高速超声振动切削钛合金可行性研究

摘要：

钛合金由于其出色的机械性能广泛的应用于航空航天结构组件中.但较低的机械加工性使得钛合金切削速度低,即使在使用先进的切削刀具时,也因切削高温而难以进行高速切削加工.断续切削是一种有效地降低切削温度和改善切削质量的方法,作为典型的断续切削方法,传统超声振动切削(Traditional ultrasonic vibration cutting,UVC)和椭圆超声振动切削(elliptical ultrasonic vibration cutting,EUVC)己取得了显著的加工优势.但振动切削临界速度限制了它们的应用仅在低速切削场合.因此一种新的超声振动切削方法被提出,即高速超声振动切削(High-speed ultrasonic vibration cutting,HUVC),此时刀具的振动方向与进给方向平行.当切削速度远远超过UVC和EUVC方法的临界速度时,刀具和工件依旧可以在一定的条件下实现分离.从而HUVC方法实现了宏观上的高速切削和微观上的断续切削,提升了钛合金的切削加工性.首先,HUVC方法的原理在文中给出,随后通过一系列使用普通切削(Conventional cutting CC)方法和HUVC方法的高速切削Ti-6A1-4V合金的对比试验来验证HUVC方法的可行性.试验结果表明,因刀具磨损的显著下降,HUVC方法的刀具寿命可最大提升300％.此外,相比CC方法,HUVC方法的切削效率可以显著提升90％,切削力最大下降50％并在连续的切削加工过程中获得更佳的表面质量.

关键词：高速切削、断续切削、超声振动切削、钛合金

所属期刊栏目：53

分类号：TH16

资助基金：2012年黑龙江省高新技术领域应用技术研究资助项目GA12A402

在线出版日期：2017-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：120-127