​鈦合（hé）金高精度（dù）大批量墊片的車削工藝

　隨（suí）著科學技術的發展以及產（chǎn）品可（kě）靠性要求的不斷提（tí）高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越來越多。這類環形片狀墊（diàn）片的（de）結構雖然簡單（dān），其厚度在0.7～0.4mm之間（jiān），其表麵質量和幾何形狀精度要求（qiú）較高，由於其（qí）自身剛性（xìng）差以及鈦（tài）合金材（cái）料（liào）的難加工性，使得墊片的（de）加工精度很難保證。本文通過對鈦合金墊片的車削過程控製，並在（zài）實（shí）踐證明（míng）該車削（xuē）工藝有效地（dì）解決了鈦合金（jīn）高（gāo）精度大批量墊片質量控製問題（tí）。

1.車削墊片的工藝分析

　　材料（liào）為鈦合金，用通常的（de）卡盤夾緊車削（xuē）的（de）加工方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環形薄片零（líng）件，加工難（nán）度有三點：一是如何解（jiě）決鈦合金材料的刀具（jù）問題；二是如何保證零件的加工（gōng）尺寸精度及形位公差；三是如何保證大（dà）批量生產。

2.目前車削鈦（tài）合金（jīn）墊片存在問題：

　　（1）鈦合金屬於難加材料，使用普通刀具車削鈦（tài）合金材料（liào），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件變（biàn）形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓作用使其變形，直接（jiē）影響墊片的尺寸精度及形位公差。

　　（3）墊（diàn）片剛性（xìng）差，壁超薄，強度低（dī），在切削過程中容易產生振（zhèn）動使其變形。由於每次車削時，其內部應力的（de）釋放使其彎曲、扭（niǔ）曲變形。

　　（4）裝夾方式及夾緊力變形（xíng）。由於墊片（piàn）壁超薄，如果采用徑向夾緊，受（shòu）徑向力的（de）作用使零（líng）件產生（shēng）彈性變（biàn）形。

　　（5）切削熱變形。由於（yú）墊片材（cái）料為鈦合金，其強度高不（bú）易車削，切削熱集（jí）中於刀尖部位，刀具高溫硬（yìng）度、強度受到影響，刀尖磨（mó）損加（jiā）劇，熱量集中使墊片變形（xíng），特別是在車削端麵時，超薄墊（diàn）片片零件（jiàn）因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差（chà）而變形，造成的幾何（hé）形狀誤差非常明顯，從（cóng）而影響零件的加工精度。

　　（6）切削用（yòng）量引起的變形。合（hé）理選擇切削用量能夠（gòu）有效的減（jiǎn）小切削力，從而（ér）減小零件變形。

　　（7）鈦合金原材（cái）料均采用鈦棒加工，目前墊片的製造（zào）方法（fǎ）是采用（yòng）高精度數控（kòng）線切（qiē）割設備，使用“慢走絲”加工，這種加（jiā）工方法的缺（quē）點是製造周期長，生產效率低，製造成（chéng）本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決措施

　　（1）針對鈦合（hé）金難材料，進行了（le）大量的試驗及總（zǒng）結：①刀具材（cái）料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與鈦合金親（qīn）和力較小的YG類硬質合金。如（rú）為（wéi）斷續（xù）切（qiē）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（huì）使零（líng）件主切削抗力增大，造成墊片變形，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（tóng）樣使零件變形，通過反複加（jiā）工實踐，在精加工（gōng）時，前（qián）角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低（dī）的切削速（sù）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，減小工件的幾何形狀誤差，夾緊力不宜過大，以免工件變形。

　　（3）細化加工工序，減小（xiǎo）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（xù）集中，消除精加（jiā）工時切削力較大引（yǐn）起的變形，粗車（chē）後零件通過熱處理時效消除（chú）殘餘應力，減小零（líng）件的應（yīng）力變形。

　　（4）合理選擇切削參數（shù）。合理選擇切削參數（shù），在有效保證零件加工精度的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工實踐，精加工時切削速度V=50m/min,進（jìn）給量f=0.06～0.1mm/r,零（líng）件越薄進給量要越小，背吃刀量（liàng）ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削液，采用濕加工降低切削區溫度，提高表麵質量，延長刀具壽命（mìng）。一般應選用極壓乳化液來冷卻（què），流量應充足。充分（fèn）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）設計合理的夾具，控（kòng）製墊片的（de）變（biàn）形和滿足（zú）批量生產（chǎn）需求（qiú）。根據墊片的結構和需要（yào），盡力滿（mǎn）足墊片的加工精（jīng）度，設計了簡易夾具。

4.工（gōng）藝方案

　　墊片加工工藝流程：下料→粗加（jiā）工→熱處理（時效）→精加工（gōng）。

　　（1）下（xià）料。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件（jiàn）加工）。

　　（4）熱處理（lǐ）時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓（yuán）φ52mm車削，保（bǎo）證形位公差要求，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，使零件尺寸（cùn）精度及形位（wèi）公差要求得到保證，加工質量穩定，並且提高了生產效率，降低了製造成本。鈦合金高精度大批量墊片車削（xuē）工藝實用（yòng）性強，具有較強的推廣作用。