山東北方民爆器材有限公司與國內某知名高校合作進行科研項目研制，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，由高校負責提供。每種材料均加工幾件，合計有10余件。該零件技術要求：外表面與內表面同軸度誤差≤0.04mm，表面粗糙度值。

　　1. 工藝分析

　?。?）因為受到加工數量以及材料的影響，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。

　　（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先內后外法：先將內圓弧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先外后內法：棒料外圓粗精車后，利用數控車床子程序嵌套，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，內孔刀再車削完成。第一種方法會出現旋轉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，加工質量穩定。

　?。?）根據筆者加工鈦合金的經驗，切削加工圖  1鈦合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方面出發，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料。

　　由于高速鋼的耐熱性差，因此應盡量采用硬質合金制作的刀片，YG（K）類硬質合金比較合適，常用YG8、YG6X、YG3、YW1、YW2，建議使用YW1、YW2牌號的刀片，因為材料含有細密的碳化鉭（鈮）硬質組織，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。內孔刀建議采用焊接形式，焊接刀制造低廉，重復利用率高。

　　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加工硬化現象，硬化層能達到0.1～0.5mm，表面硬度達到55HRC以上。因此為防止出現上述加工弊端，加工參數必須掌握好，經過現場試驗與調整，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，否則會對之后的內圓弧加工造成嚴重影響。

　?。?）精車內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，數控精車內圓弧SR25.5mm，球缺弦長至尺寸要求，裝入圖2所示的零件，用鎖緊螺母預緊。百分表找正，表跳控制在0.02mm以內，且要找正兩點以上同時滿足（見圖3）。數控車床子程序嵌套，逐步逼近車出外圓弧SR24.6mm及底厚。

　　3. 結語

　　經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。刀具在對刀時要嚴格準確，可以輕微車削鎖緊螺母光孔與端面，確定數控程序的參考點。