​鈦合金高精度大批量墊片的車削工藝（yì）

　隨著科學技術的發（fā）展以及產品可（kě）靠性要求的不斷（duàn）提（tí）高，產品裝配調試（shì）需（xū）求（qiú）鈦合金墊片也越來越多（duō）。這類環形片狀墊片的結構雖然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量（liàng）和幾何形（xíng）狀精度要求較高，由於其自身剛（gāng）性差以及鈦合金材料（liào）的難加工性，使得墊片的加工精度很（hěn）難保證。本文通過對鈦合金墊片的車削過程控製，並在（zài）實踐證明該（gāi）車削工藝有效地解決了鈦合金高精度（dù）大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝分析

　　材料為鈦合金，用通常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環形薄（báo）片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材（cái）料的（de）刀具問（wèn）題；二是如何保證零（líng）件（jiàn）的加工尺寸精度及形位（wèi）公差；三是如何保證大批量生產（chǎn）。

2.目前車削鈦合金墊片存在問（wèn）題：

　　（1）鈦合金屬於難加材料，使用普通刀具車削鈦合金材料，刀（dāo）具磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保證。

　　（2）在切削力的擠壓作用下導致零（líng）件變形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓作用使其（qí）變形，直接影（yǐng）響墊片（piàn）的尺寸精（jīng）度及形位公差。

　　（3）墊片剛性差，壁超薄，強度（dù）低，在切削過程中容易產生振動使其變形。由於每（měi）次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲（qǔ）、扭曲變形。

　　（4）裝夾方式及夾緊力變形（xíng）。由（yóu）於墊片壁超薄，如果采用徑向夾緊（jǐn），受徑向力的作用使零件產生彈性變形。

　　（5）切（qiē）削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強度高不易車削，切（qiē）削熱集中於（yú）刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到（dào）影響，刀尖磨（mó）損加劇，熱量集中使墊片變形，特（tè）別是在車削端麵時，超薄墊片片零（líng）件因單（dān）麵受熱，在左右端麵間（jiān）形成溫（wēn）差而變形，造成的幾何形狀誤差非常明（míng）顯，從而影響零件的加工精（jīng）度。

　　（6）切削（xuē）用量引起的變形（xíng）。合（hé）理選擇切削用量能夠有效的減（jiǎn）小切削力（lì），從而減小零（líng）件變（biàn）形。

　　（7）鈦合金原材料均采（cǎi）用鈦棒加（jiā）工，目前墊片的製造方法是采用高精度數控線切割（gē）設備，使用“慢走絲”加工，這種加工方法的缺點是製造周期長，生產效率低，製造成本高（gāo），滿足不了批量生產（chǎn）需求。

3.解決（jué）措施

　　（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試（shì）驗及總結：①刀（dāo）具材（cái）料（liào）的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應（yīng）選（xuǎn）用與（yǔ）鈦合金親和（hé）力較小的YG類硬（yìng）質合金。如為（wéi）斷（duàn）續切（qiē）削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超（chāo）細顆粒的硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削抗力增大，造成墊片變形，刀具切（qiē）削刃太（tài）鋒利雖然有利於切削，但刀（dāo）具強（qiáng）度較低，刀具易於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件（jiàn）變形，通過反複加工實（shí）踐，在精加工（gōng）時，前角取γ0=15°～20°，後角（jiǎo）取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較（jiào）低的切削速度及較大的進給（gěi）量和切削深度。用硬質（zhì）合金車刀車削時，可取（qǔ）s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深（shēn）度一定要大於氧化皮的深度。

　　（2）選（xuǎn）擇（zé）合理的裝夾方式（shì），采用軸向壓緊（jǐn），減小工件的幾何形（xíng）狀誤差，夾緊力（lì）不宜過大，以免工件變形。

　　（3）細化加工工序，減小墊（diàn）片變形。墊片加工過程（chéng）分段進行（háng），粗、精加工分開（kāi）進行，避免工序集中，消除精加工時切削力較大引起的變形，粗（cū）車後零件（jiàn）通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的（de）應力變形。

　　（4）合理選擇切削參數（shù）。合理選擇切削（xuē）參數，在有效保證零件加工精度的情（qíng）況（kuàng）下，提高加工效率。根（gēn）據經驗及加工實踐，精加工時切削速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越薄進給量要越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削液，采用濕加工降低切（qiē）削區溫度（dù），提（tí）高表麵質量，延長刀具壽命。一（yī）般應選用極壓乳（rǔ）化液來冷卻，流量應充足。充分使用切削液進（jìn）行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱（rè）量（liàng）集中。

　　（6）設計合理的夾具，控製墊片的變形和滿足批量生產需求。根據（jù）墊片的結構和需要，盡力滿（mǎn）足墊片的加工精度，設（shè）計了簡易夾具。

4.工藝方（fāng）案

　　墊片（piàn）加工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

　　（1）下（xià）料。

　　（2）粗車削加工（gōng）。

　　（3）鉗工（gōng）鑽孔3xφ4mm孔（多件加（jiā）工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪夾持（chí）外圓φ52mm車削，保證形位公差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔（kǒng）φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結語

　　通過運用以上車削過程控製（zhì），有效地防止了（le）墊片在車削（xuē）過（guò）程中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要求得（dé）到保證，加工質量穩定，並且提高了生（shēng）產效率，降低了製造成（chéng）本。鈦合金高精度大批量墊片車削工藝實用性強，具有較強的推廣作用。