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铝合金与钛合金超声振动辅助钻削工艺研究

铝合金与钛合金超声振动辅助钻削工艺研究

摘要：

随着现代航空航天、汽车制造等行业的迅速发展，铝合金和钛合金

等高强度材料的应用越来越广泛。然而，在加工这些材料时，传统的钻

削工艺面临着一些挑战，例如困难切削、材料变形和刀具磨损等。为了

克服这些问题，超声振动辅助钻削工艺被引入，其利用高频、低幅度的

超声波震动改善切削过程。

本文通过对铝合金和钛合金超声振动辅助钻削工艺的研究，探讨了

超声振动对加工效果的影响。首先介绍了铝合金和钛合金的特性和应用

范围。随后，详细讨论了超声振动的原理和优势。接着，对超声振动参

数进行了分析和优化，包括超声频率、振幅和切削速度等。研究结果表

明，适当的超声振动参数能够明显提高铝合金和钛合金的加工效率和质

量。

在实验中，我们选择了常用的刷新钻削工序进行对比研究。通过测

量切削力、表面粗糙度和切削温度等参数，比较了超声振动和传统钻削

的差异。结果显示，超声振动工艺能够显著降低切削力，减少表面粗糙

度，并有效降低切削温度。此外，超声振动还能改善刀具寿命和提高加

工精度。

通过对超声振动机理的分析，我们还讨论了其对材料切削的作用。

超声振动可以破坏局部切削的沟槽和切屑，促进切削液的流动，提高切

削润滑性能。在铝合金和钛合金的加工过程中，超声振动还可以改变切

削区域的力学性质，减少材料变形和切削副产物的生成。

通过本次研究，可以得出以下结论：超声振动辅助钻削工艺具有较

好的应用前景，可以提高加工效率和质量。然而，超声振动参数的选择

和控制仍然是一个挑战，需要进一步的研究和实验验证。

关键词：铝合金、钛合金、超声振动、钻削、切削力、表面粗糙度、

切削温度