序言
环状零件采用聚乙二醇材料制成，该材料遇水溶解，质地软脆，特性与石蜡相近，在车削过程中工件表面极易发生崩碎。零件自身散热性能不佳，热膨胀系数较高，加工时产生的热量容易导致显著的形状与尺寸变化，使得公差控制变得困难。为确保精度，必须在特定条件下设计专用夹具并确定合理的工艺参数。通过一系列试验，最终形成了一套有效的加工方案，成功完成了生产任务。
材料特性
调整环毛坯所用的聚乙二醇（PEG），是一种以环氧乙烷为主要结构单元的新型聚醚类聚合物。其物理形态随分子量增加而变化，从无色粘稠液体逐渐转变为白色蜡状固体。这种材料具有良好的溶解性、生物相容性与可降解性，同时具备润滑、柔韧、吸湿、粘接等多重特性，且热稳定性好，无毒无刺激，因此被广泛应用于制药、生物材料、化妆品及金属加工等多个领域。
加工难点
材料硬度低、脆性大，轻微碰撞便会导致工件崩碎报废。切削产生的切屑为带有黏性的白色粉末。
材料刚性不足，装夹时外形易变形。夹紧力若过大，会引起局部碎裂；若过小，则导致工件窜动，同样造成报废。
材料可溶于水，因此加工中不能使用切削液，只能进行干式切削。由此产生的切削热易使零件变形，待温度稳定后尺寸会发生微小变化。
材料的热膨胀系数大，导热性和刚性差，脆性高，这些因素共同导致加工精度难以保证。
聚乙二醇具有吸湿性，在空气中放置数日便会与氧气反应，表面发生腐蚀并出现掉粉现象，进而引起工件尺寸变化。
车削工艺路线及改进措施
调整环的车削加工在CM6140车床上进行，使用硬质合金刀具对外圆和内孔进行加工。
原有工艺路线及其问题
原工艺路线为：检查毛坯余量→用三爪卡盘装夹→车削外圆及端面见光→调头车削内孔及端面至成品尺寸→使用胎具车削外圆至成品尺寸。
该路线在实际操作中暴露出诸多问题：卡盘夹紧力难以精确控制，易导致工件碎裂或松动；使用外圆工装配合心轴顶紧端面车削外圆时，工件容易受压变形；脆性材料导致崩碎现象频发；材料对温度敏感且不能使用切削液，尺寸精度控制困难；粉末状切屑漂浮，危害健康且不易清理；粉末具有黏性，易侵入工件与心轴间隙，导致拆卸困难并引发碎裂。
优化后的工艺路线
改进后的工艺流程为：检查毛坯余量→用卡盘夹持外圆车削端面见光→粗车内孔至心轴配合尺寸→调头将工件内孔安装于心轴上→粗车外圆和端面→精车外圆和两端面至成品尺寸→上胎具车削内孔至成品尺寸。
具体的改进方法
装夹方式革新：设计制作了两类专用工装。一类用于车削工件外圆和端面，采用心轴与工件内孔配合，并通过中心螺纹孔用螺栓压紧顶盘的方式固定。另一类用于车削工件内孔，采用工装内止口与工件外圆配合，并用压紧螺母压紧端面的方式。新方法装拆便捷，且有效保证了加工精度。
刀具定制与刃磨：针对材料特性，采用自行刃磨的高速钢刀具，确保刃口极其锋利。外圆车刀前角为30°～35°，后角为25°～30°；内孔车刀前角为30°～40°，后角为30°～35°。刀尖圆弧半径均控制在R0.1mm左右。
温度补偿控制：为抵消切削热导致的尺寸收缩，在加工中预先留出收缩余量。外形尺寸按上偏差控制，内孔按中间公差控制。环境温度较高时，厚度尺寸在上偏差基础上再放大0.003～0.010mm。经批量验证，此方法能将厚度公差控制在0.06mm以内，外圆内孔公差控制在0.2mm以内。
专用刀具应用：工件厚度采用自制的左、右偏刀进行加工。
切削参数优化：将主轴转速设定为200r/min，进给量调整为0.15～0.20mm/r，背吃刀量控制在0.8～1.0mm。
车削操作要点
刀具角度选择：为防止切入切出时崩边，需减小主偏角，使切削力平缓变化。外圆车刀主偏角宜在55°～70°，副偏角约15°；镗孔刀主偏角宜在65°～75°，副偏角约20°。
刀具材料选择：推荐使用W18Cr4V高速钢。其刃磨方便、刃口锋利且经济性好的特点，非常适合加工聚乙二醇类材料。
安全与清洁：操作人员需佩戴N95口罩进行防护。建议在机床导轨和盛液盘上铺放塑料布，以便于及时清理产生的粉末。
结束语
本文探讨了聚乙二醇调整环零件的车削加工方案。针对该材料的加工难点，通过优化装夹方式、定制切削刀具、实施温度补偿等一系列工艺措施，有效解决了工件易碎、变形、装夹困难及测量不便等问题，从而确保了零件的最终加工精度。
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