基于二維超聲振動的鈦合金內孔鏜削試驗研究*

陳 亮

(廣東科技學院機電工程學院，東莞 523083)

0 引言

鈦合金是一種典型的特種材料，具有比強度高、熱強度高以及抗腐蝕性能好等特點，正逐漸被航空航天、船舶工程、汽車工業以及生物醫療等領域廣泛應用[1]。同時，鈦合金也是一種難加工材料，彈性模量和熱傳導率較低，在高質量孔加工方面還處于攻堅階段，極大的限制了鈦合金零件在科技前沿領域的應用和推廣[2-4]。

目前，優化鈦合金鏜孔工藝、提高表面加工質量成為學者們研究的熱點。胡永旭[5]提出了超聲振動系統的穩定性是加工質量的主要因素，通過ANSYS分析了變幅桿的固有振動頻率，優化了原有振動系統的不足，大幅提高了超聲振動鏜孔系統的結構性能，達到了以鏜代磨的加工效果。朱林等[6]針對TC4鈦合金的振動鏜削技術進行了深入的研究，從超聲振動的切削機理出發，探索了加工中切屑的分離特性、變切削角特性和空切現象的形成因素，分析了超聲振動鏜削時切削力和加工精度的變化規律。張翔宇等[7]針對鈦合金深孔加工中出現的刀具顫振和磨損問題，提出了超聲振動輔助鏜削的工藝路線，通過對加工中產生的切屑進行分析，證明了超聲振動可以有效的加快切屑排除，提高加工精度。馬協力等[8]針對航空發動機燃油噴嘴的微孔精密加工問題，采用橢圓超聲技術有效降低切削力并改善了加工質量。

可見，超聲振動可以有效抑制刀具顫振，提高加工精度[9-13]，但研究中鮮有提及在超聲振動不同參數對加工質量的影響，難以為工藝設計和參數優化提供參考。……