鈦合金高精度大（dà）批量墊片的車削工藝

隨著（zhe）科學技（jì）術的發展以及產品可靠性要求的不（bú）斷提高，產品裝配調（diào）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（rán）簡單（dān），其厚度在（zài）0.7～0.4mm之間（jiān），其表麵質量和幾何形狀精度要求較高，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（zhèng）。本文通過對鈦合金墊片的車削過程控製，並在實踐證明該車削工藝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（hé）金，用通常的卡盤夾緊車（chē）削的加工方法是無（wú）法保證零件的精度要求。此零（líng）件為環形薄片零件，加（jiā）工難度有三點：一是（shì）如何解決鈦合金材料的（de）刀具問題；二是如何保證（zhèng）零件的加工尺寸精度及形位公差；三是如（rú）何保證大批量生產。

2.目（mù）前車削鈦合金墊片存在（zài）問題：

（1）鈦合（hé）金屬於難加材料，使用（yòng）普通刀具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度（dù）差，精度無法保證（zhèng）。

（2）在切削力的擠壓作（zuò）用下導致零件變形，特別是背向力的（de）作用使墊（diàn）片受到擠壓作用使其變（biàn）形，直接影響墊片的尺（chǐ）寸精度及（jí）形位公差。

（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低（dī），在切削過程中容易產生振動使其變形。由於每次車削時，其內部（bù）應力的釋放使（shǐ）其彎曲、扭曲變形。

（4）裝夾方（fāng）式及夾緊力變形。由於墊片壁超薄，如果采用徑向夾（jiá）緊，受徑向力（lì）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（qí）強度高不易車削，切削熱集中於刀尖部位，刀具（jù）高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加（jiā）劇，熱量集中使墊片變形，特別是在車（chē）削端麵時，超薄墊片（piàn）片零件因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差而（ér）變形（xíng），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（qǐ）的變形。合理選擇切（qiē）削用量能夠有效的減小切削（xuē）力，從而減小零件變形。

（7）鈦合金原材（cái）料（liào）均采用鈦棒加工，目前墊片的製造方法是采用高精度數（shù）控線切割設備（bèi），使（shǐ）用“慢走絲”加工，這種加工方法的缺點是製造周期長，生產（chǎn）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（duì）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（hé）金刀具，並應選用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷續切削（xuē）或有衝擊時，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（zhǔ）切（qiē）削抗力增大，造成墊片變形，刀具切（qiē）削刃太鋒利雖然有利（lì）於切削，但刀具（jù）強度較（jiào）低，刀（dāo）具易於（yú）磨損，反而使切削力增（zēng）大，同樣使零件變（biàn）形，通過反複加工實踐（jiàn），在精加工時，前（qián）角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的（de）選（xuǎn）擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質合金車（chē）刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗（cū）加工時切削（xuē）深度一定要大於氧化皮的深度（dù）。

（2）選擇合（hé）理的裝夾方式，采用軸向壓緊，減（jiǎn）小工件的幾何形狀誤差，夾緊力不宜過大（dà），以免工件變形。

（3）細化加（jiā）工工序，減小墊片（piàn）變形。墊片加（jiā）工過程分（fèn）段進行，粗（cū）、精加工（gōng）分（fèn）開進行，避免工序集中，消除精（jīng）加工時切削力（lì）較大引起（qǐ）的變形，粗車後零件通過熱處（chù）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（xuē）參數。合理選擇切削參數，在有效保證（zhèng）零件加工精度的情況下，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（liàng）要越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液（yè），采用濕加工降低切削區（qū）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（yóu）於熱量集中。

（6）設（shè）計合理的夾（jiá）具，控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（jiā）工精度，設計了（le）簡易夾具。

4.工（gōng）藝（yì）方案

墊片加工（gōng）工藝流程：下料→粗加工→熱處（chù）理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗（cū）車（chē）削加工。

（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱處理時效。

（5）使用（yòng）軟爪夾持外圓（yuán）φ52mm車削，保（bǎo）證形（xíng）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（yǔ）

通過（guò）運（yùn）用以上車削過程控（kòng）製，有效地防止了墊片（piàn）在車削（xuē）過程中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差（chà）要求得到保證，加工質（zhì）量穩定，並且提（tí）高了生產效率（lǜ），降低了製造成本。鈦合金高精度大批量墊（diàn）片車削（xuē）工藝（yì）實（shí）用性強，具有較強的推廣（guǎng）作（zuò）用。