​鈦合金高精度（dù）大批量墊片的車（chē）削工藝

　隨著科學技術（shù）的發展以及（jí）產品可靠性要求的不斷提（tí）高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越（yuè）來越多。這類環形片狀墊片的結構雖（suī）然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之（zhī）間，其表麵（miàn）質量和幾何形狀精度要求（qiú）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證。本文通過對鈦合金墊片的車削過程控製，並（bìng）在實踐證明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精（jīng）度大批量墊片（piàn）質量控製問題。

1.車削墊片（piàn）的（de）工（gōng）藝分析

　　材料為鈦合金（jīn），用通常的卡（kǎ）盤夾緊車削的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（líng）件的加工尺寸精度及形位公差；三（sān）是（shì）如（rú）何（hé）保證大批（pī）量生產。

2.目（mù）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）在切削力的（de）擠壓作用下導致零件變形，特別是背向（xiàng）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（cùn）精度及（jí）形位公差。

　　（3）墊片剛性（xìng）差（chà），壁超薄，強度低，在切削（xuē）過（guò）程中容易產生振動使其（qí）變形。由於每次（cì）車削時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

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

　　（5）切削熱變形（xíng）。由於墊片材料為鈦合金，其強度高不易車削（xuē），切削（xuē）熱集中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使墊（diàn）片變形（xíng），特別是（shì）在車削端麵時，超薄墊片片零件因單麵受熱，在左（zuǒ）右端麵間形成溫（wēn）差而變形（xíng），造成的幾何形狀誤差非常明（míng）顯，從（cóng）而（ér）影響零件的加工精度。

　　（6）切（qiē）削用（yòng）量（liàng）引起的變形。合理選擇切削用量能夠（gòu）有效的減小切削力，從而減（jiǎn）小零件（jiàn）變形。

　　（7）鈦合金原（yuán）材料（liào）均采用鈦棒（bàng）加工，目前墊片的製造方法是采用高精度數控線切割設備，使用“慢走絲（sī）”加工，這種加工方（fāng）法的缺點是製造周（zhōu）期長，生（shēng）產效率（lǜ）低，製造成（chéng）本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決措施

　　（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及（jí）總結：①刀具材料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應（yīng）選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷續切（qiē）削或有（yǒu）衝擊時，也可采用（yòng）高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等（děng）)，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（mó）損，刀鈍會（huì）使（shǐ）零件主切削抗（kàng）力增大，造成墊片變（biàn）形，刀具切（qiē）削刃太鋒利雖然有利於切（qiē）削，但（dàn）刀具強度較低，刀具易於磨損，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（de）切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質合金車刀車（chē）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。

　　（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（yí）過大，以免工件變形。

　　（3）細化加工工序，減（jiǎn）小（xiǎo）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（jí）中，消除精加工（gōng）時切削力較大（dà）引起（qǐ）的變形，粗車後零件通（tōng）過熱處（chù）理時效消除殘餘應力，減小零件的（de）應（yīng）力變（biàn）形（xíng）。

　　（4）合理選（xuǎn）擇切削參數。合理選（xuǎn）擇切削參數，在有效（xiào）保證零件加工精度的情況下，提高（gāo）加工效率。根（gēn）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,零件越薄進給（gěi）量要越小，背吃（chī）刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削液，采用濕加工降低切削區溫度，提高表（biǎo）麵質量，延長刀具壽命。一（yī）般應選用極壓乳化液來冷卻，流（liú）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（yú）熱量集中。

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

4.工藝方案

　　墊片加工（gōng）工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

　　（1）下（xià）料。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗（qián）工鑽孔3xφ4mm孔（多件加（jiā）工）。

　　（4）熱處理（lǐ）時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車（chē）削，保證形位公差要求，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（xiào）地防止了墊片（piàn）在車削過程中的變形（xíng）量，使零件尺（chǐ）寸精度及形（xíng）位公差要求得到保證，加工質量穩定（dìng），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工藝實用性強，具有較強的推廣作（zuò）用。