​鈦合（hé）金高精度大批量墊片（piàn）的（de）車削工藝

　隨著科學技術的發（fā）展以及產品（pǐn）可靠性要求的不斷提高，產品裝配調試（shì）需求鈦（tài）合金墊片也越（yuè）來越多。這類（lèi）環形片狀墊片的結構雖（suī）然簡單，其厚度在（zài）0.7～0.4mm之間（jiān），其表麵質量和幾何形（xíng）狀精度要求較高（gāo），由於其自（zì）身剛（gāng）性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加工精度很難保證。本文通過對鈦合金墊片的車削過程（chéng）控製，並在實（shí）踐證明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精度（dù）大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊（diàn）片的工藝（yì）分析

　　材料（liào）為（wéi）鈦合金，用通常的卡盤夾緊車削（xuē）的（de）加（jiā）工方法是無法保證零件的精度要求。此零件（jiàn）為環形薄片（piàn）零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料的（de）刀具問題；二（èr）是如（rú）何保證（zhèng）零件的加工尺寸精度及形位公差；三是如何保證大（dà）批（pī）量生產。

2.目前（qián）車削鈦合金墊片存在（zài）問（wèn）題：

　　（1）鈦合金屬於難（nán）加材（cái）料（liào），使用普通刀具車削鈦（tài）合金材（cái）料，刀具磨損快，表麵粗糙度（dù）差，精度無法保證。

　　（2）在（zài）切（qiē）削力的擠壓作（zuò）用下導致零（líng）件變形，特別是背（bèi）向力的作用使墊片受到擠壓（yā）作用使其變形（xíng），直接影響墊片的尺寸精度及形位公（gōng）差。

　　（3）墊片剛性差（chà），壁超薄，強度低，在切削過程中容易產（chǎn）生（shēng）振（zhèn）動使其變形。由於每次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

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

　　（5）切削熱變（biàn）形。由（yóu）於墊片材料為鈦合金（jīn），其強（qiáng）度高不易車削，切削熱（rè）集中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強（qiáng）度（dù）受到影響（xiǎng），刀尖磨損加劇，熱（rè）量集中使（shǐ）墊（diàn）片變形，特別是在（zài）車削端麵時，超薄墊片（piàn）片零件因單麵受熱，在左右端麵間形成溫差而變形（xíng），造成（chéng）的幾何形狀誤差非常明顯，從而影響（xiǎng）零（líng）件的加工精度。

　　（6）切削用量引起的變形。合理選擇切削用量能夠有效的減小切削力，從而減（jiǎn）小零（líng）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（gāo）精度數控線（xiàn）切割設（shè）備，使（shǐ）用“慢走絲”加工，這種加（jiā）工方法（fǎ）的缺點是製造（zào）周期（qī）長，生產效率低，製造成本（běn）高，滿足不（bú）了（le）批量生產需求。

3.解決措施

　　（1）針（zhēn）對鈦合金難材（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（néng）采用硬質（zhì）合金刀具（jù），並應選用與鈦合（hé）金親和力較（jiào）小的YG類硬質合金。如為斷續切削或（huò）有衝（chōng）擊時，也可采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒（lì）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（dà），造成（chéng）墊（diàn）片變（biàn）形，刀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（yú）磨損，反而使切削力增大，同樣使（shǐ）零件變形，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切削用量的選擇。選用（yòng）較（jiào）低的切削速度及較大的進給（gěi）量和（hé）切（qiē）削深度。用硬質合金車刀車削（xuē）時，可取s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度一定要大於氧（yǎng）化皮的深度。

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

　　（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，消除精加工時切削力較大引起的變形，粗車後零件通過熱處理時效消除殘餘應力，減小零（líng）件的應力（lì）變形。

　　（4）合理選擇切削參數。合理選擇切（qiē）削參數，在有效保證零件加工精度的情況下（xià），提高加工效率。根據經驗及加工實踐，精加工時（shí）切削速（sù）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（xuē）液（yè），采用濕加工降低切削區溫度，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（chōng）足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱量集中。

　　（6）設計合理的夾具，控製墊片的變形和滿足批量生（shēng）產需求（qiú）。根據墊片的結構和需要，盡力（lì）滿足（zú）墊片的（de）加工精度，設計了（le）簡易夾具。

4.工藝方案

　　墊片加工（gōng）工藝流程：下料（liào）→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（jiā）工）。

　　（4）熱處（chù）理時效。

　　（5）使用（yòng）軟爪夾持外圓（yuán）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（ruì）角毛刺。

5.結語

　　通過運用以上（shàng）車削過程控製，有效地防止了墊片（piàn）在車削過程（chéng）中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要求得到保證，加（jiā）工質量穩定，並（bìng）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，具有較強的推廣作用。