基于二维超声振动的钛合金内孔镗削试验研究

摘要

针对钛合金材料内孔加工过程中镗杆形变与振动问题对加工质量的影响,提出了一种基于二维超声振动的钛合金辅助镗削工艺路线。首先,基于纵向压电陶瓷的弯曲振动模式设计了超声镗削装置,使刀尖实现了纵弯耦合的二维超声振动;其次,利用有限元软件ABAQUS对镗杆的仿真模型进行模态分析,从而确定超声振动的频率参数;最后,利用所设计的工艺开展了钛合金内孔镗削实验,以研究不同工艺参数对加工误差及精度的影响规律。结果表明,随着y方向和z方向超声振幅的增加,直径误差和表面粗糙度都呈逐渐降低的趋势。相比于普通镗削,当y方向和z方向振幅达到9μm时直径误差和表面粗糙度分别下降了77.4%和59.1%。可见,超声振动辅助加工能有效地提高钛合金内孔镗削精度,为钛合金镗削工艺设计提供参考。