​鈦合金高精度大批量墊片的車削（xuē）工（gōng）藝

隨著科學技術（shù）的發展以及產品可靠性要求的不斷提高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越來越（yuè）多。這類環形片狀墊片的結構雖然簡單，其厚度（dù）在0.7～0.4mm之間，其表麵質（zhì）量和幾何形狀精度要求較高，由於其自身剛性差以及鈦合金材料的難（nán）加工性，使得墊片的（de）加工精度很難保證。本文通過對鈦（tài）合（hé）金墊片的車削過程控製（zhì），並在實踐證明該車削工藝有效地解決了（le）鈦合金高精度（dù）大（dà）批量墊片質量（liàng）控（kòng）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（fǎ）保證零件（jiàn）的精度要（yào）求。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料的刀具問題；二是如何保證零件的加工尺寸精度及形（xíng）位公差；三是如何保證大批量生產。

2.目前車（chē）削鈦合金墊片存（cún）在問題：

（1）鈦合金屬於難（nán）加材料，使（shǐ）用普（pǔ）通刀具車削鈦合金（jīn）材（cái）料，刀具磨損快，表麵粗糙（cāo）度（dù）差，精度（dù）無法保證。

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

（3）墊片（piàn）剛性差，壁超薄（báo），強度（dù）低，在切削過（guò）程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、扭曲變形。

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

（5）切（qiē）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（qiē）削熱集中於刀尖部位，刀具高（gāo）溫硬度、強度受到影響（xiǎng），刀尖磨損加劇，熱量集中使墊（diàn）片變形，特別是在車（chē）削端麵時，超薄墊（diàn）片片零件因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差而（ér）變形，造成的幾何形狀誤差非常明顯，從而影響零（líng）件的加工精度。

（6）切削用量引起（qǐ）的變形。合理選擇切削用（yòng）量能夠有效的減小切削（xuē）力，從而減（jiǎn）小（xiǎo）零件變形。

（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，目前墊片的（de）製（zhì）造方法是采用高精度數控線切割設備，使用“慢走絲”加工，這（zhè）種加工方（fāng）法的缺點是製造周期長，生產效率低，製造成本（běn）高，滿足不了批量生產（chǎn）需求。

3.解（jiě）決措施

（1）針對鈦（tài）合金難材料，進（jìn）行了大量的試驗及總（zǒng）結：①刀具材（cái）料（liào）的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷續切削或有衝擊時，也可（kě）采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等（děng）)，或采（cǎi）用超細顆粒的硬質合金（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（zhǔ）切削抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太鋒利雖然（rán）有利於切削，但刀具強度較低，刀具易（yì）於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和切削深度（dù）。用硬質合（hé）金車刀車削時，可取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）選擇（zé）合理的裝夾方式，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（yǐ）免工件變形。

（3）細化加工工序，減小（xiǎo）墊片變形。墊片（piàn）加工過程分段進行，粗（cū）、精（jīng）加工分開進行，避（bì）免工序集中，消除精加工時切削（xuē）力較大引起的變形（xíng），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）合理選擇切削參數（shù）。合理選擇切削參（cān）數，在有效保證零件加工精度的（de）情況下，提高加工效（xiào）率。根據經驗及加工（gōng）實踐（jiàn），精加工時切削（xuē）速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越薄進（jìn）給量要越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液，采用濕加（jiā）工（gōng）降（jiàng）低切削區溫度（dù），提高表麵質量，延長刀具壽（shòu）命。一般應選用極壓乳化液（yè）來冷卻，流（liú）量應（yīng）充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止（zhǐ）由於熱量集中。

（6）設計合理（lǐ）的夾具，控製（zhì）墊片的變形和滿足批量生產需求。根據墊片（piàn）的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了（le）簡易夾具（jù）。

4.工藝方案

墊片加工工（gōng）藝流程：下（xià）料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料（liào）。

（2）粗車（chē）削加工。

（3）鉗工鑽（zuàn）孔3xφ4mm孔（多件（jiàn）加工）。

（4）熱處理時效。

（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車削，保證（zhèng）形（xíng）位公差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結語

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（jiàn）尺寸（cùn）精度及（jí）形位公差要求得到保證，加工質量穩定，並且提高了生產效（xiào）率，降低了製造成本。鈦合金高精（jīng）度大批（pī）量墊片車削工藝實用性強，具有較強的（de）推廣作用。