侯书军，裴腾飞，李 慨，曲云霞，李 坤，李 凯

（河北工业大学机械工程学院 天津，300130）

引言

由于钛合金在比强度、比刚度等方面的诸多优势，使其在航空制造领域得到了日益广泛的应用［1］，如波音787机身结构材料的15%都采用了钛合金［2］。钛合金常与碳纤维组成复合材料叠层并通过铆接形成结构，该类复合材料的高精度制孔是保证连接强度与结构性能的主要因素之一［3］。而钛合金在机械性能方面的优势，加之其导热率低，给本就切削效率较低的钻孔作业带来了很大挑战。比如在用普通钻进行钛合金板钻孔时极易产生高温螺旋长屑，不仅划伤自身孔面也灼伤碳纤维层，从而影响孔加工表面的质量［4］。因此，如何有效断屑成为该技术研究的核心课题。

近年来，有人借助超声振动进行改善钛合金断屑的研究。邵振宇等［5］应用超声辅助钻削技术进行了钛合金钻削试验，说明了超声钻削可以降低钻削力，提高刀具切削能力，获得良好的断屑与排屑效果。但也有研究认为超声振动虽然可以降低切削力，但却会引起切削温度的升高［6］。从材料特性的角度看，钛合金属于塑性极强的高强度材料，而振动的目的就在于破坏切屑的连续性，此时低频较大振幅的振动应该更加合适。在此方面，法国的“mitis”系统获得了成功，国内已有多家引进，国内外诸多学者对其进行了研究。Pecat等［7］对比了低频振动（振幅为0.01～0.20 mm，频率为1.5/rev）辅助钻孔和普通钻孔（conventional drilling，简称CD）。试验发现：合理的振幅、进……