鈦合金高精度大批量（liàng）墊片的車（chē）削工（gōng）藝

隨著科學技術的（de）發展（zhǎn）以及產品可靠（kào）性（xìng）要求的不斷提高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越來越多（duō）。這類環形片狀墊片的結構（gòu）雖然簡單，其厚度在（zài）0.7～0.4mm之間，其表（biǎo）麵質量和幾何形狀精度要求較高，由於其自身剛性差（chà）以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精（jīng）度很難保證。本（běn）文（wén）通過對鈦合金墊（diàn）片的車削過程控（kòng）製，並在實踐證明該車削工藝有效（xiào）地解決了鈦合金高精度大批量墊（diàn）片質量控（kòng）製問題。

1.車削墊片的工藝分析

材料為鈦合金，用通（tōng）常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環（huán）形（xíng）薄片零件，加（jiā）工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料的刀具問題；二（èr）是如何保證零件的加工尺寸精度及形位公差；三是如（rú）何（hé）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（yú）難加材料（liào），使用普通刀具車削鈦合金材料，刀具（jù）磨損快，表麵（miàn）粗糙度差，精度（dù）無（wú）法保證。

（2）在切削力的擠（jǐ）壓作用下導致零件變形，特別是背向力（lì）的（de）作用使墊（diàn）片受到（dào）擠壓作（zuò）用使其變形，直接影（yǐng）響（xiǎng）墊片的尺（chǐ）寸精度及形位公差。

（3）墊片剛性差，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（nèi）部應力的釋放使其彎（wān）曲、扭曲變形。

（4）裝夾方式及夾緊力變（biàn）形。由（yóu）於墊片壁超薄，如果采用徑（jìng）向夾（jiá）緊，受徑向力的作用使零件產生彈性變形。

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

（6）切削（xuē）用量引起的變形。合（hé）理選擇切削用量能夠有效的減小切削力，從而減小零（líng）件變形（xíng）。

（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，目前墊（diàn）片的製造方法是（shì）采用（yòng）高精度數控線切割設備，使用“慢走絲”加工，這種（zhǒng）加工方（fāng）法的缺點是製造周（zhōu）期長，生產效率低，製造（zào）成本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決（jué）措施

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及總結：①刀具材料的選擇。應盡（jìn）可能采（cǎi）用硬（yìng）質合金刀具，並應選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如為（wéi）斷續切削或有衝擊（jī）時，也可（kě）采用高速鋼刀（dāo）具（jù）(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用（yòng）超（chāo）細顆粒的硬質合金（jīn）（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨（mó）損，刀（dāo）鈍（dùn）會使零件主切削（xuē）抗力增大，造（zào）成墊片變形，刀具切（qiē）削刃（rèn）太鋒利雖（suī）然有利（lì）於切削，但刀具強度較低，刀具易於磨損，反而使切（qiē）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（zé）。選用較低（dī）的（de）切削速（sù）度及較大的進給量和切削深度（dù）。用硬（yìng）質合金車刀車削時（shí），可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度一定要大於（yú）氧化皮的深度。

（2）選擇合（hé）理的裝夾方式，采用軸向壓緊（jǐn），減小工件的幾（jǐ）何形狀誤差，夾緊力不宜過（guò）大，以免（miǎn）工件（jiàn）變形。

（3）細化加（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（háng），避免工序集中，消除精加工時（shí）切削力（lì）較（jiào）大引起的變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零（líng）件的應（yīng）力變形。

（4）合理選擇切削參數。合理選擇切削參數，在有效保證零件加工精（jīng）度的情況下，提高（gāo）加工效率。根據經（jīng）驗及加工實踐（jiàn），精（jīng）加工時切削速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越（yuè）薄進給量要越小，背（bèi）吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液，采用（yòng）濕加工降低切削區溫度，提高表麵質量，延長刀具壽命。一般應選（xuǎn）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（rè）變形，防止由於（yú）熱（rè）量集中。

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

4.工藝（yì）方案

墊（diàn）片加工工藝（yì）流程：下料→粗加工→熱處理（lǐ）（時效）→精加工（gōng）。

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗工鑽（zuàn）孔3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱處理時效。

（5）使用軟（ruǎn）爪夾持外圓φ52mm車（chē）削（xuē），保證形位公差（chà）要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結（jié）語

通過運用以上（shàng）車削過程控製，有效（xiào）地防止了墊片在車削過程（chéng）中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要求得到保證，加工質量穩定，並（bìng）且（qiě）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（jiào）強的推（tuī）廣作用。