一种接触件铣齿加工方法的探讨

一种接触件铣齿加工方法的探讨

吕加宣林健姚旭

（杭州航天电子技术有限公司浙江杭州310052）

摘要：随着电连接器向着高密度、微型化方向发展，其选用的插针、插孔也向小型、精密型发展。由于接触件的材料、结构、大小、使用条件、批量的不同，其加工工艺方法很多，如：机械加工、冲压成形、冷挤压成形、热轧、冷镦等都是常用工艺方法。在中小批量生产中，应用较广的是机械加工成形方法，我公司产品中的接触件一般形状较复杂、长径比较大，批量较大，精度要求高，常用数控纵切自动机床加工，本文通过一种圆形插孔，其外圆周均布着定位用复杂形状的细小齿，表面质量要求高的加工方法的研究、摸索，为相同类型的接触件的加工提供一种解决思路。

关键词：接触件；铣齿；加工

1概述

电连接器应用系统整机的可靠性对电连接器的质量、可靠性水平提出了更高的要求。现代电连接器技术向高密度、小型化方向发展，因而要求其必须选用更小、更精密的插针接触件、插孔接触件。插针、插孔起电信号传输作用，是电连接器的关键零件，也是电连接器的心脏。它通常采用导电性能和弹性性能较好的铜合金加工制成，表面镀金。要求加工的质量（精度、光洁度）高，收口力严格控制在规定的范围内，批量大，镀金层要求致密光亮、耐磨，以达到在恶劣的气候和力学环境条件下具有可靠的电接触性能。

2结构特点

公司在XX新品研制中，插孔材料为铍青铜（C17300H）。其力学、物理、化学综合性能良好，热处理后具有高强度，弹性优、耐磨性、耐疲劳性和耐热性都好，同时具有高的导电性、导热性、耐寒性好和无磁性，其电气性能良好，但机械加工性能不是很好，容易粘刀，刀具磨损快，若不及时更换刀具，对零件加工表面粗糙度有直接影响，另外刀具磨损后加工时容易产生振动，在一定程度上影响零件表面加工质量。零件最大外圆φ1.4mm，长径比为12，属于细长薄壁类的零件；同时由于圆周方向均布着定位用的细齿结构，由于零件尺寸小，结构特殊，零件的加工合格率比较低，成为影响生产的“瓶颈”，因此迫切需要探索出合理、高效的加工方法。如图1-1插孔零件图。

3难点分析

根据零件的工艺性分析，外圆锥的底部分布有用于圆周方向定位的细齿结构特征，齿数6沿圆周均布；轮廓最大处φ1.1mm；最小处φ0.9mm，轴向长度只有0.5mm，比较短，而且与底部外锥轴向只有0.3mm，加工困难。零件需车加工外圆、内孔、切槽以及外锥底部的齿，零件左端的方槽由线切割加工，零件的尺寸精度和位置度要求高。零件加工难点在于圆周方向定位用的细齿的加工。因此在考虑该零件的加工方案时应进行数控加工合理性分析：工艺过程和工艺路线的确定、零件安装定位方法的确定、选择合适的刀具，确定切削用量等；主要围绕着加工方法、加工设备、刀具以及合理安排细齿加工工序、定位装夹等几方面进行考虑，在实际加工中我们进行了多次的工艺试验和摸索改进。

图1插孔零件图

4采取措施

4.1加工设备的选择

由于零件细长所加工的细齿部位尺寸太小，必须采用铣削加工，如果采用常规加工方法将无法完成加工。普通的自动车床上不具备铣削的功能，车工工序选择在进口的精密数控纵切车床上加工，它具有车、铣、钻等功能，并且定位精度高，能够充分保证零件加工精度。

4.2加工刀具的确定：

要完成加工并达到图纸的要求，关键是采用合理的刀具，齿的轮廓最大处φ1.1mm；最小处φ0.9mm，轴向0.5mm没有合适的铣刀，只能采用手工刃磨。

a.最初采用的方法是：用材料为工具钢的普通麻花钻手工刃磨，为了保留钻头

的切削刃必须选用直径较小的钻头，经过多次大小钻头的刃磨，Φ1mm的钻头在前端顶角120º磨成20º左右时还能保留部分切削刃。上机床试加工后，发现零件所加工的细齿部坑坑洼洼，表面粗糙度高，还产生弯曲现象，拆下刀具发现刀尖已磨损。

b.采用了硬质合金钻头刃磨，试加工出来的零件表面粗糙度有所提高，但还达不到图纸要求，刀具刀尖磨损，零件还存在变形。

对两种不同材料的刀具加工零件的结果分析，认为是刀具的角度问题和刀杆太细的原因，由于刀具角度的问题影响零件粗糙度和零件产生变形弯曲，刀杆太细加工时容易产生振动，影响零件粗糙度，刀具加工部位太小靠手工很难磨出合理的刀具角度。由于零件结构尺寸的限制，无法用传统的刀具外形。为了加强刀具的结构强度，改进刀具结构，用Φ3mm硬质合金YG6X的钻头料棒，YG6X属细晶粒碳化钨硬质合金，耐磨性较YG6高，可用于制造小型刀具和小模数滚刀。经小组分析和研究，我们把原来的刀具前端20º的圆锥体改为半圆锥体，半圆锥体上的平面为前刀面，在磨刀机上磨出半圆锥面上的刀具后角，为保证刀具的结构强度采用较小的后角（约10°），这样就解决了前两种刀具的缺点，试加工出来的零件完全达到设计图纸的要求。

两种刀具的简图：

图2圆锥体刀具图3半圆锥体刀具

4.3针对零件细长薄壁类的零件，细长薄壁类的零件，在加工中易产生变形，安排工序时，尽量在数控车工序中同时进行铣齿加工内容，避免车削加工后再进行铣齿，防止造成插针和插孔的变形和扭曲；加工中设计专用工装进行定位加工，确保零件同轴度要求，改进后的工艺生产出零件满足设计要求，质量稳定可靠。

4.4加工中的切削参数的选择和程序编制：

因刀具加工部位细小，经试验优化采用刀具转速为8000～10000转/分的较高转速，加工的齿较短，粗糙度Ra1.6，选择0.02～0.05mm/r较慢的进给量，吃刀深度为0.15～0.2mm。加工中采用合适的切削液，使得加工中工件与刀具得到润滑与散热，从而减少了刀具磨损，同时提高了工件的表面加工质量。

5结论

实践证明：由于具有合适的刀具角度，足够锋利的刀尖，减少了刀具对细长零件的径向受力，进而减少零件变形，加大了的刀杆直径使刀具本身的刚性大大增强，刀柄在旋转过程中减少了颤抖避免出现波纹，降低表面质量。刀具的寿命也得到了大大提高，刀具耐用度由原来的50件提高到2000件。通过以上措施，在数控纵切机床上用半圆锥刀具加工生产出来的零件，尺寸一致性好、表面质量高，能有效保证零件加工的形位精度和表面粗糙度，零件的合格率提高到了98%，同时大大提高了生产效率，取得显著的效果，为以后此类产品的加工、批量生产奠定了良好的基础。

参考文献：

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[2]倪小青，殷国富，等．高速切削的关键技术与研究展望[J]．机械，2005，（1）．

[3]庄品，周根然，张明宝．现代制造系统[M]．科学出版社，2007.

[4]惠聪网．刀具产业如何提高刀具切削技术．2006-08．