机械工程学报

作者：冯勇, 周豪杰, 周智远, 贾晓林, 秦育彦, 徐伟伟

单位：1. 南京工程学院机械工程学院 南京 211167;2. 常熟理工学院机械工程学院 苏州 215500

关键词：TiBw/TC4复合材料,低频扭振,螺旋铣孔,切削力模型,制孔质量；

基金：国家自然科学基金(51775260)和江苏省高等学校自然科学研究(21KJB460022)资助项目。

晶须增强钛基复合材料因其高比刚度、比强度等优异性能，被广泛用于航空航天、车辆运输以及新能源等领域；然而，由于材料各向异性，在常规制孔加工中极易产生缺陷，限制了其大量推广和应用。为此，结合低频扭转振动的运动特点和螺旋铣削的加工特点，提出低频扭转振动辅助螺旋铣孔(低频扭振螺旋铣孔)工艺方法，并进一步推导了其切削力模型；在此基础上，开展了TiBw/TC4复合材料的铣孔实验研究，验证了切削力模型的合理性。仿真分析表明，扭振切向进给与切向每齿进给相同，扭振频率与切削频率同频时，端面合力的平均切削力峰值较常规螺旋铣孔分别下降近13.05%和13.64%。实验研究表明，低频扭振螺旋铣孔有助于减少出/入口毛刺、孔壁划痕、破碎等缺陷，并可有效降低刀具磨损；相较于常规螺旋铣孔，孔壁粗糙度降低36.29%。

来源：2024年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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