​鈦合金（jīn）高精度大批量（liàng）墊片的車（chē）削工藝

　隨著科（kē）學技術的發展以及產品可靠（kào）性要求的不（bú）斷提高，產品裝（zhuāng）配調試需求鈦合金墊片（piàn）也越來（lái）越多。這類環形片狀墊片（piàn）的結構雖然簡單，其厚（hòu）度在0.7～0.4mm之間，其表麵質（zhì）量和幾（jǐ）何形狀（zhuàng）精（jīng）度要求（qiú）較高，由於其自身剛（gāng）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，並在實踐（jiàn）證明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精（jīng）度大（dà）批量墊片質量控製問題（tí）。

1.車（chē）削墊片的工藝分析

　　材料為鈦合金，用通常（cháng）的卡盤夾緊車削的加工（gōng）方法是無法保證零件（jiàn）的精度要（yào）求。此零件為環形薄片零件，加工難（nán）度有三點：一是如何解決鈦合金材料的（de）刀具（jù）問題；二是如何保證零件的加工尺寸精度及形位公差（chà）；三（sān）是如何保證（zhèng）大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片存在問題（tí）：

　　（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（lì）的擠壓作用下導（dǎo）致零件變形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓作用（yòng）使其變形，直接影響墊片（piàn）的尺寸精（jīng）度及形位公差。

　　（3）墊片剛性差（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（chē）削（xuē）時，其內（nèi）部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

　　（4）裝夾（jiá）方式及夾緊力變形。由於墊片壁超薄，如果采用徑向夾緊，受（shòu）徑（jìng）向力的作用使（shǐ）零件產生彈性變形。

　　（5）切（qiē）削熱變（biàn）形。由於墊片材料為鈦合金，其強度（dù）高不易車削（xuē），切削（xuē）熱集中於刀尖部位，刀具高溫硬（yìng）度、強度受到影響（xiǎng），刀尖（jiān）磨損加劇，熱（rè）量集中使墊（diàn）片變形，特別是在車削端麵時，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（zhuàng）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（biàn）形。合（hé）理選擇切削用量能夠有效的減小（xiǎo）切削力，從而減（jiǎn）小零件變形。

　　（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，目（mù）前墊片的製造方法是采用高精度數控線切割（gē）設備，使（shǐ）用“慢（màn）走絲”加工，這種加（jiā）工方法的缺點是製（zhì）造周期長，生產效率低，製造成本高，滿足不了批量生（shēng）產需求。

3.解決（jué）措施

　　（1）針對鈦合（hé）金難材料（liào），進行了大量的試驗及總結：①刀（dāo）具材（cái）料的選（xuǎn）擇（zé）。應盡可能采用硬質合金刀具，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（huò）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質合（hé）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（shǐ）零件主切削抗力增大，造成墊片變形（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（yú）磨損，反而使切削力增大（dà），同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角取（qǔ）γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用（yòng）量的（de）選擇。選用（yòng）較低的切削速度及較大的進（jìn）給（gěi）量和（hé）切削（xuē）深度。用硬質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時（shí）切削深度一定要大於氧（yǎng）化皮的深度（dù）。

　　（2）選擇合理的裝夾方式，采用軸向壓緊（jǐn），減小（xiǎo）工件的幾（jǐ）何形狀誤差，夾緊力（lì）不宜過大，以免工件變形。

　　（3）細化（huà）加工工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工分開進行，避免工序集中，消除精加工（gōng）時切削力（lì）較大引起的（de）變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的應力變（biàn）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（gōng）精度的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工實踐，精加工時（shí）切削速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件（jiàn）越（yuè）薄進給量要越小，背（bèi）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，提高表麵質量，延長刀具壽命（mìng）。一般（bān）應選用極（jí）壓乳化液來冷（lěng）卻，流量應充足。充分（fèn）使用切削液進行冷卻，防止零件（jiàn）熱（rè）變形，防止由於熱量集中。

　　（6）設計（jì）合理的夾具（jù），控（kòng）製墊片的變形和滿足批量生產需求。根據墊片的結構和需要，盡力（lì）滿足（zú）墊片的加工精度，設計了簡易夾具。

4.工藝方案

　　墊片加工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工（gōng）。

　　（1）下料（liào）。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗（qián）工鑽孔3xφ4mm孔（多（duō）件加工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車削，保證（zhèng）形位公差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺（cì）。

5.結語

　　通過運用以（yǐ）上車削過程控製，有效地防止了墊片在車（chē）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證（zhèng），加工質量穩定，並且提高了生產效率，降（jiàng）低了製造成本。鈦合金高精度大（dà）批量墊片車削工藝實用性（xìng）強，具有較強（qiáng）的推廣作用。