钛合金径向超声振动铣削表面粗糙度研究.pdf

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1、学术论文RESEARCH钛合金径向超声振动铣削表面粗糙度研究喻宏庆1，高延峰2，王顺钦2(1．中航工业洪都航空工业集团有限责任公司制造工程部，南昌330024；2．南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063)【摘要】为提高钛合金零件加工质量，设计了径向超声振动辅助铣削试验装置，研究了切削速度、切削深度、进给速度和超声振动幅值对钛合金零件表面粗糙度的影响规律。试验结果表明，与普通铣削相比，径向超声振动铣削后工件上的刀痕更加平整、分布更加均匀，材料去除更彻底，有效减少了由于钛合金切屑粘刀造成的表面划痕和积屑瘤等现象。在不同的切削参数下，径向超

2、声振动铣削均可以改善钛合金零件的表面粗糙度，这一点在低速切削时更为明显，而超声振动幅值过大或过小都会影响加工质量。对加工系统的切削力进行了分析，发现超声振动辅助铣削时系统的切削力明显减小，有助于提高加工系统的稳定性，从而能够获得较好的表面质量。关键词：径向超声振动铣削；表面粗糙度；切削力；加工稳定性StudyonSurfaceRoughnessofTitaniumAlloyUnderRadialUltrasonicVibrationMillingYUHongqing，GAOYanfeng，WANGShunqin(1．Manufacturing

3、EngineeringDepartment，AVICHongduAviationIndustryGroupCompanyLtd．，Nanchang330024，China；2．SchoolofAeronauticalManufacturingEngineering，NanchangHangkongUniversity,Nanchang330063，China)【ABSTRACTlToimprovethemachiningsurfacequalityoftitaniumalloy,aradialultrasonicvibrationmillin

4、gequip—mentisdesigned，andtheinfluenceofcuttingspeed，cuttingdepth，feedspeedandultrasonicvibrationamplitudetothesur-faceroughnessisstudiedinthispaper．Experimentalresultsshowthat，comparewithordinarymilling，thetoolmarksleftonthework·-piecesurfacemoreuniformandsmoother,thesurfac

5、escratchesandthebuilt--upedgesaredecreaseafterma-chinedbyradialultrasonicvibrationmilling．Undervariouscuttingparameterscondition，thesurfaceroughnessoftitaniumcanbeimprovedbyradialultrasonicvibrationmillingandthisismoreobviouswhenthecuttingspeedislow,meanwhiletheultrasonicvi

6、brationamplitudehaveamajorinfluencetothesurfaceroughness．Thecuttingforcesofthemachiningsys-ternalsoisanalyzedinthispaper,itisfoundthatcuttingforcesaredecreaseincourseofultrasonicvibrationmilling，whichcanimprovethestabilityofthemachiningsystemandconsequentlybettersurfacequal

7、ityisobtained．Keywords：Radialultrasonicvibrationmilling；Surfaceroughness；Cuttingforce；ProcessstabilityDOI：10．16080巧．issnl671-833x．2016．04．058钛合金具有较高的比强度、优良的耐腐蚀性以及良好的与碳纤维复合材料的兼容性，在航空航天领域有极好的应用前景【1]。但是由于钛合金材料本身具有粘、韧、弹以及化学活性高等特点，使其在加工过程中易出现加工表面烧伤和加工裂纹，表面质量难以控制。与结构钢、不锈钢和高温合金相比，

8、钛合金零件对表面损伤和缺陷具有更大的敏感性，工件表面质量直接影响到产品的使用性能和设备的可靠性能，从而严重影响了钛合金的使用口一31。超声振动辅助切削将超声波信号引