橡胶类工件的切削加工优化方案

橡胶类工件，尤其是软橡胶类工件的强度差，因此其易于切削；但橡胶类工件又具有很高的弹性，容易弯曲、弓鞍和隆起变形，所以又有其难以加工的一面。

1.橡胶类工件车刀

车削软橡胶类工件所使用车刀的共同特点，就是采用大前角、大后角和小楔角，使车刀刃口锋利。如图6-50所示的平刃车刀，在装刀时应使主偏角成30°～45°，宜采用硬质合金刀片YG6。其切削用量为：a_p取6～8mm，f取0.5～0.75mm/r，v_c取150～180m/min。该车刀也可用于硬橡胶的车削。

图6-51所示是齿形角为40°的车刀，用它车削硬橡胶工件上的螺纹时，被切削处不撕裂、不掉口，能达到图样中的要求。

图6-50 平刃车刀

图6-51 车削橡胶件螺纹的车刀

该车刀采用YG3硬质合金刀片，为了便于大角度前角的刃磨，刀具制成两刀体组并紧的形式。使用前，先将内侧平面及45°前刀面磨好，然后用螺钉将两个刀体组成一体，刀尖处不得留有缝隙，最后将车刀后角刃磨好。

单件加工橡胶件时，可使用刮胡子用的双面刀片或缝纫机针作为刀具进行车削。图6-52所示是将双面刀片装在专用刀柄上，然后把待加工的橡胶圈工件安装在木质圆柱体上。工件装好后，手动进刀进行车削，常用切削速度为150～200m/min。

图6-52 双面刀片切削橡胶件

a）工件装夹在圆木上 b）双面刀片安装在刀柄上

图6-53 缝纫机针切削刀具

图6-53所示是将缝纫机针装在刀柄上的情况。使用时，将刀柄安装在刀架上进行切削。所选择的切削用量为：v_c=100～150m/min，f=0.16～0.5mm/r。

车削橡胶件时使用的车刀见表6-10。

表6-10 车削橡胶件时使用的车刀

（续）

2.橡胶工件的装夹方法

图6-54所示是几种不同形状的橡胶垫圈，图6-55所示是加工垫圈外圆时的装夹情况。工件2装在心轴1上，胶合板3用来隔开工件。压板4是用塑料或钢纸垫片制成的，后顶尖5顶在压板4上，但不能和心轴1接触，这样就可以调整夹压力，将工件压紧。图6-56所示是加工橡胶垫圈内孔时的装夹情况。工件装在主体的孔中，螺母是用来压紧工件的。图6-57所示是使用双斜面车刀加工V形橡胶垫圈外形时的装夹方法，工件套在心轴上，心轴是用白桦之类的木材制成的。心轴的外径应当比工件的孔径稍大一点，这样就可以使橡胶垫圈绷紧在心轴上，不需要使用夹压装置。

图6-54 不同形状的橡胶垫圈

图6-55 加工橡胶垫圈外圆时的装夹情况

1—心轴 2—工件 3—胶合板 4—压板 5—后顶尖

以上介绍的都是加工较小尺寸橡胶件时的装夹方法，若工件尺寸较大，可采用图6-58所示的方法进行装夹。在法兰盘上用螺钉固定一个圆平盘，工件套在心轴上，然后装上圆平盘，用螺母将其夹好。制作该工具时，应使圆平盘的定位基准面与车床主轴轴线垂直，并且，圆平盘的外径要略小于工件的外径。

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图6-56 加工橡胶垫圈内孔时的装夹情况

图6-57 加工V形橡胶垫圈外形时的装夹方法

装夹时，先将橡胶工件的坯料切成方形，并在其中心按心轴外径尺寸做出孔（最好略小于心轴尺寸，以免切削时坯料窜动）。将工件装夹在心轴上时，不要把螺母拧得太紧，以防切出的工件变形。

车削图6-59a所示工件外圆时的装夹情况如图6-59b所示。将木质心轴7装夹在自定心卡盘1上，车削端面，使端面与车床主轴轴线垂直。将大于直径ϕ150mm的橡胶工件毛坯2装在心轴端部，用图钉3和6固定。工件一定要放平整，不能有皱纹，也不能绷得太紧，以免影响尺寸。然后将备好的塑料板4（直径为ϕ76mm）用尾座顶尖5顶紧（不能顶得太紧）。车床转速可定在1200r/min进行切削。

图6-58 大尺寸橡胶件的装夹方法

图6-59 车削较大尺寸橡胶工件

a）橡胶工件 b）装夹情况

1—自定心卡盘 2—橡胶工件毛坯 3、6—图钉 4—塑料板 5—尾座顶尖 7—木质心轴 8—尾座

装夹套类橡胶工件时，可使用木质心轴，如图6-60所示。在木质心轴的两端面各钉上一块薄铁皮6，并钻上中心孔，作为顶尖的中心孔。钻完中心孔后，车削心轴的外圆，尺寸车到比被加工工件的内孔大0.5～1mm，然后用砂纸磨出心轴的斜度。木心轴外圆以工件松松套入为宜，若过紧压入，会使工件外胀而影响加工尺寸。工件套入后要处于自由状态，并且要全部套入，避免悬出心轴外面而产生加工变形。

3.切割橡胶密封圈

从一块橡胶板上切割橡胶密封圈的情况如图6-61所示。本体1由钢板和圆钢焊接而成。法兰盘8的外径与钢纸垫片2的外径相同，而比密封圈的最大外径稍小，以防损坏车刀。圆压盘3应根据不同规格多准备几片，其外径应比工件内径略小，以防止切圆圈时碰刀。

图6-60 木质心轴装夹橡胶工件

1—铁钉与拨盘连接 2—木质心轴上极限尺寸 3—木制心轴下极限尺寸 4—橡胶工件 5—中心孔 6—铁皮 7—木螺钉

图6-61 车削密封圈

1—本体 2—钢纸垫片 3—圆压盘 4—压紧螺母 5—切刀 6—刀柄 7—工件 8—法兰盘

较硬橡胶件可直接安装在卡盘内进行车削，如图6-62所示。切削密封圈工件（图6-63a）端面的环形槽时，由于材质较软，可将其压入胎木的槽内进行加工，如图6-63b所示。

图6-62 橡胶件直接装夹在卡盘上

图6-63 切削密封圈工件端面的环形槽

a）密封圈工件 b）工件压入胎木的槽内

切割密封圈时使用的切刀（图6-64）是用ϕ4～ϕ5mm的弹簧钢丝或普通钢锯条磨制成的。其切削刃长度应按工件的厚度确定：若过长，则刚度降低，切出的密封圈质量不高；若太短，又会出现切不到底的情况。切刀的厚度越薄越好，刀尖不要太尖，可有一定的圆弧半径，以提高所切出密封圈内、外圆的光洁性。

安装切刀时，要注意使切刀与卡盘垂直。对好刀后，先切工件外圆，后切内孔。切制时，车床的转速可高些，但不能太高，要防止切削温度超过150℃而使橡胶软化。开始进刀时不要太快，切入工件后可稍快些。

另外，一般的橡胶都不耐油和酸碱，所以切削时不能使用油类或具有酸碱性的物质（如乳化液）作为切削液，以免橡胶变形和变质。