​鈦合金高精（jīng）度大（dà）批量墊片的車削工藝

隨（suí）著科學技（jì）術的發展以及產品可靠性要求的不（bú）斷提（tí）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（zhuàng）墊（diàn）片的結構雖然簡單，其厚度在（zài）0.7～0.4mm之間，其表麵（miàn）質（zhì）量和幾何形狀精度要求較（jiào）高，由於其自身剛性（xìng）差以及鈦合（hé）金材料的難加工性，使得墊片（piàn）的加工精度很難保證。本文通過對鈦合（hé）金墊片的車削過程控製，並在實（shí）踐證明該（gāi）車削工藝有（yǒu）效地解決了鈦（tài）合金高精度大批量墊片質量控製問題。

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（xuē）的加工（gōng）方法是無法保證零件的精度（dù）要（yào）求。此零（líng）件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合（hé）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題：

（1）鈦合金屬於難加材料，使用普通刀具車削（xuē）鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保證。

（2）在切削力（lì）的擠壓作用（yòng）下導致零件變形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓（yā）作用使其變形，直接影響墊片的尺（chǐ）寸精度及形位公（gōng）差。

（3）墊片剛性差，壁超（chāo）薄，強（qiáng）度低，在切削過程中容易產生振動使其變形。由於每（měi）次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲（qǔ）、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（jìng）向夾緊，受徑向力的作用使零件產生彈性變形。

（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強（qiáng）度高不易車削，切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到影響（xiǎng），刀尖磨損（sǔn）加劇，熱量集中使墊片變形，特別是在車削端麵時，超薄（báo）墊片片零件因單麵受熱，在左右端（duān）麵（miàn）間形成溫差而變形，造成的幾何形狀誤差非常明顯，從而影響（xiǎng）零件的加（jiā）工精度。

（6）切削用量引起的變形。合理選擇切（qiē）削用量能（néng）夠有效的減（jiǎn）小切削力（lì），從而減小零（líng）件變形。

（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加（jiā）工（gōng），目前墊片的製造方法是采用高精度（dù）數控線切割設備，使（shǐ）用“慢走絲”加工，這種加工方法的缺點是製造周（zhōu）期長（zhǎng），生產效率低，製（zhì）造成本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決措施

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及總（zǒng）結：①刀具材料的（de）選擇。應盡（jìn）可（kě）能采用硬質合（hé）金（jīn）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，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的硬（yìng）質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削抗力增（zēng）大（dà），造成墊（diàn）片（piàn）變形，刀具切削刃太鋒利雖然有利於（yú）切削，但刀（dāo）具強度較低，刀具易於磨損，反而（ér）使切（qiē）削力增大，同樣使零件變形，通過反複（fù）加工實踐，在精加工時，前（qián）角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切（qiē）削用（yòng）量的選（xuǎn）擇（zé）。選用較（jiào）低的切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質合金車刀（dāo）車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度一定要大於氧化皮的深度（dù）。

（2）選擇合理的裝夾方（fāng）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（xíng）。

（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊片（piàn）加工過（guò）程分段（duàn）進行（háng），粗、精加工分開進行，避免（miǎn）工序集中，消除精加工時切削力較大引起的變形，粗車（chē）後零件通（tōng）過熱處（chù）理時效消除（chú）殘餘應力，減小零件的應力變形。

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

（5）選擇切削液，采用濕加工降低切削區（qū）溫度，提高表麵質量，延長（zhǎng）刀具壽命。一般應（yīng）選（xuǎn）用極（jí）壓乳化液來冷卻（què），流量應（yīng）充足。充分使用切削液進行（háng）冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱量集（jí）中。

（6）設計合理的夾具，控（kòng）製（zhì）墊片的變形和滿足批量生產需求。根據墊片的結構（gòu）和需要，盡力滿（mǎn）足墊片的加工精度，設計（jì）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（多件加工（gōng））。

（4）熱處理時效。

（5）使用軟爪夾（jiá）持外圓φ52mm車削，保證形位公差要求，平（píng）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，使零件尺寸精度及形位公差要求（qiú）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（běn）。鈦合金高精度大批量墊片車削工藝實用性強，具有較強（qiáng）的推廣作用。