山東北方民爆器材有限公司與國內(nèi)某知名高校合作進(jìn)行科研項目研制，其中有一零件（見圖1）是鈦合金材料，該鈦合金材料共有四種不同的化學(xué)成分，分別是TC4、T3、T760、T820，其中TC4棒材在市場能夠買到，其余三種屬于特殊鈦合金鋼材，市場上購買不到，由高校負(fù)責(zé)提供。每種材料均加工幾件，合計有10余件。該零件技術(shù)要求：外表面與內(nèi)表面同軸度誤差≤0.04mm，表面粗糙度值。

　　1. 工藝分析

　　（1）因為受到加工數(shù)量以及材料的影響，不可能采用熱鍛粗成形方法提供毛坯，也不可能采用板材旋壓成形工藝，只能采用棒料加工的方法實現(xiàn)。

　　（2）加工路線分析：該零件屬于典型的薄壁件，最厚處為2.2mm，最薄處在裙邊，只有1.37mm。擬定的兩條工藝路線為：①先內(nèi)后外法：先將內(nèi)圓弧SR24.6mm加工完畢，然后切斷，配車專用定位心軸，頂尖頂緊再車削。②先外后內(nèi)法：棒料外圓粗精車后，利用數(shù)控車床子程序嵌套，逐步逼近車出外圓弧SR25.5mm，然后切斷，配車專用定位螺套鎖緊，內(nèi)孔刀再車削完成。第一種方法會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)心部加工不到的情況，滿足不了圖樣要求。第二種方法裝夾牢固，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

　　（3）根據(jù)筆者加工鈦合金的經(jīng)驗，切削加工圖  1鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強度高、導(dǎo)熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料。

　　由于高速鋼的耐熱性差，因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀片，YG（K）類硬質(zhì)合金比較合適，常用YG8、YG6X、YG3、YW1、YW2，建議使用YW1、YW2牌號的刀片，因為材料含有細(xì)密的碳化鉭（鈮）硬質(zhì)組織，在1  000℃時仍能保持65HRC以上的紅硬性，抗鈦親和能力比較明顯，在車削時配合合適流量（150L/min左右）微乳切削液，主切削刃耐用度保持在45min左右，磨損極限0.36mm。內(nèi)孔刀建議采用焊接形式，焊接刀制造低廉，重復(fù)利用率高。

　　2. 加工過程

　　（1）夾持棒料，粗精車外圓、外球缺至尺寸，切斷（見圖2）。鈦合金在加工過程中會因為刀具磨損快出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象，硬化層能達(dá)到0.1～0.5mm，表面硬度達(dá)到55HRC以上。因此為防止出現(xiàn)上述加工弊端，加工參數(shù)必須掌握好，經(jīng)過現(xiàn)場試驗與調(diào)整，可以參考附表。

　　在切斷時，注意保持平面與外圓弧的跳動值≤0.008mm，否則會對之后的內(nèi)圓弧加工造成嚴(yán)重影響。

　　（2）精車內(nèi)圓弧到圖樣尺寸要求。將留有加工余量的本體裝入機床主軸，數(shù)控精車內(nèi)圓弧SR25.5mm，球缺弦長至尺寸要求，裝入圖2所示的零件，用鎖緊螺母預(yù)緊。百分表找正，表跳控制在0.02mm以內(nèi)，且要找正兩點以上同時滿足（見圖3）。數(shù)控車床子程序嵌套，逐步逼近車出外圓弧SR24.6mm及底厚。

　　3. 結(jié)語

　　經(jīng)過該工藝流程加工的10余件零件，測量后完全滿足圖樣要求。鈦合金切屑流出順暢，刀具磨損均勻微量。刀具在對刀時要嚴(yán)格準(zhǔn)確，可以輕微車削鎖緊螺母光孔與端面，確定數(shù)控程序的參考點。