鈦合金高精度大（dà）批量墊片的車削（xuē）工藝

隨（suí）著科學技術的發展以及產品可靠（kào）性要求的不斷（duàn）提高，產品裝（zhuāng）配調試需求鈦（tài）合金墊片也越來越多。這（zhè）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（hé）幾何（hé）形狀精度要求較高，由於其自身剛性差以及鈦合金（jīn）材料（liào）的（de）難加工性，使得墊片（piàn）的加工精度很難保證。本文通過對鈦合金（jīn）墊片的車削過程控製（zhì），並（bìng）在實踐證明該車削工（gōng）藝有效地解決了鈦合金高精度（dù）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（jīn），用通常的卡盤夾緊車削的加工（gōng）方法是無法保證零（líng）件的精度要求。此零件為環形薄片（piàn）零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料（liào）的刀具問題；二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（hé）金墊片存在問題：

（1）鈦合金屬於（yú）難加材料，使用普通刀具車（chē）削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙（cāo）度差，精（jīng）度無法保證。

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

（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低，在（zài）切（qiē）削過程中容易產生振動使其變形。由於每次車削時，其內部應力的釋放使其（qí）彎曲、扭（niǔ）曲變形。

（4）裝（zhuāng）夾（jiá）方式及夾緊（jǐn）力變（biàn）形。由於墊片壁超薄，如果采用徑向夾緊，受徑（jìng）向力的（de）作（zuò）用使零件產生彈性變形。

（5）切削熱（rè）變形（xíng）。由（yóu）於墊片（piàn）材料為鈦合金，其強度高不易車削，切削熱集中（zhōng）於（yú）刀（dāo）尖部位，刀具高溫硬（yìng）度、強度（dù）受到影響，刀尖磨損加劇，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麵受熱，在左右端麵間（jiān）形成（chéng）溫差而變形，造成的（de）幾何形狀誤差非（fēi）常明顯，從而影響零件的加工精度。

（6）切（qiē）削用量引起（qǐ）的變形。合理選擇切削用量能夠有效的減小切削力，從而減小（xiǎo）零件變（biàn）形。

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

3.解決措施

（1）針對鈦合金難材料，進行了大量的試驗（yàn）及總結：①刀（dāo）具材料的選擇。應盡可能采用硬質合金刀具（jù），並應選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如（rú）為斷續切削或有衝擊時，也（yě）可采用高（gāo）速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的硬質合金（如（rú）YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零（líng）件主切削抗（kàng）力增（zēng）大（dà），造成墊片變形，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（shǐ）切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在（zài）精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質（zhì）合金車（chē）刀車削時，可取（qǔ）s=0.1～0.3mm/r；粗（cū）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（yòng）軸向壓緊，減小工件的幾何形狀誤差，夾緊力不宜過大，以（yǐ）免工件變形（xíng）。

（3）細化加工工序，減小墊片（piàn）變（biàn）形（xíng）。墊片（piàn）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）切削力較（jiào）大引起的變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘（yú）應力，減小零件的應力變形。

（4）合理選擇切削參數。合理選擇切削參（cān）數，在有（yǒu）效保證零件加工精度的（de）情況下（xià），提高加工效率。根據經驗及（jí）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（zé）切削液，采用濕加工降低切削區溫度，提高（gāo）表麵（miàn）質量，延長刀具壽命。一（yī）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（líng）件熱變形，防止由於熱量集中。

（6）設（shè）計合理的夾具，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，盡力滿足墊片的加工精度，設（shè）計了簡易夾具（jù）。

4.工（gōng）藝（yì）方案

墊片加工工藝流程：下料（liào）→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3xφ4mm孔（多件加（jiā）工）。

（4）熱處理時效。

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

5.結語

通過運用以上車削過程控製，有效地防止了墊片（piàn）在車削過程中（zhōng）的（de）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（liàng）穩（wěn）定，並且提高了生產效率，降低了製（zhì）造成本。鈦合金高精度大批量墊片車削工藝實用性強（qiáng），具有（yǒu）較強的推廣作用。