針對鈦合金材料薄壁細長(cháng)軸零件加工難的問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)加工方法，提出此類(lèi)產(chǎn)品的一種加工方案。

1. 零件結構和加工難點(diǎn)分析

附圖所示為我單位加工的某一零件，材料為T(mén) C 4，總長(cháng)（100.6±0.03）m m，通孔φ4+0.018+0mm，直徑與長(cháng)度之比大于20。該零件壁厚0.5mm，屬于典型的細長(cháng)軸薄壁類(lèi)零件。由于零件細長(cháng)、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(diǎn)在于：

（1）鈦合金材料硬度高，在切削時(shí)容易產(chǎn)生切削熱，切削區溫度高，摩擦系數大，導熱性差，易導致刀具材料過(guò)燒和發(fā)生氧化而加速刀具磨損。

（2）該零件細長(cháng)、壁薄且精度要求較高，加工過(guò)程中易振動(dòng)、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(wèn)題分析及改進(jìn)方法

該零件加工通常采用的方法為鉆、鏜孔，兩頂車(chē)外圓。但由于孔較長(cháng)，在鉆、鏜時(shí)容易出現劃傷孔壁形成螺旋線(xiàn)波紋的現象，嚴重時(shí)形成溝槽。同時(shí)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及孔中，易劃傷已加工表面，若不及時(shí)排屑，甚至會(huì )引起刀具的損壞。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(chē)外圓時(shí)，易產(chǎn)生彎曲和振動(dòng)，經(jīng)常出現翹曲、錐度過(guò)大、凸肚、竹節、棱型及不圓等，零件的精度無(wú)法保證。

針對以上問(wèn)題，提出以下改進(jìn)方法：

零件結構圖

（1）通過(guò)熱處理消除材料本身存在的脆性，使組織和性能均勻，具有適當的韌性和塑性。

（2）采用線(xiàn)切割切內孔，避免深孔的進(jìn)出口出現波紋、喇叭口，同時(shí)減小裝夾引起的變形。

（3）改車(chē)為銑，在銑床上進(jìn)行鉸孔。

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

（5）利用適配心軸，頂車(chē)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長(cháng)軸的加工，應注意下列工藝要求：

（1）線(xiàn)切割精切的內孔應與外圓保證同心度≤0.05mm。

（2）鉸孔裝夾時(shí)夾緊力適中，不得夾傷外圓。

（3）心軸與內孔應適配且間隙≤0.005mm，心軸的中心孔與外圓同心。

（4）采用先粗后精、先近后遠及內外交叉的原則進(jìn)行。

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

4. 結語(yǔ)

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

參考文獻：

[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(zhuān)家點(diǎn)評

本文作者針對鈦合金細長(cháng)軸通孔難加工的問(wèn)題，獨辟蹊徑地用線(xiàn)切割來(lái)加工中心通孔，取得了滿(mǎn)意的效果，值得同行加工類(lèi)似零件時(shí)參考。另外需注意的是，在加工穿絲孔時(shí)，也要注意刀具的角度和切削參數。

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