺纹的加工问题，采用以下方法，通过实践证明效果很好。

(1)采用车削：在车削时，刀具几何参数是：γo=55º～55º，αo=10º～15º。这时的刀尖角要经过计算才能获得比较正确的牙形角。计算公式是：

εM=α·cosγy

式中εM——应刃磨的刀尖角；

α——螺纹的牙形角；

γy——径向前角。

在车削时，要根据工件的刚性决定切削深度。工件刚性小，切削深度小一些，多走几刀，以保证螺纹精度。

(2)采用磨削：磨削橡胶螺纹比车削更容易。此方法不仅可以加工一般的螺纹，而且可以加工各种异形螺纹。其效率很高，牙形高度6mm 以下，一次走刀完成，而无飞刺毛边，牙形表面粗糙度也低。磨削时，可在车床上安装一个可变螺旋角的电动或风动磨头。也可在螺纹磨床或铲齿车床上进行。采用白刚玉、60号～80号粒度、中软砂轮。

橡胶

7.磨削加工橡胶螺纹的实例有哪些？

在生产中，各种螺纹的橡胶辊，如图13-9～图13-11所示，

均是采用磨削的方法来加工的。

(1)磨削加工橡胶螺纹的准备工作

①磨头。在车床上磨削螺纹，需要在车床上安装一个可以任意调整螺旋角的磨头，在螺纹精度较低的情况下，磨头可以用风动砂轮代替。磨头砂轮的速度为15～20m/s。一般采用磨料为白刚玉、陶瓷结合剂、硬度为中软、直径为80mm 左右、粒度为60号～80号的碟形砂轮。磨头安装好后，按照螺纹的要求，采用金刚石笔或电镀金刚石板，将砂轮形状修整好。砂轮的工作形状要与螺纹的法向截面相符。

②计算挂轮。螺纹的导程小，车床上铭牌有的，可以直接搬动手把获得。当车床上没有所要加工的螺纹导程时，就需计算出新的挂轮。一般可查手册中速比挂轮表求出挂轮的齿数，也可用《车工计算手册》或《车工实用技术问答》中的方法，计算出所需挂轮。

③主轴减速措施。当所加工的工件直径大于150mm 和螺纹导程大于300mm 时，主轴必须减速。否则影响磨出螺纹的质量和增加工人的紧张情绪，严重时反车损坏机件。减速的方法有：改变主、被动轮的直径，在车床电机和主轴箱之间增加减速装置(如齿轮减速箱、蜗轮减速箱、动力头等)。

④分头方法。对于小的螺纹导程，可采用小拖板或小拖板与大丝杠相结合分头。较大的导程和较多的头数时，最好采用分度盘(齿轮式、孔板插销式等)分头。

(2)加工实例

①大导程胶辊。它是化工厂的大型多头螺旋槽胶辊。螺距为64mm，头数为正、反各20个，导程为1280mm，螺旋角为63.8º。采用风动砂轮做磨头，做了一个可左右转螺旋角的夹具，把风动磨头安装在刀台上。减速装置为动力头，使车床主轴转数由14r/min降为2r/min，

一次走刀磨好一个螺纹槽。

②异形螺纹胶辊。它是由两段螺纹组成的，中间有25mm 的一段不要螺纹，牙深为7mm，采用成形砂轮两次走刀磨出如图13-10所示的螺纹。

③小螺距胶辊。如图13-11所示，它是一种螺距为0.5mm，头数为3个头的60º三角螺纹。外圆在外圆磨床磨好，螺纹在车床上加工。为了保证牙形轮廓，采用了100号粒度的白刚玉

砂轮，分三次走刀磨出。