鋁鋰合金切削加工試驗研究進展*

閆 冬，李國和，王 豐，范建勛，王大春

（天津職業技術師范大學，天津 300222）

鋁鋰合金具有相對較低的密度、較高的比強度和比剛度、較好的疲勞性能和耐久性等諸多優越的性能，是近年來發展最快的先進輕量化結構材料之一，在航空航天以及機械制造等領域應用廣泛[1–3]。在航空領域，鋁鋰合金被廣泛用于制造機身框架、地板梁、翼肋等零部件[4]。在航天領域，鋁鋰合金主要用于制造大型運載器的低溫推進劑貯箱以及結構件等[5]，如圖1所示。

圖1 鋁鋰合金在航空航天領域的應用Fig.1 Application of Al-Li alloy in aerospace field

目前，鋁鋰合金常用的加工方式為化學銑削[6–7]，其原理如圖2所示。雖然化學銑削加工具備不產生切削應力、優化工件表面物理性能等優點，但也存在加工尺寸精度低、抗疲勞性低、報廢率高、污染環境等問題。因此，近年來開始采用機械銑削進行替代加工。但鋁鋰合金質地較軟，切削加工時容易出現黏附磨損，影響加工效率和質量。本文對近年來鋁鋰合金切削領域的國內外研究進展進行總結，重點分析切削力、切削溫度、加工表面質量和刀具磨損以及參數優化方面的研究結果，指出當前存在的問題以及今后可能的發展方向。

圖2 化學銑削的原理[6]Fig.2 Principle of chemical milling[6]

1 切削變形的研究

切削變形直接影響切屑處理以及切削力和切削熱的產生，進而影響工件加工表面質量和刀具壽命，因此，切削變形一直是金屬切削加工研究的一項重要內容。切削加工的實質是被切削層材料在刀具的推擠作用下發生彈塑性變形，達到斷裂極限時與基體材料分離形成切屑。……