有機玻璃產品為聚甲基丙烯酸甲酯❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，具有良好的透光性ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、化學穩定性ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、耐酸堿性⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、尺寸穩定☈⊙☉℃℉❅、易成型等特點①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，廣泛應用于航空航天✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、化工ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、醫療等l領域ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。在實際應用中ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，有機玻璃產品的大部分零件可以直接鑄造⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，但一些形狀特殊ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、尺寸精度高✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、表面粗糙度高的零件往往需要加工☈⊙☉℃℉❅。然而①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，有機玻璃和金屬材料的機械性能有很大不同⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。其質地易碎☾☽❄☃，具有缺口敏感性㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，在應力作用下容易開裂✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。

有機玻璃制品量杯是一種典型的中空薄壁有機玻璃零件①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。要求尺寸精度高⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，技術要求加工后保持材料原有的透光率❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，滿足測量范圍的要求⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。雖然零件在數控車床加工時容易成形ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，但由于工藝參數和工藝選擇不當❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，容易產生裂紋等缺陷♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，導致零件報廢ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。此外웃유ღ♋♂，其表面處理方法的選擇尤為關鍵✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。操作不當時ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，表面撕裂☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，容易“劃傷”☾☽❄☃，失去有機玻璃原有的透明度✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，不能滿足技術要求♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。

        2⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、 有機玻璃制品零件加工影響因素分析

        （1） 切割熱對有機玻璃的加工有很大影響⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，主要表現在以下兩個方面：① 由于有機玻璃導熱性差ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，導熱系數***為普通金屬材料的1/450~1/175ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，切削過程中產生的切削熱不能迅速消散⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，熱量積聚在刀具與工件的接觸部位ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，導致刀具磨損加劇ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。同時✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，有機玻璃的熱膨脹系數是普通金屬的1.5～2倍⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，玻璃化轉變溫度在100℃左右❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。過高的切割熱會改變有機玻璃的體積㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，使其玻璃化☈⊙☉℃℉❅，降低加工精度⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，無法滿足加工要求ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。同時ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，有機玻璃的體積膨脹加劇了刀具與工件之間的摩擦㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，導致切削熱進一步增加⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，形成惡性循環⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。② 由于有機玻璃的熔點較低ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，僅為160~200℃웃유ღ♋♂，屬于熱塑性材料웃유ღ♋♂。切削過程中過多的切削熱J容易導致加工表面熔合♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。具體來說❣❦❧♡۵，當加工零件的內孔時❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，散熱條件差❣❦❧♡۵，表面容易“劃傷”♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，顯示出細小的撕裂線⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，錯誤地認為材料在加工過程中是易碎的⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，導致材料本身的小裂紋或內部缺陷ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，但透光或滲水檢查無滲漏⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，零件透明度達不到技術要求⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，加工后工件表面被污染✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，遠離零件材料本身的紋理❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。

        （2） 工藝參數對有機玻璃加工的影響ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。有機玻璃在室溫下為硬脆材料㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，零件為薄壁結構☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。在切削過程中⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，由于切削參數選擇不當ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，切削力不穩定❣❦❧♡۵，導致零件產生裂紋甚至塌陷❣❦❧♡۵。

        （3） 切割后的有機玻璃表面粗糙度較差ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。由于有機玻璃的硬度小웃유ღ♋♂，切割后的表面粗糙度差⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。為了滿足技術要求웃유ღ♋♂，機加工零件需要采用特殊的拋光材料和工藝⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。

        3☈⊙☉℃℉❅、 原加工工藝的不足

        零件的正常加工步驟為：一次夾緊加工外圓✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、回轉☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、夾緊偏心端面⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、加工止動槽和內孔☾☽❄☃。

        按照此步驟進行加工時⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，可以很容易地保證外圈的尺寸精度和表面粗糙度✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。可選擇較高的切削速度㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，即1800~2000r/min⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，進給速度為0.08~0.30mm/RⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。然而⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，有兩個缺陷：① 加工內孔時發現ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，無論鉆孔時如何調整進給速度并確保充分冷卻ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，外圓表面都會出現不同程度的毛刺ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。試拋光后⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，表面變臟❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，不能滿足技術要求中的透明度⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。根據分析ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，該零件的內孔深度高達135mm✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。加工內孔時☈⊙☉℃℉❅，由于切削條件的限制♀☿☼☀☁☂☄，切削熱不能迅速散發☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。即使保證有足夠的切削液✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，也不能形成有效的流動循環⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，導致切削熱的積累㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。再加上材料本身的特性㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，它的質地是易碎的㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。它是一種熱塑性塑料❣❦❧♡۵，熱時變軟⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，冷時變硬⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，最終切割溫度控制不當導致局部軟化ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ、變形和脆化㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，導致外觀粗糙✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，無法再次處理ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。② 圓柱成形后加工內孔的另一個缺點是切削深度過大웃유ღ♋♂，切削力過大⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。此時☾☽❄☃，零件的外圓已加工㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。內孔加工成薄壁結構時✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，不能承受太大的切削力❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，容易導致裂紋或塌陷ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。

        4㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、 改進的加工技術

        為了保證零件的尺寸精度①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、表面粗糙度和技術要求❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，提高零件的加工合格率①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，盡量在加工零件端面和端部止動槽后先加工內孔⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。為了避免材料本身的彈性反彈㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，將鉆孔進給量控制在0.05~0.08mm❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，嚴格控制切削液的注入量和后續量ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，保證鉆孔時切削溫度的一致性①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。內孔加工完成后☾☽❄☃，使用止動定位輔助工裝㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，如圖2所示ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。使用d尖d固定止動定位工具的輔助芯孔♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，以確保外圓加工期間的軸向限制웃유ღ♋♂。50mm后先加工軸外徑φⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，用刀具加工偏置刀具的避開空間⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，然后直接加工一次成型φ20mm外徑✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，完成零件的切割❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。

        改變加工程序后ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，發現零件表面沒有微脆性裂紋☈⊙☉℃℉❅，沒有因切削溫度控制不當而導致的軟化變形和材料涂層混亂웃유ღ♋♂。但是✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，表面很臟ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，沒有透光感웃유ღ♋♂，有機玻璃沒有原有的透明度✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，不能滿足零件的技術要求①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，需要進一步拋光㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。

        5⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、 零件拋光工藝

        首先⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，用水砂紙打磨零件♀☿☼☀☁☂☄，使零件表面的加工刀痕和劃痕光滑✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，但表面霧化☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，不能滿足透明度的技術要求⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。經過對幾種磨料的比較✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，最終采用了軟絲布摻牙膏的拋光方法☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。由于零件內孔孔徑小⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，家用竹筷從中間分開⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，用柔軟的絲布包裹ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，與牙膏和水按一定比例混合均勻作為研磨劑ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，調整適當的速度⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，沿徑向均勻延伸至內孔端面ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。加工后表面無車削痕跡❣❦❧♡۵，晶瑩剔透ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，實現了零件的透明度要求⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。