​鈦合金（jīn）高精度大（dà）批（pī）量（liàng）墊片的車（chē）削工藝

　隨著科學技術的發展以及產品可靠性要求的不斷提高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越來越多。這類環形片狀（zhuàng）墊片的結（jié）構雖然簡單（dān），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（jiào）高，由於其自身（shēn）剛性差以及鈦合金材料的難加工性（xìng），使（shǐ）得墊片的加工精度很難保證。本（běn）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（xiào）地解決了鈦合金高精度大批量（liàng）墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝分析

　　材料為（wéi）鈦合金，用通常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法（fǎ）保證（zhèng）零件的精度要求。此（cǐ）零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決（jué）鈦（tài）合金材料的（de）刀（dāo）具問（wèn）題；二是如（rú）何保證零件的加工尺寸精（jīng）度及（jí）形位公差（chà）；三（sān）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）鈦合金屬於難加材料，使用普通刀具車（chē）削（xuē）鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保證。

　　（2）在切削力的擠壓作用下導致零件變形，特別是背（bèi）向力的作用使墊片受到擠壓作用使（shǐ）其變形，直接影響墊片的尺寸精度及形（xíng）位公差。

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

　　（4）裝夾方式及夾緊力變形。由於墊片壁（bì）超薄，如（rú）果采用徑向夾緊，受徑（jìng）向力的作用（yòng）使（shǐ）零件產生彈性（xìng）變形。

　　（5）切削（xuē）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，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使（shǐ）墊片變形，特（tè）別是在車削端麵時，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（xiǎn），從而影響零件（jiàn）的加工精度。

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

　　（7）鈦合金原材料均采（cǎi）用鈦棒加工，目前墊（diàn）片的製造方法是（shì）采用高精度數控線切割設備，使用“慢走絲”加（jiā）工，這種加工方法的缺點是製造周期長（zhǎng），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（zhēn）對鈦合金難材料，進行了大量（liàng）的試驗及總結（jié）：①刀具材料的選擇。應（yīng）盡可能采用硬質合金（jīn）刀具，並應選（xuǎn）用與鈦合金親和力較小的YG類硬質合金。如為斷（duàn）續切削或有衝擊時，也可采用高速（sù）鋼（gāng）刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的（de）硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削（xuē）抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太（tài）鋒利雖然有利於切削，但刀（dāo）具強度較低，刀具易（yì）於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反（fǎn）複加工實踐，在精加工時，前角（jiǎo）取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選（xuǎn）用較低的（de）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（shí）切削深度一定要大於氧化皮的深（shēn）度。

　　（2）選擇合理的（de）裝夾方式，采用軸向壓（yā）緊，減小工件的幾何形狀誤差（chà），夾緊力不宜過大，以免工件變形。

　　（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊片加（jiā）工（gōng）過程分段進行，粗、精加工（gōng）分開（kāi）進行，避免（miǎn）工序集中，消除精加工時切削（xuē）力較大引起的變形，粗車後零件通過熱處（chù）理時效消除殘（cán）餘應力（lì），減小零件的應力變形。

　　（4）合理選擇切削參數。合（hé）理選（xuǎn）擇切削參數（shù），在有效保證零件加工精度（dù）的情況下，提高加工效率。根（gēn）據經驗及加工實踐，精加工時（shí）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）選擇切削液，采用（yòng）濕加工（gōng）降（jiàng）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冷卻（què），流量應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱（rè）變形，防止由於（yú）熱量集中。

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

4.工藝方案

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

　　（1）下料。

　　（2）粗車削加（jiā）工。

　　（3）鉗工鑽（zuàn）孔3xφ4mm孔（多件加工）。

　　（4）熱（rè）處理時效。

　　（5）使用（yòng）軟（ruǎn）爪夾持外圓φ52mm車削，保證形位公（gōng）差要求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角（jiǎo）毛刺。

5.結語

　　通過運用以上車削過程控製，有效地防止了墊（diàn）片在車削過程（chéng）中的變形（xíng）量，使零件（jiàn）尺寸精度及形位公差要求得（dé）到保證，加工質量穩定，並且提高了生產（chǎn）效率，降低了製造成本。鈦（tài）合金高精度大批量墊片車削工藝實用（yòng）性強（qiáng），具有較強的推廣作用（yòng）。