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钛合金曲面超声辅助磁性磨料光整加工材料去除规律及去除函数

2020-03-31马付建姜天优刘宇杨大鹏沙智华张生芳

表面技术 2020年3期

马付建,姜天优,刘宇,杨大鹏,沙智华,张生芳

(大连交通大学,辽宁 大连 116028)

钛合金具有高强度、耐高温、耐腐蚀以及良好的疲劳性能和断裂韧性等优良特性,目前已广泛应用于航空、航天、船舶和能源等领域的关键零部件上[1]。这些应用中大都需对钛合金零件进行精密的光整加工,并对加工质量和加工效率有着较高的要求。但是钛合金材料的热传导率低、黏性高、工艺性能较差,属于典型的难加工材料,目前钛合金在光整加工过程中的加工质量和加工效率还有待进一步提高。

为了实现钛合金等难加工材料复杂零部件高质高效的光整加工,多种复合光整加工技术被应用到该类材料的光整加工中。其中,超声辅助磁性磨料光整加工(Ultrasonic assisted magnetic abrasive finishing,UAMAF)技术通过普通磁性磨料光整加工(Magnetic abrasive finishing,MAF)与超声振动的有机复合,可以显著提高难加工材料光整加工的质量和效率[2-4]。UAMAF的加工原理如图1所示。磁性磨料在磁极磁场作用下形成柔性的磁性磨料刷,磁性磨料刷与工件表面接触,形成与工件表面吻合的柔性接触区。在该区域中,磁性磨料在磁极工具旋转运动和超声振动的作用下,进行旋转运动的同时,高速冲击工件,通过微切削和高频撞击的联合作用对工件材料进行去除,并增加单位时间内参与加工的磁性磨料的数量以及每颗磁性磨料的去除体积,实现工件材料高质量和高效率加工[5]。因此研究人员针对难加工材料开展了UAMAF的相关研究。

在加工工艺研……

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