​鈦合金高精度大（dà）批量墊片的車削工（gōng）藝

隨著（zhe）科學（xué）技術的發展（zhǎn）以及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（biǎo）麵質量和幾何形狀精度要（yào）求較高，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（jiā）工（gōng）精度很難保證。本文通過對（duì）鈦合金墊片的車（chē）削過程控（kòng）製，並在實踐證明該車削工藝有效（xiào）地解決了鈦合金高精度大（dà）批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝分（fèn）析

材料為鈦（tài）合金，用通常的卡盤夾緊（jǐn）車削的加工方法是無法保證零（líng）件的精度要求。此（cǐ）零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一（yī）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；三是如何保證大（dà）批量（liàng）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（yòng）普通（tōng）刀具車削鈦合金材料，刀具磨損（sǔn）快，表麵粗糙度差，精度無法保（bǎo）證。

（2）在切削力的擠壓作用下導致（zhì）零件變形，特別是背向力的作用使（shǐ）墊片受到擠壓作用使其變形，直接影響墊片的尺寸精度及形位公差。

（3）墊片剛性差，壁超（chāo）薄，強度（dù）低，在切削過程中容易產生（shēng）振動使其變形（xíng）。由於每次（cì）車削時（shí），其內部應力的釋放使其彎曲（qǔ）、扭曲變形。

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

（5）切（qiē）削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強度高不易車削，切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫（wēn）硬度、強（qiáng）度受到（dào）影響，刀尖（jiān）磨損加劇，熱量集中使墊片（piàn）變形，特別是在車（chē）削端麵時，超薄墊片片零件因單麵受（shòu）熱，在（zài）左右端麵間形（xíng）成溫差而變形，造成的幾何（hé）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（hé）理選擇切削用量能夠有（yǒu）效的減小切削力，從而減小（xiǎo）零件變形（xíng）。

（7）鈦合金原（yuán）材料均采用鈦棒（bàng）加工，目前墊片的（de）製造方法是（shì）采用高精度數控線（xiàn）切割設備，使用“慢走絲（sī）”加工，這種加工方法的缺點（diǎn）是製造周期長，生產效率低，製造成本高，滿足不了（le）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結：①刀具材料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與（yǔ）鈦合金親和（hé）力較小的YG類硬質合金。如為斷續（xù）切削（xuē）或有衝擊（jī）時，也（yě）可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或（huò）采用（yòng）超細顆粒（lì）的硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理（lǐ）選擇（zé）刀具幾何參數。刀具的磨損（sǔn），刀鈍會使（shǐ）零件主切削抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太鋒利雖然有利於切削，但（dàn）刀具強度較低（dī），刀具易於磨損，反而使切削力增大（dà），同樣使零件變形（xíng），通過反複加（jiā）工實踐，在精加工時，前（qián）角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低（dī）的切（qiē）削速度（dù）及較大的進給量和切削深（shēn）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（yī）定要大於氧化（huà）皮的深度（dù）。

（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，夾緊力不宜過大，以免工件變形。

（3）細化加工工序，減小（xiǎo）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（gōng）序集中，消除精加工（gōng）時切削力較大引起的變形，粗車後零件通過熱處理時效（xiào）消除（chú）殘餘應（yīng）力，減小零件的應力變形。

（4）合理選擇切削參數。合理選擇（zé）切削參數，在有（yǒu）效保證零件加（jiā）工精度的情況下，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，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液，采用濕（shī）加工降低（dī）切削區溫度，提高（gāo）表麵質量，延長刀具（jù）壽命。一般應選用極壓乳化液來冷卻，流量應充足。充分（fèn）使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止（zhǐ）由於熱量集中。

（6）設（shè）計合理的夾具，控製墊（diàn）片的變（biàn）形（xíng）和滿足（zú）批量生產需求。根（gēn）據墊片的結構和（hé）需要，盡力滿足墊片的（de）加工精度，設計（jì）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（chù）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（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。

5.結語

通過運用以上車削過程控製，有（yǒu）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（gāo）精度大（dà）批量墊片車削工藝實用性強，具有較強的推（tuī）廣作用。