[發(fā)明專利]一種用于提高薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工精度的方法

有效

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• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103240575A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;楊永娟;李時威;陳貞奇;蔡永斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安北方光電科技防務(wù)有限公司
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及零件加工領(lǐng)域，特別是一種用于提高薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工精度的方法。

背景技術(shù)

鈦合金是高新技術(shù)產(chǎn)品不可或缺的關(guān)鍵材料，鈦合金材料具有較好的力學(xué)、化學(xué)、物理綜合性能，質(zhì)輕、密度約為4.54g/cm³，是鋼的60%左右，但其比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)金屬材料中最高的合金。鈦合金材料中加入合金強(qiáng)化元素后，熱穩(wěn)定性很高，300??C～350??C條件下其強(qiáng)度比鋁合金約高10倍。因而鈦合金材料廣泛應(yīng)用于武器裝備、航空、航天等領(lǐng)域。

但鈦合金切削性能差，是典型的難切削材料。具體表現(xiàn)在導(dǎo)熱系數(shù)低、彈性模量小、變形系數(shù)小、化學(xué)活性高、主切削力小背切削力大等方面，不宜制細(xì)長軸類和薄壁零件，薄環(huán)狀零件壁薄，剛性差，難以裝夾，在加工過程中極易變形。一般零件，通過選用性能好的刀具，采用通用夾、輔具，增加時效工序等工藝措施即可，但對薄片環(huán)狀鈦合金零件僅采取上述措施是不夠的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于提高薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工精度的方法，該方法能夠消除加工過程中的變形。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種用于提高薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工精度的方法，它包括如下步驟：

1）粗車毛坯，沿軸線方向?qū)⒘慵脡喊鍓壕o，對零件進(jìn)行粗加工；

2）再結(jié)晶退火，加熱溫度為740～760℃、保溫1.9～2.1h，隨爐冷卻至150℃后空冷到室溫；

3）再次粗車齒坯，用夾具壓緊零件，校正零件，使其誤差達(dá)到0.01mm內(nèi)，并對零件各結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行粗加工；

4）冷熱循環(huán)，先進(jìn)行低溫處理，溫度為-50～-60℃，保溫1.3～1.7h，空冷到室溫1.5h后再進(jìn)行高溫處理，高溫處理溫度為140～160℃，保溫2.8～3.2h，空冷到室溫；

5）半精車齒坯，用夾具壓緊零件，校正零件，使其誤差達(dá)到0.008mm內(nèi)，并對零件各結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行精加工；

6）去應(yīng)力退火，加熱溫度為590～610℃，保溫0.9～1.1h，爐冷到150℃后空冷到室溫；

7）輔助工序，對零件其它結(jié)構(gòu)要素徹底加工完成；

8）深冷處理，將鈦合金零件放入冷凍箱在-195℃液氮，保溫1.3～1.7h，空冷到室溫；

9）齒坯精加工，使用夾具壓緊零件，校正零件，使其誤差達(dá)到0.005mm內(nèi)；

10）制齒及冷熱循環(huán)，進(jìn)行制齒，制齒后，進(jìn)行2次冷熱循環(huán)，冷處理溫度為-50～-60℃，保溫1.3～1.7h后，空冷到室溫1.5h后，在恒溫箱加熱到80～100℃后，保溫2.8～3.2h后，空冷到室溫，完成精加工。

所述的步驟1和步驟3的粗加工階段，選擇涂層刀具，刀片材質(zhì)是IC907，切削速度100m/min、進(jìn)給速度0.12mm/r、切削深度0.5～1mm。

所述的步驟5和步驟9的半精車及精車時，選擇聚晶金剛石刀具，刀片材質(zhì)ID5，切削速度200m/min、進(jìn)給速度0.01mm/r、切削深度0.1～0.15mm。

所述的步驟5半精車齒坯進(jìn)行兩次，兩次半精車齒坯后分別進(jìn)行步驟6的去應(yīng)力退火。

本發(fā)明的有益效果是本薄片環(huán)狀鈦合金高精度齒輪零件的加工方法通過粗加工、結(jié)晶退火、冷熱循環(huán)、去應(yīng)力退火、精加工等步驟解決了薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工變形難題，采用該方法成功加工出0.4mm，厚薄公差0.02mm、平行度0.015mm的光學(xué)系統(tǒng)用隔圈，滿足了該類高精度零件的加工要求。

附圖說明

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明；

圖1是所加工的薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的側(cè)視圖；

圖3是圖2的剖面圖；

圖中：1、內(nèi)孔；2、齒頂圓；3、齒輪槽；4、第一齒輪孔；5、第二齒輪孔；6、環(huán)形工藝凸臺。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于提高薄片環(huán)狀鈦合金齒輪零件加工精度的方法，它包括如下步驟：

1）粗車毛坯，沿軸線方向?qū)⒘慵脡喊鍓壕o，對零件進(jìn)行粗加工；加工過程中禁止使用三爪等徑向壓緊方式，防止產(chǎn)生?“三點(diǎn)”變形。