​鈦合（hé）金高精度大批量墊片的車削工藝

隨（suí）著科學技（jì）術的發展以及（jí）產（chǎn）品（pǐn）可靠性要（yào）求的不斷提高，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（de）結構雖然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其（qí）表麵質量（liàng）和幾何形狀精（jīng）度要求較高，由於其自身剛性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精度很難保證。本文通過對（duì）鈦（tài）合金墊片的車削（xuē）過程控製，並在實踐證明該車削工藝（yì）有效地解決了鈦合金高精度大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝分析

材料為鈦合金，用通常的卡盤（pán）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（piàn）零件，加工（gōng）難度有三點：一是如何解決鈦合金（jīn）材料的刀具問題；二是如何保（bǎo）證零件的加工尺（chǐ）寸精度及（jí）形位公差；三是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片存在問題：

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

（2）在切（qiē）削力的擠壓作用下導致零件變形，特別是（shì）背向力的（de）作用使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（gōng）差。

（3）墊片剛（gāng）性差，壁超薄，強度低，在切削過程（chéng）中容易產生（shēng）振動使其變（biàn）形。由於每次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲（qǔ）、扭曲變形。

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

（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強度高不易車削，切削熱（rè）集中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度（dù）受到影響，刀尖（jiān）磨損加劇，熱（rè）量集中使墊片變形，特別是在車削端麵時，超薄（báo）墊片片零件因單麵受（shòu）熱，在左右端（duān）麵間形成溫差而變形，造成的幾何形（xíng）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（xíng）。合（hé）理選擇切削用量能夠有效的減小（xiǎo）切削力，從而減小零件變形。

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

3.解決（jué）措施（shī）

（1）針對鈦合金難材料，進行了大（dà）量（liàng）的試驗及總結（jié）：①刀具材料的選擇。應盡可能采用硬（yìng）質合金刀具（jù），並應選用與鈦（tài）合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷續切削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(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。刀具的磨損，刀鈍會使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，但刀（dāo）具強度較低，刀具易於磨損，反而使切削力增大（dà），同樣使零件變形（xíng），通過反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削（xuē）用量的選擇。選用較低（dī）的切削速（sù）度及較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（xuē）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，減小工件的幾（jǐ）何（hé）形狀誤差，夾緊力不宜過大，以免工件變形。

（3）細化加工工序，減小墊片變（biàn）形。墊片（piàn）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（jīng）加工時切削力較大引起（qǐ）的變形，粗車後零（líng）件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的應力變形。

（4）合理選擇切削參數。合（hé）理選擇切削參數，在（zài）有效保證零件（jiàn）加工精度（dù）的情況下，提高（gāo）加工效率（lǜ）。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（yuè）小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削（xuē）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。一般應選用極壓乳化液來冷卻，流量應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱量集中。

（6）設計合理的夾具，控製墊片的變（biàn）形和滿足批量生產需求。根（gēn）據墊片的結構和需要（yào），盡（jìn）力滿足墊片的加工精（jīng）度，設（shè）計了簡易夾具。

4.工藝方案

墊片加工工藝（yì）流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗（cū）車削加工。

（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱處理（lǐ）時效。

（5）使用軟爪（zhǎo）夾持外圓（yuán）φ52mm車削，保證形位公差（chà）要求（qiú），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（xuē）過（guò）程控（kòng）製，有效地（dì）防止（zhǐ）了墊片在車削過（guò）程中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要求得（dé）到保證，加（jiā）工質量（liàng）穩定，並（bìng）且提高（gāo）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（jù）有（yǒu）較強的推（tuī）廣作用（yòng）。