​鈦合金高精度大批量（liàng）墊片的車（chē）削工藝

隨著科學技術的發展以及產品可（kě）靠性要求（qiú）的不斷提高，產品裝配調（diào）試（shì）需求鈦（tài）合金（jīn）墊片也越來越多。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（biǎo）麵質量和幾何（hé）形狀精度要（yào）求較高（gāo），由於其自身剛性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精度很（hěn）難保證。本文（wén）通過對鈦合金墊（diàn）片的車削過程控製，並在實踐證明該車削工（gōng）藝有（yǒu）效地解決（jué）了鈦合金高精度大批量（liàng）墊片質量控製問題。

1.車削墊（diàn）片的工藝分析

材料為鈦合金，用通（tōng）常的卡盤夾緊車削的（de）加工方法是無（wú）法（fǎ）保證零件的精度要求。此零件為環形（xíng）薄片零件，加工難度有（yǒu）三點：一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（jiā）工尺寸精度及形位公差；三是如何保證大批（pī）量生產。

2.目前車削鈦合金墊片存在問題：

（1）鈦合金屬（shǔ）於難加材（cái）料，使用普通刀具車削鈦合金材料，刀具磨損快，表麵粗糙度差，精度無法保證。

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

（3）墊片（piàn）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。由於每次（cì）車削時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形（xíng）。

（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，受徑（jìng）向力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，其強度高不易車削，切削熱集中（zhōng）於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受（shòu）到影響，刀尖磨損加劇（jù），熱量集中（zhōng）使墊片變形，特別是（shì）在車削端麵時，超薄（báo）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（zào）成的幾何形狀誤（wù）差（chà）非常明顯，從而影響零件的加工精度。

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

（7）鈦（tài）合金原材料均采用鈦棒加（jiā）工，目前墊片的製造方法（fǎ）是采用高精度數控線切（qiē）割設備，使用“慢走絲”加工，這種加工方法的（de）缺點是製造周期長，生（shēng）產效率低，製造成本高，滿足不了批（pī）量生產需求。

3.解決措施

（1）針對鈦（tài）合金難材料，進行了大量的試驗及總結（jié）：①刀具材料的選擇。應盡可（kě）能采用硬質（zhì）合金刀具，並應選用與鈦合金親和力較（jiào）小的YG類硬質（zhì）合金。如為斷（duàn）續切削或有衝擊時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采（cǎi）用超細顆粒（lì）的硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀（dāo）具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零（líng）件主切削抗（kàng）力增大，造成（chéng）墊片變形，刀具切削（xuē）刃太鋒利（lì）雖然有（yǒu）利於切削，但刀（dāo）具強度較低，刀（dāo）具易於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變形，通（tōng）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切削用量的選擇。選用較（jiào）低的切（qiē）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；粗加工時切削深度一定要大於氧化皮的深度。

（2）選擇（zé）合理的裝夾（jiá）方（fāng）式，采用軸向壓（yā）緊，減小工件的幾何（hé）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（gōng）過程分段（duàn）進行，粗、精加（jiā）工（gōng）分（fèn）開進行（háng），避免工序集中，消除精加工時切削力（lì）較大引起（qǐ）的變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘（yú）應力，減小零件的應力變形（xíng）。

（4）合理選擇切削參數。合理（lǐ）選擇切削參數，在（zài）有效保證零件加工精度的情況下，提高（gāo）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（liàng）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（zhì）量，延長刀具壽命。一般應選用極壓乳化液（yè）來冷（lěng）卻，流量應充足。充分使（shǐ）用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱量（liàng）集中。

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

4.工藝（yì）方案

墊片加工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精（jīng）加工。

（1）下料。

（2）粗車削（xuē）加（jiā）工。

（3）鉗（qián）工（gōng）鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

（4）熱處理（lǐ）時（shí）效。

（5）使用軟爪（zhǎo）夾持外圓φ52mm車（chē）削，保證形位公差要（yào）求，平麵度0.01mm，垂直度0.015mm，內（nèi）孔φ20H9,倒銳（ruì）角毛刺。

5.結語

通（tōng）過（guò）運（yùn）用以上車削過程控製，有效地防止了墊片在車削過程中的變形（xíng）量，使零件尺寸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（dī）了製造（zào）成本。鈦合（hé）金高精（jīng）度大批量墊（diàn）片車削工藝實用性強（qiáng），具有較強的推廣作用。