机械工程学报

作者：周京国, 张宇航, 隋天一, 行登海, 董宝昆, 付清宇, 付俊帆, 林彬

单位：1. 天津大学机械工程学院 天津 300350;2. 天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 天津 300350;3. 中国舰船研究设计中心 武汉 430064;4. 航空工业西安飞行自动控制研究所 西安 710076

关键词：接触率,平均切厚比,超声振动辅助铣削,钛合金,加工特性；

基金：国家自然科学基金(52275207)、天津市自然科学基金(22JCZDJC00050)和航空科学基金(ASFC-20180748004)资助项目。

超声振动铣削中分离-接触特征会影响钛合金的高效高质量加工，为了更深入的认识分离-接触特征对超声振动辅助铣削的影响，建立了接触率、平均切厚比的铣削模型，并提出基于平均切厚比的超声作用判别准则；通过开展铣削实验，讨论了周期性与持续性接触超声铣削中接触率与平均切厚比的作用机理；研究了不同铣削与超声参数对刀具磨损的影响规律。结果表明：在纵向超声振动辅助铣削钛合金时，分离效应与平均切厚效应共同作用使得超声加工相较于传统加工能改善加工质量，在周期性接触铣削中，刀具-工件周期性接触的间歇切削现象引起的分离效应是铣削力与表面质量改善的主要因素，在持续性接触铣削中(接触率为1)，单位周期的平均切削厚度降低现象引起的平均切厚效应使得在一定范围内刀具-工件不分离也能降低铣削力，改善表面质量； Ti-6Al-4V钛合金存在临界切入速度值，约为42 m/min，合理搭配主轴转速及超声振幅可改变切入速度以防止刀具磨损，这对钛合金的高效高质量加工与工艺控制具有重要的作用。

来源：2024年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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