钛合金短轴的工艺研究

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(2)切屑与前刀面的接触长度短，刀尖应力大。钛合金切屑与前刀面的接触面积小，只有 45号钢的 1/2-2/3，所以单位切削刃上承受的应力就较大，是钢的 1.3-1.5倍。由于刀尖附近应力集中，刀尖或切削刃容易磨损甚至损伤。

(3)摩擦系数大，摩擦速度高。钛合金与刀具材料间的摩擦系数大于碳钢与刀具材料间的摩擦系数。切屑沿前刀面流出的速度VCV/∈，而钛合金的切削变形系数 ∈远比其他金属材料小，因而钛合金切屑沿前刀面的摩擦速度高♂果是摩擦功大，摩擦界面温度高，刀具易磨损。

(4)钛和钛合金在高温时化学活性高，能与空气中的氢、氧和氮起化学作用，形成脆性层、降低塑性，并且使切屑与前刀面的接触长度减小，使刀具磨损加剧。

(5)弹性模量小，屈服比大。钛合金的弹性模量约为钢的-半，这就意味着切削加工时钛合金零件容易产生较大变形。弹性模量型屈服比大又会使已加工表面产生较大的回弹，使切削时刀具实际后角减小，则后刀面与零件的摩擦将增大。

钛合金材料难加工，而钛合金制作的薄壁曲面零件，更难以保证其高精度的要求。

3主要表面的加工方法3.1内外型面的加工内外型面尺寸多，配合尺寸精度比较高，技术条件比较严，5个配合面对基准跳动均为0.O2，径向基准面为4级要求，尺寸公差 0.012，粗糙 度 Ra0.8，圆柱度0.008，与轴向基准跳动0.02，见图3.1〖虑到组件只是电子束焊接挡油环，变形影响很小，所以内外型面、孔、花键、槽等在单件上加工完成，焊接、静平衡在组件上进行。内外型面在单件上进行粗车、精车加工，保证配合尺寸和技术条件，加工前找正基准跳动不大于 0.01。

3.2内花键的加工短轴大、小端各有 1个内花键。大、小端内花键齿向公差 0.015，精度要求较高，不好加工。内花键加工采用德国进口的数控插齿机进行插齿，刀具采用专用插齿刀，加工前先插试件，试件合格后再插工件。插齿时以端面为基准，压紧上端面，加工前找正内孔表面不大于0.01。

3-3深孔的加工图1工件三维图 端面上有深70和深40的深孔，对基- 28- 中国新技术新产品准外圆的位置度 0.15很难加工保证，由于组件电子束焊接上单件挡油环后，槽口只有 5个宽，机械加工难度更大，所以深孔选择在单件上加工。

3.4电子束焊接短轴组件由 2个单件电子束焊接组成，主要单件材料为钛合金，根据工件的特性及标准的要求，我们采用了真空电子束焊机进行焊接。焊接前先用试片进行焊接试验，试片材料与工件相同，接头型式与工件相同。试片规格与数量如表3.1。由于设计结构缘故，焊缝锁底宽度只有 1，再加上材料原因，焊接性不好，所以对试片焊接后先进行x射线检验焊缝，待合格后，再进行工件焊接。工件焊后进行消除应力热处理，采用真空炉 。

平衡工件前先对夹具进行静平衡 ，找正夹具的配合表面的跳动不大于 0.015，夹具的不平衡量应不大于2g.cm。然后再对工件进行静平衡，找正工件外圆跳动不大于0.02，再按设计要求位置及尺寸用铣削加工和打磨方法去除材料，剩余不平衡量不大于 10 g.cm，去除后表面粗糙度为 Ra3。

结语经过进行钛合金短轴及其组件工艺的分析研究，优化了工艺路线、加工方法，结果表明工艺路线、加工方法可行，工件加工符合设计要求，因而为类似短轴工件的机械制造加工提供了宝贵的经验。