机械工程学报

作者：史兰宇, 王晨光, 陈杰, 郭国强, 黄文斌, 安庆龙, 明伟伟, 陈明

单位：1. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240;3. 上海航天精密机械研究所 上海 201600

关键词：蜂窝芯,高温合金,铣削,材料去除机理,加工损伤；

基金：上海航天先进技术联合研究基金(USCAST2020-3)、国家重点研发计划(2020YFB2010603)和国家自然科学基金(51875355)资助项目。

高温合金蜂窝芯材料具有高比刚度、轻质和能量吸收特性好等优异性能，被视为下一代高超声速飞行器热防护结构极具潜力的材料。高速铣削是高温合金蜂窝芯零件成型过程中重要的减材制造工艺，在蜂窝芯材料高速铣削时，蜂窝芯材料面内刚度低且高温合金塑性好，较小的切削力就会使蜂窝壁产生较大的塑性变形，导致蜂窝芯加工精度较低、加工损伤难以控制，对后续焊接、装配等工序产生不利影响。基于有限元仿真对蜂窝壁切削材料去除机理进行了深入研究，探索了铣削参数、刀具类型和铣削方式对铣削过程中铣削力和加工损伤的影响。研究结果表明，蜂窝壁切入角是影响蜂窝芯材料切削加工过程中瞬时应力分布和成屑机理的关键性因素。得到了铣削参数、刀具类型和铣削方式对高温合金蜂窝芯加工过程中加工损伤的影响规律。对于铣削参数，过大的进给量会导致芯格变形等加工损伤，降低切削速度会提高微小毛刺等加工损伤发生的频率；本文采用的三种刀具的对比结果表明，立式铣刀加工质量最好。插铣方式会产生明显的轴向冲击，而侧铣方式可以有效避免轴向冲击。研究成果为高温合金蜂窝芯低损伤高性能加工提供了理论依据和工艺技术储备。

来源：2022年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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