基于尺寸效应的钛合金二维超声辅助精密切削特性研究

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 44; no. 1; pp. 117 - 123
• Main Authors: 王鑫, 刘建慧, 焦锋
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 新乡航空工业(集团)有限公司,河南 新乡 453000%河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000 2025
• Subjects: 切削力; 刃口半径; 尺寸效应; two-dimensional ultrasonic cutting; 二维超声辅助切削; size effect; cutting edge radius; cutting force
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2021110098

TH122; 目的 为了减少尺寸效应对精密加工的影响,提高钛合金微尺度切削的加工精度与表面质量,方法 将特种加工理论和精密切削方法相结合,提出二维超声辅助精密切削方法.首先,基于ABAQUS力-热耦合模型分析二维超声辅助精密切削钛合金的切削过程,探究精密切削与二维超声辅助精密切削的切削力学特性;其次,通过试验以超声振幅、切削深度与刃口半径的比值(ap/rn)为因素,分析尺寸效应作用下超声振动切削中切削力及单位切削力的变化规律;最后,对比分析精密切削与二维超声辅助精密切削在不同切削深度与刃口半径的比值(ap/rn)下的表面形貌特征.结果 结果表明,随着切削深度与刃口半径的比值(ap/rn)增大,精密切削钛合金表面形貌出现黏结、凹坑、耕犁现象,而二维超声辅助精密切削加工表面则出现均匀、完整的网状表面纹理特征.另外,二维超声辅助精密切削加工单位切削力远小于精密切削加工的,且随着振幅增大,单位切削力的增长比值由57.7%降至45.2%.结论 二维超声辅助精密切削能够显著改善尺寸效应中产生的负前角效应和犁切现象,降低单位切削力,提高切削过程的稳定性,在提高钛合金微尺度切屑加工精度和表面质量方面具有重要应用价值.