​鈦合金高精（jīng）度大批量墊片的車削工藝

　隨著科學技（jì）術的發展以及產品可靠性要求的不斷提高（gāo），產品裝配調試需求鈦合金墊片也（yě）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，其表麵質量和幾何形狀精度要求較高，由於其自（zì）身剛性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加（jiā）工精度很難保證。本文通過對鈦（tài）合金墊片的車（chē）削過程控（kòng）製，並在實踐證明該車削工藝有（yǒu）效地解決了鈦合金高精（jīng）度大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝分析

　　材（cái）料為鈦合金，用通（tōng）常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法（fǎ）保證零件（jiàn）的精度要求。此零件為環形（xíng）薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決（jué）鈦合金材料的刀具問題；二是如何保證零件的加工尺（chǐ）寸精度及形位公差；三是如何保證大（dà）批量生產。

2.目前車削鈦合（hé）金（jīn）墊片存在問題：

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

　　（2）在（zài）切削力的擠壓作用下導致零件變形，特別（bié）是背向力的（de）作用使墊片受到擠（jǐ）壓作用使（shǐ）其變形，直接影（yǐng）響墊片的（de）尺寸精度及形位公差（chà）。

　　（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低，在切削過（guò）程中容（róng）易產生振動使其變形（xíng）。由（yóu）於每次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲（qǔ）、扭曲變形。

　　（4）裝夾方式及夾（jiá）緊力變形。由於墊片壁超薄，如果采用徑向夾緊，受徑向力（lì）的作用使零件產（chǎn）生彈性變形。

　　（5）切削熱變形。由於（yú）墊（diàn）片材料為鈦合金（jīn），其強（qiáng）度高（gāo）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，刀尖磨損加（jiā）劇，熱量集中使墊（diàn）片變形，特別是在車削端麵時，超薄墊（diàn）片片零件（jiàn）因（yīn）單麵受熱，在左右（yòu）端麵間形成溫差而變形，造（zào）成（chéng）的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。合理選擇切削用量能夠有效的減小（xiǎo）切削力，從而減小零件（jiàn）變形。

　　（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加（jiā）工，目前墊片（piàn）的製造方法是采用高精度數控線切割設備，使用“慢走絲”加工，這種加（jiā）工方（fāng）法的缺點是製造周期長，生產效率低，製造成本高（gāo），滿（mǎn）足不（bú）了批量（liàng）生產（chǎn）需求。

3.解決措施

　　（1）針對鈦合（hé）金難材料，進行（háng）了大量的試驗及總結：①刀具材（cái）料的選擇。應盡可能采用硬（yìng）質合金刀（dāo）具，並應選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金（jīn）。如為斷續切削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(如（rú）W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的硬質合（hé）金（如（rú）YG10H、YG8W等）。②合理選（xuǎn）擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削（xuē）抗力增（zēng）大，造成墊片變（biàn）形（xíng），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，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角（jiǎo）取（qǔ）γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削（xuē）用量的選擇。選用較（jiào）低（dī）的切削速度及較（jiào）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（yā）緊，減小（xiǎo）工件（jiàn）的幾何形狀誤差，夾緊力不宜過（guò）大，以（yǐ）免工件變（biàn）形。

　　（3）細化（huà）加（jiā）工工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工分開進行，避（bì）免工序集中，消除（chú）精加工（gōng）時切削力較大引起的變形，粗車後零件通過熱處（chù）理時（shí）效消（xiāo）除殘餘（yú）應力，減小零件的應力（lì）變形。

　　（4）合理選擇切削參數。合理選擇（zé）切削參數，在有效保（bǎo）證零件加工精度的情況下（xià），提高加工效率。根（gēn）據經驗及加工實踐，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（bèi）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（zhì）量，延長刀具壽命。一般應選用極壓（yā）乳化液（yè）來冷卻，流量（liàng）應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件（jiàn）熱變形，防止由於熱量集中。

　　（6）設計合理的夾具，控製墊片的變形（xíng）和滿足批量生產需求（qiú）。根據墊片（piàn）的結構和需（xū）要，盡力滿足墊片的加工精（jīng）度（dù），設計了簡易夾具。

4.工（gōng）藝方案

　　墊片加工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

　　（1）下料。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗工鑽孔（kǒng）3xφ4mm孔（多件加工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車削，保證形（xíng）位公（gōng）差（chà）要求，平（píng）麵（miàn）度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔（kǒng）φ20H9,倒銳角毛（máo）刺。

5.結語

　　通過運用以上車削過程控（kòng）製，有效地防止了（le）墊片在車削（xuē）過程中的變形量，使零件尺寸精度及（jí）形位（wèi）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。鈦合金高精（jīng）度大批量墊片車削工藝實用性（xìng）強（qiáng），具有（yǒu）較強的（de）推（tuī）廣作用。