一种高效修磨钛板坯表面的方法与流程

本发明涉及钛合金制备领域，尤其涉及一种高效修磨钛板坯表面的方法。

背景技术：

钛合金板材，作为零部件加工的坯料，以及作为冷轧带材的前端半成品，对其外形的规整性，表面平整度均有严格要求，钛板在熔炼成型后，需要对表面进行修磨，以得到规则的长方体板材。

基于金属的热胀冷缩，熔炼浇筑成型后，钛板坯的表面不平整，整体外形变形，气孔，补缩孔等问题是常有的问题。传统工艺在修磨钛板坯的时候，没有成熟的指导工法，在六个面的修磨过程中，没有规律，导致基准面切换频繁，六个面之间的垂直度与平行度不合格，需要反复修改，导致修磨量过多，导致材料浪费，甚至在尺寸要求成为不合格品，同时费工费时，成本居高不下。

如何实现高效，即快速同时合格率高，完成对钛板坯的修磨，对钛合金的零部件制备，直接影响生产工时。

有鉴于此，现提出一种高效修磨钛板坯表面的方法，来提供质量更好的钛合金板材。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效修磨钛板坯表面的方法，通过制定加工过程中的基准面加工顺序，规范六个面的加工顺序，保证加工的精度与质量，提高修磨效率与合格率。

本发明采用的技术是：

一种高效修磨钛板坯表面的方法，包括以下步骤：

表面平面度测量：对钛板坯的六个面进行平面度测量，确定高度方向最小平面度的大面，定义为a面，相对的大面为b面；

表面缺陷处理：对深度大于等于5mm的表面凹坑进行焊补；

大面粗修磨：a面朝上，调整a面的两端至同一水平面上，对a面进行修磨，修磨量为a面平面度，其平面度为a；翻转并以a面为基准面，测量b面最高点与最低点的距离，距离为b，对b面进行修磨，修磨量为b；

矩形模拟：测量b面的外形尺寸，模拟最大面积的矩形面，在b面画线；

矩形加工：加工矩形宽度方向的两个侧面，定义为c面与d面；加工矩形长度方向的两个端面，定义为e面与f面；

表面精修磨：检查六个面的平整度，精修磨，直至各个面的平整度小于等于0.1mm。

作为方案的进一步优化，大面粗修磨中，每遍粗修磨的修磨量为50±10μm，行进速度为2±0.5m/min。作业人员在测量平面的平整度后，即可整除加工修磨量，明确加工次数，不用边修磨边测量。

作为方案的进一步优化，表面精修磨中，每遍精修磨的修磨量为10±2μm，行进速度为10±2.5m/min。同时以10微米为单次修磨量，在把控修磨量上可以到每十次为0.1mm，在平整度要求小于0.1mm前提下，能提前把控，作业人员做到心里有数，不需要依靠机器计量。

作为方案的进一步优化，矩形加工包括以下步骤：

c面加工：保持a面朝下，采用线切割成型c面；

d面加工：c面朝下，对d面进行粗修磨，直至加工至画线处；

e面加工：夹持a面与b面，夹持c面与d面，对e面进行粗修磨，直至加工至画线处；

f面加工：e面朝下，对f面进行粗修磨，直至加工至画线处。

作为方案的进一步优化，粗修磨中，每遍粗修磨的修磨量为50±10μm，行进速度为2±0.5m/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过本方法能规范钛板坯的修磨顺序，形成高精度的基准面进行定位加工，修磨过程中切换基准面少，累计加工误差小，提高修磨的精度与尺寸控制，提高修磨的良品率。

作业人员能把控加工的次数与即时修磨量。作业人员在测量平面的平整度后，即可整除加工修磨量，明确加工次数，不用边修磨边测量。

附图说明

图1为本发明提供的一种高效修磨钛板坯表面的方法的工艺流程图；

图2为本发明提供的一种高效修磨钛板坯表面的方法的钛板坯修磨前的结构示意图；

图3为本发明提供的一种高效修磨钛板坯表面的方法的钛板坯修磨后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

钛合金板材，作为零部件加工的坯料，以及作为冷轧带材的前端半成品，对其外形的规整性，表面平整度均有严格要求，钛板在熔炼成型后，需要对表面进行修磨，以得到规则的长方体板材。其中要求板材的平整度与垂直度的精度高。

基于金属的热胀冷缩，熔炼浇筑成型后，钛板坯的表面不平整，整体外形变形，气孔，补缩孔等问题是常有的问题。传统工艺在修磨钛板坯的时候，没有成熟的指导工法，在六个面的修磨过程中，没有固定的规律，导致基准面切换频繁，累计误差大，同时六个面之间的垂直度与平行度不合格，需要反复修改，容易导致修磨量过多，导致材料浪费，甚至在尺寸要求成为不合格品，同时费工费时，成本居高不下。看似加工速度快，实则需要反复修改，实际的单位时间良品率底下。

为此，在本实施例中，提出了一种高效修磨钛板坯表面的方法，如图1-3所示，包括以下步骤：

表面平面度测量：对钛板坯的六个面进行平面度测量，确定高度方向最小平面度的大面，定义为a面，相对的大面为b面；钛板坯外形类似于书本状的长方体形状，具有a面与b面两个大面，在本方法中，选取一个最小平面度的一个大面作为加工基准面，以保证初步修磨量降低，同时大面为冷轧过程中的受压面，需要保证两个大面之间的平行度要高，对冷轧机有保护作用。同时预先测量各个面的平行度，对需要的修磨量有提前的预估。

表面缺陷处理：对深度大于等于5mm的表面凹坑进行焊补；对于尺寸较大的孔缺陷，优先采用补焊进行填补，补焊前采用常规的表面处理，如酸洗，去除氧化层，焊接时采用惰性气体保护，防止二次氧化。补焊能减少修磨的深度，减少不必要的损失。补焊能够大大减少修磨量，对一些缺陷能起到补救作用，其中表面处理与气体防护是影响补焊效果的主要原因。

大面粗修磨：a面朝上，调整a面的两端至同一水平面上，对a面进行修磨，修磨量为a面平面度，其平面度为a；翻转并以a面为基准面，测量b面最高点与最低点的距离，距离为b，对b面进行修磨，修磨量为b；通过修磨a面，其修磨量为a，能在保证a面可以作为基准面的前提下，保证修磨量不会过大。而b面再以a面作为基准面的时候，其平面度不能作为修磨量参考，因为b面的水平度在修磨后的a面作为基准的时候，发生了变化，需要将b面修磨至与a面平行，其修磨量应为最高点与最低点的距离b，保证修磨到位。完成b面修磨后，保证了a面与b面的平行度保证，同时保持a面作为基准面，执行后续步骤。

矩形模拟：测量b面的外形尺寸，模拟最大面积的矩形面，在b面画线；在完成了a面与b面修磨后，其已经成为平行的板型，为了后续加工的时候明确其他四个面的修磨量，在本方法工提出了以模拟的方式，预先得出可以获得的最大面积的板材形状，在a面作为基准面加工b面后，在b面上绘制模拟加工的矩形，通过画线作为标记。基于完成了a面与b面修磨，其余四个面的需要根据加工后的钛板坯进行模拟最终板材的加工尺寸，通过在b面上画线，能给作业人员提供指示，给修磨过程中提供校正作用。

矩形加工：加工矩形宽度方向的两个侧面，定义为c面与d面；加工矩形长度方向的两个端面，定义为e面与f面；作为冷轧的加工考虑，钛板坯在侧面的平行度要求更高，先加工侧面，在加工端面，优先保证宽度方向的平行度。根据实际的后续加工需求，c面与d面的精度要求比e面与f面高，优先加工，减少c面与d面的累计误差。

表面精修磨：检查六个面的平整度，精修磨，直至各个面的平整度小于等于0.1mm。完成以上加工步骤后，通过精修磨完成最后的表面加工，至此完成了钛板坯的表面修磨工作，提高表面修磨的效率同时，减少修磨的损耗量，减少加工时间与人力，提高效率。精修磨完成后，钛板坯完成了整体的修磨，能保证一次加工完成，基本摆脱返工的问题，同时板材的尺寸合格率高。

通过上述方法，能规范钛板坯的修磨顺序，形成高精度的基准面进行定位加工，修磨过程中切换基准面少，累计加工误差小，提高修磨的精度与尺寸控制，提高修磨的良品率。不仅在修磨顺序中减少误差，同时在不同面修磨的时候，减少切换基准面的操作，降低劳动强度。

作为方案的进一步优化，大面粗修磨中，每遍粗修磨的修磨量为50±10μm，行进速度为2±0.5m/min。为了保证加工时间与精度的同时把控，粗修磨采用50μm的单次修磨量，行进速度不能过快，保证不会过热或损坏砂轮、砂带等设备。以50μm为单次加工修磨量，作业人员能把控加工的次数与即时修磨量。作业人员在测量平面的平整度后，即可整除加工修磨量，明确加工次数，不用边修磨边测量。

作为方案的进一步优化，表面精修磨中，每遍精修磨的修磨量为10±2μm，行进速度为10±2.5m/min。精修磨的时候，速度控制为修磨的5倍，因将修磨量控制在10μm的小修磨量，行进速度可以相应提高，同时保证精修磨的精度。同时以10微米为单次修磨量，在把控修磨量上可以到每十次为0.1mm，在平整度要求小于0.1mm前提下，能提前把控，作业人员做到心里有数，不需要依靠机器计量。作业人员在测量平面的平整度后，即可整除加工修磨量，明确加工次数，不用边修磨边测量。

作为方案的进一步优化，矩形加工包括以下步骤：

c面加工：保持a面朝下，采用线切割成型c面；为了提高矩形的加工精度，获得高等级的基本面，c面采用线切割b面，保持a面为基准面加工c面，保证c面与a面及b面垂直，为后续三个面加工提供高精度的基准面，但是线切割耗时长，d面、e面与f面采用线切割能获得最高精度的加工，但是耗时大大增加，影响加工效率。

d面加工：c面朝下，对d面进行粗修磨，直至加工至画线处；c面完成加工后，可以作为d面的加工基准面，保证修磨d面得精度。

e面加工：夹持a面与b面，夹持c面与d面，对e面进行粗修磨，直至加工至画线处；端面的加工要求精度比侧面与大面低，通过四面夹持即可完成修磨加工。

f面加工：e面朝下，对f面进行粗修磨，直至加工至画线处。同理e面获得f面的加工。至此完成了钛板坯的六个面的粗修磨，其垂直度与平行度，一次加工满足了要求。

c面加工依靠了a面为基准面进行了线切割形成，其垂直度精度与b面的平行度精度处于同一精度等级，d面依靠c面作为基准面，其精度等级依靠c面，可以说d面与c面的平行度精度，等同于a面与b面的平行度，其精度高。

通过根据实际要求的使用精度要求，规范各个面的加工顺序，同时保证基准面切换少，消除累积误差，保证在垂直度与平行度上的要求一次性满足，杜绝了返工的可能性，大大提高了加工效率，形成高效的修磨方法。

作为方案的进一步优化，粗修磨中，每遍粗修磨的修磨量为50±10μm，行进速度为2±0.5m/min。与步骤大面粗修磨的工法相同，合理的单次修磨量能保证精度与速度。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。