机械工程学报

作者：刘良, 王茂, 马善意, 付宇帆, 张建国, 肖峻峰, 陈肖, 许剑锋

单位：1. 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074;2. 华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室 武汉 430074;3. 湖北工业大学机械工程学院 武汉 430068;4. 国家数字化设计与制造创新中心 武汉 430206

关键词：钼镧合金,难加工材料,超声椭圆振动切削,脆塑转变,材料去除机制；

基金：国家重点研发计划(2021YFC2202300)、国家自然科学基金(52375430，52225506)和华中科技大学学术前沿青年团队(2019QYTD12)资助项目。

钼镧合金是一种典型的难加工材料，在普通切削过程中极易引发材料脆性断裂和刀具磨损，难以获得高质量加工表面。超声椭圆振动切削技术是一种实现难加工材料超精密切削加工的有效方法。开展了钼镧合金金刚石切削实验研究，验证了超声椭圆振动切削对材料可加工性的提升作用，对比分析了普通切削和超声椭圆振动切削钼镧合金表面创成机制、切屑形成机制及刀具损伤机制。通过改变刀具椭圆振动轨迹，当椭圆轨迹取向角为160°时，实现了1 0351.9 nm的最大临界切削深度，相对于普通切削的最优临界切削深度52.5 nm，提升了197倍。普通金刚石切削过程，材料主要以脆性模式被去除。成形表面产生鳞刺缺陷，切屑剪切带的锯齿特征明显，且切屑与刀具接触面粗糙、产生明显撕裂，与此同时材料与刀具粘结严重。超声椭圆振动金刚石切削过程，材料主要以塑性模式被去除。成形表面鳞刺缺陷的产生被显著抑制，切屑剪切带的锯齿特征减弱，且切屑与刀具接触面光滑、无撕裂现象产生，材料与刀具的粘结得到有效抑制。分析表明，超声椭圆振动切削显著提升了钼镧合金可加工性、抑制了表面脆性缺陷和刀具损伤。本研究揭示了钼镧合金的材料去除机制，有助于推动钼镧合金在航空航天等领域中的应用。

来源：2025年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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