​鈦合金高精度大批量墊片的車削工（gōng）藝

隨著科學技術的發展以及（jí）產品可（kě）靠性要求的不斷提高，產品裝配調試需求鈦合（hé）金墊片也（yě）越（yuè）來越多。這類環形片狀墊片的結構雖然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量和幾何形狀精度要求較高，由於（yú）其自身剛性差以及鈦（tài）合金材料的難加工（gōng）性，使得墊（diàn）片的加工精度很難保證。本文通過對鈦合金墊（diàn）片的車（chē）削過程控製，並在（zài）實踐證明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精度大（dà）批（pī）量墊片質（zhì）量控製問題。

1.車削墊片的工藝分析

材料（liào）為鈦合金，用通常的卡盤夾（jiá）緊車削的加工方（fāng）法是無法保證零件的精度要求。此零件（jiàn）為環形薄片零件，加工難度有三點（diǎn）：一是如何解決鈦合金材（cái）料的（de）刀（dāo）具問題；二是如何保證零（líng）件的（de）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，使用普（pǔ）通刀具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差，精度無（wú）法保證。

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

（3）墊片剛（gāng）性差，壁超薄，強度低，在切削過程中容易產（chǎn）生振動使其變形。由於每次（cì）車削時，其內（nèi）部（bù）應（yīng）力的釋放使其彎曲、扭曲（qǔ）變形。

（4）裝夾方式及夾緊力變形。由於墊片（piàn）壁超薄，如果采用徑向夾緊，受徑向力的作（zuò）用使（shǐ）零（líng）件（jiàn）產（chǎn）生彈（dàn）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，切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫（wēn）硬度、強度受到影（yǐng）響，刀尖（jiān）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（jiàn）因單麵受熱（rè），在左右端麵間（jiān）形成溫差而變形（xíng），造成的幾何形狀誤（wù）差非常明顯，從而影響零（líng）件的加（jiā）工精度。

（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小切削力，從而減小（xiǎo）零件變形。

（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加工，目前墊片的製造方法是采用高精度數控線切割設（shè）備，使用（yòng）“慢走絲”加（jiā）工，這種加工方法的缺點（diǎn）是製造周期長，生產效（xiào）率低，製（zhì）造（zào）成（chéng）本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決措施（shī）

（1）針對鈦合（hé）金難材（cái）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金刀具，並應選用與鈦合金親和力較小的YG類（lèi）硬質合金。如為（wéi）斷續切削（xuē）或有衝擊時，也可采用高（gāo）速（sù）鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采（cǎi）用（yòng）超細顆（kē）粒的硬質合金（如（rú）YG10H、YG8W等）。②合理選（xuǎn）擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍（dùn）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（yú）切削，但刀具（jù）強度（dù）較低，刀具易於磨（mó）損，反而使切削力增大，同（tóng）樣使零（líng）件變形，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（qiē）削深度一定要大於氧化皮的深度。

（2）選擇（zé）合理的裝夾方式，采用軸向壓緊，減小工件的幾何形狀（zhuàng）誤差，夾緊（jǐn）力不宜過大，以免工件（jiàn）變形。

（3）細化加工（gōng）工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工分開（kāi）進行，避免工序集中，消除（chú）精加工（gōng）時切削力較大引起（qǐ）的變形，粗車後零件通過熱處理（lǐ）時效消除殘餘應力，減（jiǎn）小零件的應力變形。

（4）合理選擇切削參數。合理選擇切削（xuē）參（cān）數，在（zài）有效保證零件加工精度的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工實踐（jiàn），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）選擇切（qiē）削液，采用（yòng）濕加工降低（dī）切（qiē）削區溫度，提（tí）高表麵質量（liàng），延長刀具壽命（mìng）。一般應選用極（jí）壓乳化液來冷卻，流（liú）量（liàng）應充足。充分使（shǐ）用切削液進行冷卻，防止零件熱（rè）變形，防止（zhǐ）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（jù）墊片的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了簡易夾具。

4.工藝方案

墊片加工工（gōng）藝流程：下料→粗加工→熱處理（時（shí）效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱處理時效。

（5）使（shǐ）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,倒銳角毛刺。

5.結語

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