不同振动方式下的钛合金超声振动铣削表面完整性研究

武 民 ， 马利杰， 王占奎， 苏建修

(河南科技学院 机电学院，河南 新乡 453000)

钛合金具有抗腐蚀性强、比强度高等优良的物理力学性能，是航空航天、石油化工、医疗卫生等领域广泛应用的工程材料[1-3]；但因其导热系数低、切削温度高、冷硬现象严重、冷却润滑效果差[4]等切削特性，使其成为典型的难加工材料。钛合金工件的表面完整性对工件的耐磨性、疲劳强度以及工件的使用寿命都有着至关重要的影响。

近年来，对于钛合金表面完整性的研究日渐增多。杨振朝等[5]研究了高速铣削参数对TC4钛合金表面完整性的影响规律，结果表明：主轴转速为8 000 r/min，轴向切深为0.15 mm时获得的表面完整性最佳。谭靓等[6]对刀具几何参数对钛合金表面完整性的影响进行了研究，研究结果表明：刀具的螺旋角对表面粗糙度的影响显著，而刀具后角对表面残余应力影响显著。Shi等[7]对不同刀具磨损状态下铣削TC4钛合金的表面完整性进行了研究，并得出结论：高速铣削时可获得良好的表面完整性；刀具磨损严重时没有出现严重的加工硬化现象。Fang等[8]探讨了刀具刃口半径对Ti6Al4V表面完整性的影响，并从三个不同角度探讨了刀具刃口半径与表面粗糙度的关系。实验结果表明，刀具刃口半径对TC4钛合金的加工表面完整性影响显著。

超声振动铣削是振动切削技术的一个分支，其在改善切削系统稳定性[9-10]、降低切削力[11-12]、延长刀具寿命[13-14]等方面有着独特的优势。在超声振动铣削钛合金表面完整性研究方面，有些学者也取得了具有积极意义的研究成果。……