鈦合金徑向超聲振動銑削表面粗糙度研究

喻宏慶 ， 高延峰 ， 王順欽

(1.中航工業洪都航空工業集團有限責任公司制造工程部，南昌 330024;2.南昌航空大學航空制造工程學院，南昌 330063)

鈦合金具有較高的比強度、優良的耐腐蝕性以及良好的與碳纖維復合材料的兼容性，在航空航天領域有極好的應用前景[1]。但是由于鈦合金材料本身具有粘、韌、彈以及化學活性高等特點，使其在加工過程中易出現加工表面燒傷和加工裂紋，表面質量難以控制。與結構鋼、不銹鋼和高溫合金相比，鈦合金零件對表面損傷和缺陷具有更大的敏感性，工件表面質量直接影響到產品的使用性能和設備的可靠性能，從而嚴重影響了鈦合金的使用[2-3]。

超聲振動輔助切削將超聲波信號引入到普通切削中，使刀具或工件以20～50kHz的頻率、沿切削方向高速振動。在高頻振動的作用下，刀具與工件斷續接觸，切屑更易飛出，這就使得刀具所受到的摩擦變小，切削力降低，加工質量得到改善[4]。

由于該方法的優點，得到了國內外學者們的廣泛關注。文獻[5]對超聲振動輔助鉆削鈦合金的機理和工藝進行了研究，發現軸向超聲振動在鉆削方面有著優良效果；文獻[6]對鈦合金的超聲波激振鏜削進行了研究，將超聲振動運用在圓孔鏜削中，改善了圓孔的直線度和圓柱度。但鈦合金材料從毛坯件加工到成品件的過程中，銑削是目前使用最多的加工方式[7]。盡管文獻[8]對鋁合金材料進行的超聲振動銑削研究有一定的參考價值，但振動方向屬于軸向振動，即切削深度方向振動，而非切削速度方向。……