增减材复合加工TC4高精度孔试验对比研究

目的 提升增材制造钛合金孔的表面精度和质量。方法 在一定的切削速度下，通过改变进给速度，对比分析经选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)成形的试样采用直接钻削和成形预制孔后再钻削的加工方式后，试样的表面质量、尺寸精度和切削力信号等的变化情况。结果 SLM成形原始孔的实际尺寸普遍小于理论尺寸，主要原因是其存在塌陷区域和粉末黏附区。采用进给速度20 mm/min并配合SLM成孔后再加工的方式，得到的孔结构的加工质量表现相对最好，毛刺相对最少，尺寸误差最低达到了22 μm，且轴向切削力整体最低，最大切削力下降了约29%，平均切削力下降了约61%。经增材制造成形再进行钻削加工后，其整体切削力显著低于对增材板件直接钻削的切削力，且前者切削力的波动相较于后者更大，并具有一定的周期性。经SLM成孔后，再采用钻削加工后，刀具更加耐破损，但是其耐磨损性较差，主要原因是刀具与残留在原始孔周围的金属粉末相互摩擦，加剧了刀具的磨损。SLM成孔后再钻削加工方式会产生离散的粒状和节状切屑，且其尺寸普遍较小，宽度为30 μm左右，切屑可以被有效排出，减少了积热;在直接加工方式下主要为带状切屑，切屑连续且尺寸较大，宽度为300 μm左右，这不利于切屑的排出，导致刀具排屑困难、积热严重。结论 增减材复合加工TC4钛合金可以获得高精度孔，且其尺寸误差最低为22 μm。

Comparative Study on High-precision Hole Test of TC4 Titanium Alloy by Additive and Subtractive Materials