針對鈦合金材料薄壁細(xì)長軸零件加工難的問題，通過改進加工方法，提出此類產(chǎn)品的一種加工方案。

1. 零件結(jié)構(gòu)和加工難點分析

附圖所示為我單位加工的某一零件，材料為T C 4，總長（100.6±0.03）m m，通孔φ4+0.018+0mm，直徑與長度之比大于20。該零件壁厚0.5mm，屬于典型的細(xì)長軸薄壁類零件。由于零件細(xì)長、壁薄，且精度要求較高，很大程度上增加了制造難度。其加工難點在于：

（1）鈦合金材料硬度高，在切削時容易產(chǎn)生切削熱，切削區(qū)溫度高，摩擦系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，易導(dǎo)致刀具材料過燒和發(fā)生氧化而加速刀具磨損。

（2）該零件細(xì)長、壁薄且精度要求較高，加工過程中易振動、易彎曲和易變形，零件尺寸和表面質(zhì)量難以保證，產(chǎn)品廢品率高。

2. 問題分析及改進方法

該零件加工通常采用的方法為鉆、鏜孔，兩頂車外圓。但由于孔較長，在鉆、鏜時容易出現(xiàn)劃傷孔壁形成螺旋線波紋的現(xiàn)象，嚴(yán)重時形成溝槽。同時鉆孔屬深孔鉆削，產(chǎn)生的切屑難以排出，切屑堵塞在鉆頭槽內(nèi)及孔中，易劃傷已加工表面，若不及時排屑，甚至?xí)鸬毒叩膿p壞。另外，深孔鉆削加工摩擦大，切削熱不易散出，工作條件極差，易產(chǎn)生積屑瘤。車外圓時，易產(chǎn)生彎曲和振動，經(jīng)常出現(xiàn)翹曲、錐度過大、凸肚、竹節(jié)、棱型及不圓等，零件的精度無法保證。

針對以上問題，提出以下改進方法：

零件結(jié)構(gòu)圖

（1）通過熱處理消除材料本身存在的脆性，使組織和性能均勻，具有適當(dāng)?shù)捻g性和塑性。

（2）采用線切割切內(nèi)孔，避免深孔的進出口出現(xiàn)波紋、喇叭口，同時減小裝夾引起的變形。

（3）改車為銑，在銑床上進行鉸孔。

（4）鉸孔時要勤退刀并及時冷卻，確保產(chǎn)生的切削熱及時散出，并使產(chǎn)生的切屑及時排出。其中，加工刀具采用YG8硬質(zhì)合金刀具和專用加長粗、精螺旋鉸刀，并及時冷卻，通過粗鉸孔和精鉸孔，多次鉸孔減少變形。

（5）利用適配心軸，頂車外圓，避免直接夾頂引起的變形。

3. 工藝要求

對于這種鈦合金薄壁細(xì)長軸的加工，應(yīng)注意下列工藝要求：

（1）線切割精切的內(nèi)孔應(yīng)與外圓保證同心度≤0.05mm。

（2）鉸孔裝夾時夾緊力適中，不得夾傷外圓。

（3）心軸與內(nèi)孔應(yīng)適配且間隙≤0.005mm，心軸的中心孔與外圓同心。

（4）采用先粗后精、先近后遠(yuǎn)及內(nèi)外交叉的原則進行。

工藝路線如下：見光外圓φ16-0-0.2m m→熱處理→磨外圓（校直和加工出粗基準(zhǔn)）→找正外圓加工穿絲孔→兩頂車外圓單邊留量0.5mm→以外圓定位，切內(nèi)孔為φ3.95mm→粗、精鉸內(nèi)孔→穿心軸，兩頂車外圓，平兩端面→按圖總檢。

4. 結(jié)語

此加工方法能滿足圖樣要求，保證尺寸精度而且加工質(zhì)量穩(wěn)定，使零件加工工序定位基準(zhǔn)穩(wěn)定可靠，操作過程受人為因素影響減小。通過制定合理的加工工藝流程，并配以簡單的專用工裝和測量方法，保證此類零件的加工質(zhì)量且加工成本較低，適用于該類零件的批量加工。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳宏鈞. 機械加工工藝人員手冊［M］. 北京：機械工業(yè)出版社，2013.

專家點評

本文作者針對鈦合金細(xì)長軸通孔難加工的問題，獨辟蹊徑地用線切割來加工中心通孔，取得了滿意的效果，值得同行加工類似零件時參考。另外需注意的是，在加工穿絲孔時，也要注意刀具的角度和切削參數(shù)。

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