​鈦合（hé）金（jīn）高精度大批量墊片的車削工藝（yì）

　隨著科（kē）學技術的發展以及產品可靠性要求（qiú）的不斷提高，產品（pǐn）裝配調試需求鈦合金墊片也越來越多。這（zhè）類環形片狀墊片的結構雖然簡（jiǎn）單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量和幾何形狀（zhuàng）精度（dù）要求較高，由於其自身剛性差以及鈦合（hé）金材料的難加（jiā）工性，使得墊片的加工精度很難保證。本文通過對鈦合金（jīn）墊（diàn）片的車削過程控（kòng）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（zhì）量（liàng）控製問題。

1.車削（xuē）墊片的工藝分析

　　材料為鈦合（hé）金，用通常的卡盤夾緊車削的加工方法（fǎ）是（shì）無法保（bǎo）證零件的精度要求。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一（yī）是如（rú）何解決鈦合金材料的刀具問題；二是如何保證零件的加工尺寸精度及形位公差（chà）；三是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片（piàn）存在問題：

　　（1）鈦合金（jīn）屬於難加材料（liào），使用普通刀具車削鈦合金材料，刀具（jù）磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保證（zhèng）。

　　（2）在切削力（lì）的擠壓作用下導致零（líng）件變（biàn）形，特別是背向力的作（zuò）用使墊片受到（dào）擠壓作（zuò）用使其變（biàn）形（xíng），直接（jiē）影響墊片的尺寸（cùn）精度及形位公差。

　　（3）墊片剛性差，壁超薄，強度（dù）低，在切削過程中容易產生振動使其變形。由於每次車削（xuē）時，其內部應（yīng）力的（de）釋放使其彎曲、扭曲變形。

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

　　（5）切削熱變形。由於墊片（piàn）材料為鈦合金（jīn），其強度高不易車削（xuē），切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫（wēn）硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使墊片變形，特別是在車削（xuē）端（duān）麵時，超薄墊片片零件因單麵受熱，在左右端麵間形（xíng）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（jīng）度。

　　（6）切削用量引起的變形。合理選擇切（qiē）削用量能夠有效的減（jiǎn）小切削力，從而減小零件變形。

　　（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，目前墊片的製（zhì）造方法是采用（yòng）高精度數控線切割設備，使用“慢走（zǒu）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（hé）金（jīn）難材料，進行了大量的試驗（yàn）及總結：①刀具材料的選擇。應盡（jìn）可能采用硬（yìng）質合金刀具，並應選用與鈦（tài）合金親和（hé）力較小的YG類硬質合金（jīn）。如為斷續切（qiē）削或有衝擊時，也可（kě）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（hé）理（lǐ）選擇刀具幾何參數。刀具（jù）的磨損，刀鈍會使零件主（zhǔ）切削抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太鋒利（lì）雖然有利於（yú）切削，但刀具強度較低，刀具易於（yú）磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實（shí）踐，在精加工時，前角（jiǎo）取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切（qiē）削用量的選擇。選用較低的切削速度及（jí）較（jiào）大的進給量（liàng）和切削深度。用硬質（zhì）合金（jīn）車刀車削時，可（kě）取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度一定要（yào）大（dà）於氧化皮的深度。

　　（2）選擇合理的裝夾方式（shì），采用（yòng）軸向壓緊，減小（xiǎo）工件的幾何形狀誤差，夾（jiá）緊力不宜過大，以免工件變（biàn）形。

　　（3）細化加工工序，減小墊片（piàn）變形（xíng）。墊片加工過程分段進行，粗、精加（jiā）工分開進行，避免工序（xù）集中，消除精加工時切削力較大引起（qǐ）的（de）變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小（xiǎo）零件的應力變形。

　　（4）合理選擇切削（xuē）參數。合理（lǐ）選擇（zé）切削參數，在有效保證零件（jiàn）加工精度的情況（kuàng）下，提高加工效（xiào）率。根據經驗及加工實踐，精加工時切削速度V=50m/min,進給（gěi）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，采用濕加工降低切削區溫度，提高（gāo）表麵質量，延長（zhǎng）刀具壽（shòu）命。一般應選用極壓乳（rǔ）化液來冷（lěng）卻，流量（liàng）應充足。充分使用（yòng）切削液進行冷卻，防止零件熱變形（xíng），防止由於熱量集中。

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

4.工（gōng）藝方案

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

　　（1）下料。

　　（2）粗車削（xuē）加工。

　　（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

　　（4）熱處理時效（xiào）。

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

5.結語

　　通過（guò）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（biàn）形量（liàng），使零件尺寸精度及形位公差要求得到（dào）保證，加工（gōng）質量穩定，並且提高了生產效率，降低了製（zhì）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（jù）有（yǒu）較強的推（tuī）廣作用。