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钛合金深孔低频振动钻削实验研究

邵振宇  杨烨  张德远  耿大喜  姜兴刚  李少敏  刘逸航  
【摘要】:钛合金(Ti6Al4V)由于具有良好的综合性能被广泛的应用于航空航天、汽车、船舶以及石油化学工业等领域。目前,钛合金深孔件的使用量正在逐步增加。然而由于钛合金的难加工特性使得其在传统的深孔钻削加工中存在棘手问题。针对钛合金深孔加工断屑、排屑难,切削温度高、切削力大、刀具磨损严重等问题,将回转低频振动辅助钻削技术引入到钛合金的深孔加工中。结合实验室自行研制的回转低频振动钻削系统进行了钛合金回转低频振动深孔钻削的实验研究。该系统具有频率适时可调,振幅加工前预置且输出稳定,能够满足刀具旋转进给的同时内部通高压切削液进行冷却润滑,以机床附件的形式安装简单方便等特点。首先进行了低频振动驱动下细长弱刚性枪钻切削刃处的稳态响应分析,说明枪钻在该受迫振动的稳态响应仍是相同的简谐运动。然后进行了回转低频振动深孔钻削钛合金的实验,实验结果表明:与钛合金普通深孔钻削相比,钛合金回转低频振动深孔钻削能够极大的降低刀具磨损,提高钻削过程的稳定性,能够形成"C"型单元状切屑,极大地提高了深孔加工的断屑、排屑能力,能够有效避免由于连续切屑堵塞所引起的钻削过程失稳、刀具磨损严重、孔壁质量降低等问题。作为机床附件的回转低频振动钻削系统在很大程度上提高了机床的加工能力与加工范围,有效的解决了钛合金深孔加工的难题。

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