當鈦合(he)金遇上薄壁(bi)型(xing)零件，公(gong)認的(de)難加工材料上要(yao)加工2mm薄壁(bi)，看起來難度似(si)乎(hu)也加倍了，不過(guo)具體分析(xi)后，還是可以有(you)相應解決(jue)辦法的(de)：

01、鈦合金薄壁(bi)型腔零件分析

1.1 零(ling)件尺寸分析

包(bao)絡蓋板(ban)零件(jian)的最小矩形輪(lun)廓尺寸567mmx426mmx56.5mm，整體外觀(guan)是大圓(yuan)弧(hu)(hu)面(mian)薄(bo)壁(bi)(bi)型腔結構，圓(yuan)弧(hu)(hu)面(mian)型腔壁(bi)(bi)厚均為2mm，兩(liang)端連接(jie)肩厚度(du)(du)6mm。為了保(bao)證(zheng)蓋板(ban)與箱(xiang)體按裝(zhuang)后的密封性，要求蓋板(ban)零件(jian)安裝(zhuang)面(mian)平面(mian)度(du)(du)0.1mm。

1.2 加(jia)工工藝分析

蓋(gai)板(ban)零件的(de)重(zhong)點加工(gong)部(bu)位是(shi)型腔(qiang)，難點是(shi)解決蓋(gai)板(ban)零件因薄(bo)壁的(de)結(jie)(jie)構(gou)特點在加工(gong)過程的(de)顫振問題。其(qi)整體結(jie)(jie)構(gou)簡單(dan)，蓋(gai)板(ban)與箱體安裝(zhuang)面(mian)有較高平面(mian)度和表面(mian)質量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)，其(qi)余部(bu)位尺寸(cun)精度和表面(mian)質量(liang)要(yao)求(qiu)不高，全(quan)部(bu)加工(gong)工(gong)序(xu)可選(xuan)擇(ze)在數控(kong)加工(gong)中心上完成。

這里選(xuan)用570mmx430mmx60mm毛(mao)坯板(ban)料，鈦合(he)金(jin)薄壁型(xing)(xing)腔蓋(gai)板(ban)零件加(jia)工需要進行(xing)3個加(jia)工步驟：①凸型(xing)(xing)腔粗(cu)銑、精銑即(ji)安裝孔加(jia)工；②凹型(xing)(xing)腔粗(cu)精銑加(jia)工；③安裝面精加(jia)工。

02、加工(gong)工(gong)藝與工(gong)裝(zhuang)方案設(she)計

2.1 凸型腔(qiang)粗銑、精(jing)銑及安裝(zhuang)孔加工

加(jia)工(gong)(gong)蓋(gai)(gai)板(ban)零件的(de)(de)外形尺寸(cun)567mm±0.1mmx426m±0.1mmx57mm，保(bao)證所有加(jia)工(gong)(gong)面(mian)表面(mian)粗(cu)櫧度為 Ra3.2Um，在厚度方(fang)向留0.5mm加(jia)工(gong)(gong)余量(liang)，并在大(da)平(ping)面(mian)上加(jia)工(gong)(gong)4個M16深40的(de)(de)螺(luo)紋孔作(zuo)為凸(tu)型腔(qiang)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)序的(de)(de)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)孔，4個螺(luo)紋孔以大(da)平(ping)面(mian)的(de)(de)對(dui)稱(cheng)中心(xin)點為基準，定(ding)(ding)(ding)位(wei)尺寸(cun)與(yu)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)在工(gong)(gong)作(zuo)臺上的(de)(de)鋁鎂合金6061工(gong)(gong)裝(zhuang)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)孔相對(dui)應，使蓋(gai)(gai)板(ban)零件采(cai)用(yong)“一面(mian)兩銷”的(de)(de)定(ding)(ding)(ding)位(wei)方(fang)式，用(yong)螺(luo)釘裝(zhuang)夾的(de)(de)方(fang)法實現定(ding)(ding)(ding)位(wei)與(yu)裝(zhuang)夾。

其次，加(jia)工蓋板(ban)零件的(de)凸型(xing)(xing)腔和(he)兩(liang)(liang)側安(an)裝臺階(jie)面。凸型(xing)(xing)腔粗加(jia)工以及兩(liang)(liang)側安(an)裝臺階(jie)面粗精加(jia)工選(xuan)用含鈷(gu)較高(gao)的(de)四刃立銑刀(dao)，選(xuan)取平行(xing)銑削曲面粗加(jia)工方法如圖2所示。在切削過程中，高(gao)速工具鋼刀(dao)具一(yi)定要保持充足的(de)切削液，以延長刀(dao)具的(de)使用壽命(ming)。

然(ran)后，凸(tu)型腔精加工選(xuan)用(yong)聚晶(jing)立(li)方(fang)氮化硼球頭銑(xian)刀，選(xuan)取流線曲面精加工方(fang)法如(ru)圖(tu)3所示(shi)，整體誤差控制(zhi)在0.012mm以(yi)內。最后，加工安(an)裝面上的16個(ge)安(an)裝孔(均(jun)屬于螺紋連接孔)，選(xuan)用(yong)如(ru)0.5mm的硬質合金(jin)鉆頭直接鉆孔可達到加工要求。本工序結束(shu)后應去(qu)除毛刺(ci)，銳邊倒鈍(dun)，凸(tu)型腔表(biao)面進(jin)行拋光處理(li)，不(bu)能有明顯(xian)刀痕，以(yi)免影響(xiang)下(xia)一工序的定位與裝夾。

2.2 型(xing)腔(qiang)粗精銑加(jia)工與銑削工裝

圖(tu)4為凹型腔粗、精(jing)銑加(jia)工的銑削工裝(zhuang)(zhuang)。將上一工序(xu)固(gu)定在工作臺上的工裝(zhuang)(zhuang)加(jia)工出凹曲面(mian)與(yu)蓋板(ban)(ban)零件的凸(tu)型腔相配合，工裝(zhuang)(zhuang)兩側面(mian)與(yu)蓋板(ban)(ban)零件兩端(duan)的安(an)裝(zhuang)(zhuang)臺階面(mian)相配合，以實(shi)現精(jing)確(que)定位。工裝(zhuang)(zhuang)凹曲面(mian)與(yu)平面(mian)，平面(mian)與(yu)平面(mian)相交的地(di)方進行清根處理(li)，避免毛刺(ci)或銳邊等影響定位精(jing)度。再(zai)利(li)用工裝(zhuang)(zhuang)兩側10個M10的螺紋孔(kong)完成蓋板(ban)(ban)零件與(yu)工裝(zhuang)(zhuang)的裝(zhuang)(zhuang)夾固(gu)定。

蓋板零件凹型(xing)腔粗加(jia)工(gong)(gong)選用挖槽的方法，刀具、切削液和切削參數與(yu)凸(tu)型(xing)腔基本相同。上道工(gong)(gong)序的4個M16裝夾孔(kong)在(zai)銑削過程中(zhong)容易引起振動損壞刀具，在(zai)切削中(zhong)需(xu)要注意。刀具與(yu)銑削參數和凸(tu)型(xing)腔精加(jia)工(gong)(gong)相同。

工中需要注意的是：

①蓋板零件凹(ao)型腔粗加(jia)工與精加(jia)工中(zhong)間必須安(an)排一次自然失(shi)效處(chu)理，完全釋放切削加(jia)工產生的內應力，防止加(jia)工變形；

②精加工裝夾時，要前(qian)后(hou)多次調(diao)換蓋板零件與(yu)工裝的(de)配合(he)面，反復(fu)修(xiu)復(fu)工裝內所有(you)配合(he)面上(shang)黑色(se)研磨痕(hen)跡，保證定位后(hou)的(de)蓋板零件與(yu)工裝配合(he)曲面不能有(you)明顯(xian)的(de)間隙；

③清除干凈工裝(zhuang)內清根清角(jiao)處及配合面上的(de)切屑，避(bi)免壓傷蓋板零件，影響表面質量(liang)；④鎖緊兩側螺釘(ding)時，應左(zuo)右交(jiao)替對稱旋(xuan)擰，盡量(liang)避(bi)免裝(zhuang)夾力引(yin)起的(de)變形。

2.3 精(jing)加工(gong)安裝(zhuang)面

經檢(jian)測加工完(wan)成后的安(an)裝面(mian)，造成平面(mian)度和表面(mian)粗糙度超差的主要原因是刀痕(hen)或加工變形等因素，這就需(xu)要重新精(jing)加工安(an)裝面(mian)。

定位基準和裝夾固定面都(dou)應選(xuan)(xuan)(xuan)取蓋板零(ling)件兩側的(de)(de)(de)平行安裝臺階面，首先(xian)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)精銑的(de)(de)(de)加工方法(fa)，然后(hou)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)精磨(mo)的(de)(de)(de)加工方法(fa)，最后(hou)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)研磨(mo)的(de)(de)(de)加工手段，并且在(zai)加工過(guo)程中不斷(duan)檢測。在(zai)凸型腔加工工序預(yu)留0.5mm以(yi)內的(de)(de)(de)加工余量，以(yi)達到精度要求。加工完成(cheng)后(hou)經過(guo)檢驗合格的(de)(de)(de)蓋板零(ling)件。

鈦合(he)金(jin)TC4屬于難加(jia)工(gong)材料，蓋板(ban)零(ling)件屬于薄壁(bi)和型腔(qiang)的結構，實際的數控加(jia)工(gong)中使用(yong)(yong)同一個工(gong)裝，在(zai)設計時能與蓋板(ban)零(ling)件的整體工(gong)藝(yi)相符合(he)；在(zai)技術上不僅(jin)解決了(le)裝夾(jia)定位，還能巧(qiao)妙地克服2mm薄壁(bi)加(jia)工(gong)振(zhen)顫，避(bi)免裝夾(jia)力過大、防止(zhi)變形等(deng)問題(ti)。在(zai)加(jia)工(gong)實踐中，合(he)理利用(yong)(yong)工(gong)裝可(ke)以(yi)降低成(cheng)本，方(fang)便(bian)操作，省時高效(xiao)。