鈦合金（jīn）高精度大批量墊片的車削工（gōng）藝

隨著科學技（jì）術的發展以及（jí）產品可靠性要求的不斷提高，產（chǎn）品裝配調試需求（qiú）鈦合金（jīn）墊片也越來越多。這類環形（xíng）片狀墊片的結構雖然簡單，其厚度（dù）在0.7～0.4mm之（zhī）間，其表麵質量和幾何（hé）形狀精度要求較高，由於其自身剛性差（chà）以及鈦合（hé）金材料的難加工性，使得墊片的加（jiā）工精度很難保證。本文通過（guò）對（duì）鈦（tài）合金墊片的車削過程控製，並（bìng）在實踐證明該車削工藝有效地解（jiě）決了鈦合金高精度大批量（liàng）墊（diàn）片質量控製問題。

1.車（chē）削墊（diàn）片的工（gōng）藝分（fèn）析

材料為（wéi）鈦合金，用通（tōng）常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法（fǎ）保證零件的精度要求。此零件為環形（xíng）薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金（jīn）材料的刀（dāo）具問題；二是如何保證零件的加工尺（chǐ）寸精度及形位公（gōng）差；三是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金（jīn）墊片存在問題：

（1）鈦合金屬於難加（jiā）材料，使用普通刀具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗（cū）糙度（dù）差，精度（dù）無法保（bǎo）證。

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

（3）墊片剛性差，壁超薄（báo），強度低，在切削過程（chéng）中容易產生振動使其變（biàn）形。由於每次車削時，其內（nèi）部應力的釋放使其彎曲、扭（niǔ）曲變（biàn）形。

（4）裝夾方式及夾緊力變形。由於墊片壁超薄，如果采用徑（jìng）向（xiàng）夾（jiá）緊，受徑向力的作用使零件產生彈性（xìng）變形。

（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強度（dù）高不易車削，切削（xuē）熱集（jí）中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到（dào）影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使（shǐ）墊片變形，特（tè）別是在車削端麵時（shí），超薄墊（diàn）片片零件因單麵受熱，在（zài）左右端麵間形成溫差（chà）而變形，造成的幾何形狀誤差非常明顯，從而影響零件的加工精度。

（6）切削用量引（yǐn）起的（de）變（biàn）形。合理選擇切削用量能夠有（yǒu）效的減小切（qiē）削力，從而減小零件變形。

（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，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”加工，這種（zhǒng）加工方法的缺點是製造周期長，生產效率低，製造成本高，滿足不了批（pī）量生產（chǎn）需求。

3.解決措施（shī）

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及總結：①刀具材料（liào）的選擇。應盡可能采（cǎi）用硬質合金刀具，並應（yīng）選用與鈦合（hé）金親和力較小的YG類硬（yìng）質合金。如為斷續切削或有衝擊時，也可采用（yòng）高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆（kē）粒的硬質合（hé）金（如YG10H、YG8W等（děng））。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀（dāo）鈍會使零件主切（qiē）削抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太鋒（fēng）利（lì）雖然有利於切削，但刀具強度較低（dī），刀具易於磨損，反而使（shǐ）切削力（lì）增大，同樣使零（líng）件變形，通過反複加工實（shí）踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用（yòng）量的選擇。選用（yòng）較低的切削速度及較（jiào）大的進給量和切削深度。用硬質合金車（chē）刀（dāo）車削時，可（kě）取（qǔ）s=0.1～0.3mm/r；粗加工時（shí）切削深（shēn）度一定要大於氧化皮的深度。

（2）選擇合理的裝夾方式，采用軸向壓緊（jǐn），減（jiǎn）小工件的幾何形狀誤差，夾緊力不宜（yí）過大（dà），以免工件變（biàn）形（xíng）。

（3）細化加工（gōng）工序，減（jiǎn）小墊片變（biàn）形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工（gōng）分開進行，避免工（gōng）序集中，消除精加工時（shí）切（qiē）削力較大引起（qǐ）的變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的應力變形。

（4）合理選擇切削參（cān）數。合理選擇切削（xuē）參數，在有效保證零（líng）件加工（gōng）精度的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工實踐，精加（jiā）工時切削（xuē）速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越薄進給量要（yào）越小，背吃（chī）刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選（xuǎn）擇切削液（yè），采用濕（shī）加工降低切削區溫度，提高表麵質量，延長（zhǎng）刀具壽命。一般應選用極壓乳化液來冷卻，流量應充足。充分（fèn）使用切削液進行冷卻，防止（zhǐ）零件熱變形，防止由於熱量集（jí）中。

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

4.工（gōng）藝（yì）方案（àn）

墊片加工工藝流程（chéng）：下料（liào）→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗（qián）工（gōng）鑽孔3xφ4mm孔（多件加工（gōng））。

（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（qiú），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（yùn）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（jīng）度及形位公差要求得到保證，加工質量穩定，並且提高了生（shēng）產效率，降低了製造成本。鈦合金高精度（dù）大批量墊片車削工藝實用性強，具有較強（qiáng）的推廣作用。