轴向超声振动辅助铣削TiB2/7050Al复合材料残余应力试验研究
2021-02-25李俊辰汪文虎蒋睿嵩刘晓芬熊一峰单晨伟
电加工与模具 2021年1期
李俊辰 ,汪文虎 ,蒋睿嵩 ,刘晓芬 ,熊一峰 ,单晨伟
( 1. 西北工业大学,航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室,航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心,陕西西安710072;2. 四川大学空天科学与工程学院,四川成都 610065 )
作为铝基复合材料的典型代表, 原位自生型TiB2颗粒增强铝基复合材料 (TiB2/Al 复合材料)具有质量轻、比强度高、比刚度高、抗磨损等优点[1],是未来新一代航空发动机大尺寸风扇叶片的理想材料之一。 TiB2/Al 复合材料在传统机械加工过程中,切削力大、切削温度高、刀具磨损剧烈、加工表面质量不高,是一种典型的难加工材料[2]。 利用超声振动辅助加工中的高频振动,可缩短刀-屑-工件的接触时间,减小刀具与工件的摩擦力,从而有效地降低切削力、切削热和刀具磨损,提高加工精度与表面质量。 国内外研究表明,超声振动辅助切削可用于碳纤维复合材料、金属基复合材料、陶瓷等硬脆性难加工材料的精密加工,在航空航天等领域具有广阔的应用前景[3-4]。
残余应力是零部件机械加工中的重要性能指标,相关研究结果表明:残余应力尤其是残余压应力,对机加零部件的使用性能、服役寿命具有重要影响。 提高零部件加工表面残余压应力能有效实现零部件的抗疲劳制造,延长服役寿命[5-6]。
吴德宝[7]开展了6061 航空铝合金的轴向超声振动辅助车削试验,系统研究了进给方向超声振动下工件表面残余应力随切削参数、超声参数的变化规律,结果表明加载超声振动可增大加工表面的残余压应力。……
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