钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

基于激光辅助的氮化硅陶瓷车削表面质量研究

针对氮化硅陶瓷材料加工难度大、表面质量难以保证等问题,提出了一种针对氮化硅陶瓷的激光辅助车削方法,通过激光对工件进行了预热,改善了陶瓷材料加工区域的材料特性,降低了材料的硬度和脆性,在减少切削力的同时,有效改善了陶瓷工件的表面质量。首先,利用有限元软件ABAQUS/CAE建立了氮化硅陶瓷材料的本构模型,分析了激光对车削中材料去除的作用效果;然后,设计了激光辅助车削实验,研究了激光功率参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,并将实验结果和仿真分析结果进行了对比。研究结果表明:随着激光功率的增加,切削力和表面粗糙度都逐渐降低,实验中切削力最大下降了59.5%,表面粗糙度最大下降了85%,使用激光辅助加工后的表面质量得到了明显提高;同时,实验与仿真结果趋于一致,验证了所建模型的正确性。