​鈦合金高（gāo）精度大批量墊片的車削工（gōng）藝（yì）

隨著科學技術的發（fā）展以及產品可靠性要求的不（bú）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（piàn）狀墊片（piàn）的結構（gòu）雖然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量（liàng）和幾何形狀（zhuàng）精度要求（qiú）較高，由於其（qí）自身剛性差以及鈦合（hé）金材料的難加工性，使得（dé）墊片的加工精度（dù）很難保證。本文通過對鈦合（hé）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（jiě）決了鈦合（hé）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（yòng）通常的（de）卡盤夾緊車削的加工方（fāng）法是無法保證（zhèng）零件的精度要求。此零件為環形薄（báo）片零件，加工（gōng）難度有三點（diǎn）：一是如何解決鈦合金材料（liào）的刀具問題；二是如何（hé）保證零件的加工尺寸精度及形位公差；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（tài）合金屬於難加材料，使（shǐ）用（yòng）普通刀（dāo）具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差（chà），精度無法保證。

（2）在切削力的（de）擠壓作用下導（dǎo）致零件變（biàn）形，特別是背向力的作用使（shǐ）墊片受到（dào）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，壁超薄，強度低，在切削過程中（zhōng）容易產生振動使（shǐ）其變形。由於每次車削時，其內部應力的釋放（fàng）使其彎曲、扭曲變形。

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

（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其（qí）強度高不易（yì）車削，切削熱集中（zhōng）於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集（jí）中使墊片（piàn）變形，特別是在（zài）車削端麵時，超薄墊片片零件因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差而變形，造成的幾何形狀誤差非常明顯，從而影響零件的加工精度。

（6）切（qiē）削（xuē）用量引（yǐn）起的變形（xíng）。合理選擇切（qiē）削用量能夠有效的減小切削力，從（cóng）而減小零件（jiàn）變形。

（7）鈦（tài）合金原材料均采用鈦棒（bàng）加工，目前墊片的製造方法是采用高精度數控線切（qiē）割設備，使用“慢走絲”加工，這種加工方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（jīn）難材料，進行了大量的試驗及總（zǒng）結：①刀具材料的選擇。應（yīng）盡可能采（cǎi）用硬質合金刀具，並應選用與鈦合金親和力較（jiào）小（xiǎo）的YG類硬質合金。如為斷續切削或有衝擊時，也可采（cǎi）用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用（yòng）超細顆粒的硬質（zhì）合金（如（rú）YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨（mó）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，但刀具強度（dù）較低（dī），刀具易於磨（mó）損，反（fǎn）而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角（jiǎo）取α0=8°～12°。③切削用量的選擇（zé）。選用較低的切削速（sù）度及較（jiào）大的進給量和切削深度。用硬質合（hé）金車刀（dāo）車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗（cū）加工時切削深度一定要大（dà）於氧化（huà）皮的深度。

（2）選擇合理的裝夾方式（shì），采用軸向壓緊，減小工件的幾（jǐ）何形狀誤差，夾緊力不宜過大，以免（miǎn）工（gōng）件變形。

（3）細化加工工序，減小墊（diàn）片變形。墊片（piàn）加工過（guò）程分（fèn）段進行，粗、精加工分開進行，避免工序集中，消除精加工（gōng）時（shí）切削力較大引起的（de）變形，粗（cū）車後（hòu）零件（jiàn）通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的（de）應（yīng）力變形。

（4）合理選擇切削參數（shù）。合理選擇切削參數，在有效保證零件加工精度的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工（gōng）實踐，精加工（gōng）時切削速度V=50m/min,進給量（liàng）f=0.06～0.1mm/r,零（líng）件越薄進給量要（yào）越小，背吃刀量（liàng）ap=0.05～0.1mm.

（5）選擇切削液，采用濕加工降低切削區溫度（dù），提（tí）高表麵質量，延長刀具壽命。一般應（yīng）選用極壓（yā）乳化液來冷卻（què），流量應（yīng）充足。充分使（shǐ）用（yòng）切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於（yú）熱量集中。

（6）設計合理（lǐ）的夾具，控製墊片的變形和滿足批（pī）量生產需求。根據墊片（piàn）的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了簡易夾具（jù）。

4.工藝方案

墊片加工（gōng）工（gōng）藝流程（chéng）：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗車削加工（gōng）。

（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（xuē），保證形（xíng）位公差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺（cì）。

5.結語

通過運用以上車削過程控製，有效地防止了墊片在車削過程中的變形量，使零件尺寸精（jīng）度及形位公差要求得（dé）到保（bǎo）證，加工質量穩定，並且提高了生產效（xiào）率，降低了（le）製造成本。鈦合金高（gāo）精度大批量墊片車削工藝實用性強，具有（yǒu）較強的推廣作用。