​鈦合金高精度大批量（liàng）墊（diàn）片（piàn）的車削工藝

　隨著科學（xué）技術的發展以及產品可靠性要求的不斷（duàn）提高，產品裝配調試需求鈦合金墊（diàn）片也越來越多。這類環形片狀墊（diàn）片的結構雖然簡單，其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵（miàn）質量和幾何形狀精度（dù）要求（qiú）較高，由於（yú）其自身剛（gāng）性差（chà）以（yǐ）及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精度很難保證。本文通過（guò）對鈦合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決（jué）了鈦合金高精（jīng）度大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的工藝（yì）分（fèn）析

　　材料為鈦合金，用通常的卡盤夾緊（jǐn）車削的加（jiā）工方法是無法保證零（líng）件的精度要求（qiú）。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料的（de）刀具（jù）問題；二是如何（hé）保證零件的加工（gōng）尺寸精度及形位公差；三是如何保證大批量生產（chǎn）。

2.目前車削鈦合金墊片存在問題（tí）：

　　（1）鈦合金屬於難加材料，使用（yòng）普通刀具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保（bǎo）證。

　　（2）在切削力的擠壓作（zuò）用下（xià）導致零件變形，特別是背（bèi）向力的作用使墊片受（shòu）到（dào）擠壓作用使其變形，直接影響墊（diàn）片的尺（chǐ）寸精度及（jí）形位（wèi）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（shǐ）其變形（xíng）。由於每次車削時，其內部應（yīng）力（lì）的釋放使（shǐ）其彎曲、扭曲變形。

　　（4）裝夾方式及夾緊（jǐn）力變形。由於墊片壁超薄，如果采用徑向夾緊，受徑向力的作用使零件產生（shēng）彈性變（biàn）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，刀具高溫硬度、強（qiáng）度受到影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使墊片變形，特（tè）別是在車削端麵時，超薄墊片片零件因單麵（miàn）受熱（rè），在左右端麵（miàn）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（líng）件的加工精度。

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

　　（7）鈦合金原材料均采用鈦棒加（jiā）工，目前墊片的（de）製造方法（fǎ）是采用高精度數（shù）控線切割設備，使用（yòng）“慢走絲”加工，這種加工方法（fǎ）的缺點是製造周（zhōu）期長（zhǎng），生產效率低，製造成本高，滿（mǎn）足不了批量生產需求。

3.解決措施

　　（1）針對鈦合金難材料，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（yòng）與鈦合金親和力較小（xiǎo）的YG類硬質合金（jīn）。如為斷續切削或有衝擊（jī）時，也可采用高速鋼刀具(如（rú）W2Mo9Cr4VCo8等)，或（huò）采用超細顆（kē）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，刀鈍會使零件主切削抗力增大，造成墊（diàn）片變形，刀（dāo）具切削刃太鋒利雖然有利於切削，但刀具強度較低，刀具易於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通過反複加工實踐，在精（jīng）加工（gōng）時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削（xuē）用量的選擇。選用（yòng）較低的切削速度及（jí）較大的進（jìn）給量和（hé）切削深度。用硬質合金車刀車削時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度（dù）一定（dìng）要大於氧化皮的深度。

　　（2）選擇合（hé）理的裝夾方式，采用軸向壓緊，減小工件的幾何形狀誤差（chà），夾緊（jǐn）力（lì）不宜過大，以免工件（jiàn）變形。

　　（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊片加工過程分段進行，粗、精加工分開進行，避免工序集中（zhōng），消除精加工時切削力較大引起的（de）變形，粗車後零件通（tōng）過熱處理時效消除殘餘應力，減小零件的應力變形。

　　（4）合（hé）理選擇切削參數。合理選擇切削參數（shù），在有（yǒu）效保證零件加工（gōng）精（jīng）度（dù）的（de）情況（kuàng）下，提高加工效率（lǜ）。根據經驗（yàn）及加工實踐，精加工時切削速（sù）度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零件越薄進給量（liàng）要越小，背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削液（yè），采用濕加工降低切削（xuē）區溫度，提高表（biǎo）麵質量，延長刀具壽命。一般應選用極壓乳化液來冷卻，流量應充足。充分使用切削液進行（háng）冷（lěng）卻，防止（zhǐ）零件熱變形，防止由於熱量集中。

　　（6）設（shè）計合理的（de）夾具，控（kòng）製墊片的變形和滿（mǎn）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（de）加工精度，設計了簡易夾具。

4.工藝（yì）方案（àn）

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

　　（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，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

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