​鈦合（hé）金高精度大批量墊片（piàn）的車削（xuē）工藝

隨著（zhe）科學技術的發展以及產品可靠性要求的不斷（duàn）提高，產品裝配調試需求鈦合金墊（diàn）片也越來越多。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（biǎo）麵質量和幾何形（xíng）狀精度要求較高，由於其自身剛性差以及鈦合金材（cái）料的難加工性，使得墊片的加工（gōng）精度很難保證（zhèng）。本文通過對鈦合金墊片的車削過程（chéng）控製，並在實（shí）踐證明該車削工藝有效地解決（jué）了鈦合金（jīn）高精度大批（pī）量墊片質量控製問題。

1.車削（xuē）墊片的工藝分析

材料為鈦合金，用通常（cháng）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（cǐ）零件為環形薄片零件，加工難度有（yǒu）三點：一是如何解決鈦合金（jīn）材料的刀具問題；二是如何保（bǎo）證零件的（de）加工尺寸精度及形位公差；三（sān）是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金（jīn）墊片存（cún）在問題：

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

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

（3）墊片（piàn）剛性差，壁超薄，強度低，在切削過程中（zhōng）容（róng）易產生振動使其變形。由於每次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

（4）裝夾方式及夾緊（jǐn）力變形。由於（yú）墊片壁超（chāo）薄，如果采（cǎi）用徑向夾緊（jǐn），受徑向力的作用使零件產生彈性變形。

（5）切削熱變形。由於墊片材（cái）料為鈦（tài）合金，其強度高不易車（chē）削，切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀（dāo）尖磨損加劇，熱量集中使墊片（piàn）變形，特別是在車削端（duān）麵時，超薄墊片片零件因單麵受熱（rè），在（zài）左右端麵間形成溫差而變形，造成的（de）幾何形狀誤差非常明顯，從而影響零件的加工精度。

（6）切削用量引起的變形。合理選擇切削用（yòng）量能（néng）夠（gòu）有效（xiào）的減小切削力，從而減小零件變形。

（7）鈦（tài）合金原材料均采用鈦棒加工，目前墊片的製造方法是（shì）采用高精度數控（kòng）線切割設備，使用“慢走絲”加工，這種加工方法的缺點是製造（zào）周期長（zhǎng），生產效率低，製造成本高，滿足不（bú）了批量生產需求。

3.解決措（cuò）施

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及（jí）總結：①刀具材料（liào）的選擇（zé）。應（yīng）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（zhì）合金。如為斷續（xù）切削或有衝擊（jī）時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細（xì）顆粒的硬（yìng）質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀（dāo）鈍會使零件主（zhǔ）切削抗力增大，造成墊（diàn）片變形，刀具切削刃太鋒（fēng）利雖（suī）然有利於（yú）切削，但刀具強度較（jiào）低，刀具易於（yú）磨損，反而（ér）使切削力增（zēng）大，同樣使零件變形，通（tōng）過反複（fù）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（liàng）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）。用硬質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度（dù）一定要大於氧化皮的深度。

（2）選擇（zé）合理的（de）裝夾方式（shì），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（xì）化加工工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精（jīng）加工分開進行，避免工序集中，消除精加工時切削力較大引起的變形，粗車後零件通過（guò）熱處理時效消（xiāo）除殘（cán）餘應力，減小零件的應力變（biàn）形。

（4）合（hé）理選擇切削參（cān）數。合理選（xuǎn）擇切削參數，在有（yǒu）效保證零件加工精度的情況（kuàng）下，提高加工效率。根據經驗（yàn）及加工實（shí）踐，精（jīng）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（yào）越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液，采用濕加（jiā）工降低切削區溫（wēn）度，提高表麵質量，延長（zhǎng）刀具壽命（mìng）。一般應選用極壓乳化液（yè）來冷卻，流量（liàng）應充足。充分使用切削液進行冷卻，防（fáng）止零件熱變（biàn）形（xíng），防止由於熱量集中。

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

4.工藝方案

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

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗工鑽孔（kǒng）3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱（rè）處理時效。

（5）使用（yòng）軟（ruǎn）爪夾持外圓φ52mm車削，保證形位（wèi）公差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳（ruì）角毛刺（cì）。

5.結語

通（tōng）過運用以上車削過程控製，有效地（dì）防止了墊片在車削過程（chéng）中的變形量，使零件尺（chǐ）寸精度（dù）及（jí）形位公差要求得到保證，加工質量穩定，並且提高（gāo）了生產（chǎn）效率，降低了製造成本。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。