​鈦（tài）合金高精度大批量墊片（piàn）的車（chē）削工藝

隨著科學技術的發（fā）展以及（jí）產品可靠（kào）性要求的不斷提高，產品裝配調試需求（qiú）鈦（tài）合金墊片也越來（lái）越多。這類環形片（piàn）狀墊片的結構雖然簡單，其厚（hòu）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（qí）自身剛（gāng）性差以及鈦合金材料的難加工（gōng）性，使得（dé）墊片的（de）加工精度很難（nán）保證。本文通過對鈦合金墊片的車削（xuē）過程控製，並在實踐（jiàn）證明該車削工藝有（yǒu）效地解決了鈦（tài）合金高精度大批量墊片質量控製（zhì）問題。

1.車削墊片的工藝（yì）分（fèn）析

材料為鈦合金（jīn），用通常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環形薄片零件，加工（gōng）難度有三點：一（yī）是如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（wèi）公差；三是如何（hé）保（bǎo）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（yú）難加材（cái）料，使用普通刀具車削鈦合金（jīn）材（cái）料，刀具磨損快，表麵粗糙（cāo）度差，精度無法保證。

（2）在切削力的擠（jǐ）壓作用下導致零件變形，特別（bié）是背向力的作用使（shǐ）墊片受到擠壓作用使其變形，直接（jiē）影響墊片的尺寸精度（dù）及形位公差。

（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低，在（zài）切削過程中容易產生振（zhèn）動使其變形。由於每次車削時（shí），其內部應力（lì）的釋放使其彎曲、扭曲變形。

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

（5）切削熱（rè）變形。由於墊片材料為（wéi）鈦（tài）合金（jīn），其強度高不（bú）易車削，切削熱集中於刀尖（jiān）部位，刀具高溫硬度、強度（dù）受到影響，刀尖磨損加劇（jù），熱量集中使墊片變形（xíng），特別（bié）是在車削端麵時，超薄墊片片零件因（yīn）單麵受熱，在左右端麵間（jiān）形成溫差而變形，造成的幾何形狀誤差非常明（míng）顯，從而影響零（líng）件的加工精度。

（6）切削用量（liàng）引起的變形（xíng）。合（hé）理選（xuǎn）擇切削用量能夠有效的減小（xiǎo）切削（xuē）力，從（cóng）而（ér）減小零件（jiàn）變形。

（7）鈦合金原材（cái）料均采用鈦棒加工，目（mù）前墊片的製造方法是采用高精度數控（kòng）線切割設備，使用“慢走絲”加工（gōng），這種加工方法的（de）缺點是製造周期長，生產效率低，製造成本高，滿足（zú）不了批量（liàng）生產需求。

3.解決措施

（1）針對鈦合金難材料，進行了（le）大量的（de）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（hé）力較小的（de）YG類硬質合金。如為斷續切削或（huò）有衝擊時，也可（kě）采用（yòng）高（gāo）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（de）磨損（sǔn），刀鈍會使零件主切削抗力增大（dà），造成墊片變形（xíng），刀具切削刃太（tài）鋒利雖然有利（lì）於切削，但刀具強度較低（dī），刀具易（yì）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（shí）踐，在精加工時（shí），前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較（jiào）低的切削速度及較大的進給量和切削（xuē）深度。用硬（yìng）質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時（shí）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，采用軸向壓緊（jǐn），減小工件的（de）幾何形狀誤差，夾緊力不宜過大，以免工件（jiàn）變形。

（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊片加工過程（chéng）分段進行（háng），粗、精加工分（fèn）開進行，避免工（gōng）序集（jí）中，消（xiāo）除精加工時切削力較大引起的變（biàn）形，粗車後零（líng）件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的應力變（biàn）形。

（4）合理選擇切（qiē）削參（cān）數。合理選擇（zé）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（xiǎo），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，提高表麵質量，延長刀具壽命。一般應選用極壓乳化液來（lái）冷卻，流量應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件（jiàn）熱變（biàn）形，防止由於熱量集中。

（6）設計合（hé）理的夾具，控製（zhì）墊片的（de）變形和滿足批量生產需求。根據（jù）墊片的結構和需要，盡（jìn）力滿足（zú）墊片的加工精度，設計了簡易夾具。

4.工藝方案

墊片加工工藝流程（chéng）：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

（1）下料。

（2）粗車削加工。

（3）鉗工鑽孔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（zhèng）形位公差要求（qiú），平麵度0.01mm，垂直度（dù）0.015mm，內孔（kǒng）φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結語（yǔ）

通過運用以上車削過程控製，有效地防止了（le）墊片在車（chē）削過程中（zhōng）的變形量，使零件尺寸（cùn）精度及形位公差要求得到保證（zhèng），加工質量穩定，並且提（tí）高了生產效率，降低了製造成本。鈦合金高精度大（dà）批量墊片車削（xuē）工藝實用性強，具有（yǒu）較強的（de）推廣作用（yòng）。