​鈦合金高精度大（dà）批量墊（diàn）片的車削工藝

　隨著科學技術的發展以及產品（pǐn）可靠性要求的不斷提高，產品裝配調試（shì）需求鈦合金墊片也越來越多。這類環形片狀墊片的結構雖然簡（jiǎn）單，其厚（hòu）度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量和幾何形狀精度要求（qiú）較高，由（yóu）於其自（zì）身剛性差以及鈦合（hé）金材料（liào）的難加工性，使得墊（diàn）片的加工精度很難保證。本文通過對鈦合（hé）金墊片（piàn）的車削過程控製（zhì），並在實踐證（zhèng）明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精度大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的（de）工藝分析

　　材料為（wéi）鈦合金，用通（tōng）常（cháng）的卡盤夾緊車削的加工方法是無法保（bǎo）證零件的精度要求。此零件為環形薄片零件（jiàn），加工（gōng）難度有三點（diǎn）：一是如何解決鈦合金材料的刀具問題（tí）；二是如何保證零件的加工尺寸精度及形位公差；三是（shì）如何保證（zhèng）大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片存在問題：

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

　　（2）在切削（xuē）力的擠壓作（zuò）用下導致零件變形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓（yā）作（zuò）用使其變形，直接影響墊片的尺寸精度及形位公差。

　　（3）墊片剛性（xìng）差，壁超薄，強度低，在切削過程中容易產生振（zhèn）動使其變形。由於每次車削（xuē）時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

　　（4）裝（zhuāng）夾方式（shì）及夾緊（jǐn）力變形。由於墊片壁超薄（báo），如果采用徑向夾緊，受徑向力的作用使零件產生彈性變（biàn）形。

　　（5）切削熱變形。由（yóu）於墊片材料為鈦合金，其強度高不（bú）易車削，切削熱集中於刀（dāo）尖（jiān）部位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇（jù），熱量集中使墊片變形（xíng），特別是在車削端麵時，超薄墊片（piàn）片零（líng）件因單麵受（shòu）熱，在左右端麵間（jiān）形成溫差而變形，造成的幾何（hé）形狀誤差非常明顯，從而影響零件的（de）加工精度。

　　（6）切削（xuē）用量引起的變形。合理選擇切削用（yòng）量能夠有效的減小切削力，從而減小零件變形。

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

3.解決措施

　　（1）針（zhēn）對鈦合金難材料，進行了大量（liàng）的試驗及總結（jié）：①刀具材（cái）料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與（yǔ）鈦合（hé）金親和力較小的YG類硬質合金（jīn）。如為斷續切削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的（de）硬質合金（jīn）（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（lì）增大，造成墊（diàn）片變形，刀具切削刃太鋒利雖然有利於切削，但刀具強度較低，刀具易於磨損，反而使切削力增（zēng）大，同樣使零件變形，通過（guò）反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用（yòng）量的（de）選擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切（qiē）削深度（dù）一定要大於氧化皮的深度。

　　（2）選擇合理的裝夾方式，采（cǎi）用軸向壓緊，減小（xiǎo）工件的幾何形（xíng）狀誤差，夾緊力不宜過大（dà），以免（miǎn）工件變形（xíng）。

　　（3）細化加工（gōng）工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工分開進行，避免工序集（jí）中，消除精加工時切削力較大引起（qǐ）的（de）變形，粗（cū）車後零件通過熱處理時效（xiào）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。合理選擇切削（xuē）參數，在有效保證零件加（jiā）工精度的情況下，提高加工（gōng）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（gěi）量要越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削液，采用濕（shī）加工降低切削區溫度，提高（gāo）表麵質量，延長（zhǎng）刀具壽命。一般應選用極壓乳（rǔ）化液來冷卻，流量應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱量集中。

　　（6）設計合理的夾（jiá）具，控製墊片的變形和（hé）滿足批量生產需（xū）求。根據墊片的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了簡（jiǎn）易夾具。

4.工藝（yì）方案

　　墊片加工（gōng）工藝流程：下料→粗加工→熱（rè）處理（時效）→精（jīng）加工。

　　（1）下料。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件（jiàn）加工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪（zhǎo）夾持外圓φ52mm車（chē）削，保證形位（wèi）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（yǔ）

　　通過運用以上車削過程控製，有效地防止了墊片在車削過程中的變形量，使零件尺寸精度及形（xíng）位公差要求得到保（bǎo）證，加（jiā）工質量穩定，並且提高了生產效率，降低（dī）了製造成本。鈦（tài）合金高精度大批量墊片車削工（gōng）藝實用性強，具有較強的（de）推廣作用。