​鈦合金高精度大批量墊片的車（chē）削工藝

隨著科學（xué）技術的（de）發展以及產品可靠性要求的不斷提高，產（chǎn）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，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質（zhì）量和幾何形狀精度（dù）要（yào）求較高，由於其自身剛性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精度很難保（bǎo）證。本文通過對鈦合金（jīn）墊片的車削（xuē）過程控製，並在實踐證明該車削工（gōng）藝有效地解決了鈦合金高精度大批量墊片質量控製問題（tí）。

1.車削墊片的工藝分析

材料為鈦合金，用通常的卡盤夾緊車削的加工（gōng）方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如（rú）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位公差；三是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片存在問（wèn）題：

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

（3）墊（diàn）片剛性差（chà），壁超薄，強度低，在切削過程中容易產生振動使其變形。由於每次車削時，其內部應（yīng）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（zuò）用使零件產（chǎn）生彈性變形。

（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合（hé）金，其強度高不易車削，切削熱集中於刀（dāo）尖部（bù）位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使墊片變形，特別是在車削端麵時，超薄墊片片零（líng）件因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差而變形，造成的幾何形狀（zhuàng）誤差非常明顯（xiǎn），從而影響零件的加工精度。

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

（7）鈦合金原材料均采用鈦（tài）棒加工，目（mù）前（qián）墊（diàn）片的製造方法是（shì）采用高精度數控線切割設備，使用“慢走絲”加工，這種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（liàng）生產需（xū）求。

3.解（jiě）決措施

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及總結（jié）：①刀具材料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與鈦（tài）合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷（duàn）續切削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采（cǎi）用超細顆粒的硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合（hé）理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀（dāo）鈍（dùn）會（huì）使零件主切削抗力（lì）增大，造成墊片（piàn）變形（xíng），刀具切削刃太鋒利雖然有利於（yú）切削（xuē），但刀具強度較低，刀具（jù）易於（yú）磨損，反而（ér）使切削力增大，同樣（yàng）使零件變形，通過反（fǎn）複加工實踐，在精加工時，前（qián）角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和（hé）切（qiē）削深度。用（yòng）硬質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切（qiē）削（xuē）深度一定（dìng）要大於氧化皮的深度。

（2）選擇合理的裝夾方（fāng）式，采用（yòng）軸向壓緊，減小工（gōng）件的幾何（hé）形狀（zhuàng）誤差，夾緊力不宜過大，以免工件變形。

（3）細化（huà）加工工（gōng）序（xù），減小墊片變形。墊片加工過程分（fèn）段進行，粗、精加工（gōng）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，粗車後零件通過熱處（chù）理（lǐ）時效消（xiāo）除殘（cán）餘應力，減（jiǎn）小零件的應力變形。

（4）合理選（xuǎn）擇切削參數。合（hé）理選擇切削參數（shù），在有（yǒu）效保證零件加工精度的情況下，提高加（jiā）工效率。根據經驗及加工實踐，精加工（gōng）時切削速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越（yuè）薄進給量要（yào）越小，背吃（chī）刀（dāo）量ap=0.05～0.1mm.

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

（6）設（shè）計合理的夾具，控製墊片的（de）變（biàn）形和滿足批量生產需求。根據墊片的結（jié）構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設（shè）計了簡易夾具。

4.工藝方案

墊片加工工藝流程：下料→粗加（jiā）工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加（jiā）工）。

（4）熱處理（lǐ）時效。

（5）使用軟（ruǎn）爪夾持外圓φ52mm車削，保證形（xíng）位公差（chà）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（guò）運用以上車削過程控製，有效地防止了墊（diàn）片在（zài）車削過程中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要求得到保（bǎo）證，加（jiā）工質量穩定（dìng），並且提高了生產效率，降低了製造成本。鈦（tài）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。