弱剛性鈦合金薄片零件加工工藝研究

石含關

(中國工程物理研究院 機械制造工藝研究所，四川 綿陽 621900)

0 引 言

鈦合金具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的生物兼容性等諸多優良的材料特性，在航空、航天、醫療等國防和民用領域應用廣泛[1]。但鈦合金同時也具有導熱系數小、彈性模量低、化學活性高等特點，是典型的難加工材料[2-3]。薄片狀零件是典型的弱剛性零件，其加工過程極易變形，且受材料特性影響顯著。針對弱剛性鈦合金薄片零件開展研究，分析其結構特點和加工難點，探索最優工藝方案，從而實現滿足設計要求的高質量加工。

1 零件分析

圖1 零件設計示意圖

2 前期工藝探索

2.1 傳統車削方式

圖2 傳統車削方法加工效果圖

圖3 經修銼毛刺后效果圖

2.2 沖模沖孔一次成形

3 優化工藝方案

通過前期工藝方法探索發現，僅采用傳統車削或者沖模+鉆削的方式，都難以滿足要求。針對上述工藝探索中發現的問題，采取相應措施進行改善，結合不同加工方式的優點，通過選擇合適刀具、設計胎具和裝夾方式等，得出一條優化工藝路線，即沖模成形外圓+鉆、鉸中心孔的復合加工方案。首先采用沖模成形外圓，調整間隙保證外圓一致性及圓柱度、輪廓度要求，然后采用車床進行引中心孔、擴孔以及精加工鉸孔。

3.1 刀具的選擇

鉆頭需具有良好的切削性能，由于孔徑較小，微孔孔壁和圓度要求高，鉆頭需保持鋒利，還應具有足夠的剛性。因此選用硬質合金鉆頭，要求鉆頭兩切削刃之間的夾角≤120°，后角在5°～8°之間。……