摘要：研究了钛合金高速超声椭圆振动铣削中振幅对加工表面完整性的影响。首先基于高速超声椭圆振动铣削过程中刀具-工件的运动学特点和实现分离断续切削条件,建立了切屑厚度模型以及考虑刀具-工件有效参与铣削的刀具动态切削后角模型。针对振幅对高速超声椭圆振动铣削的影响进行了微量润滑条件下的高速超声椭圆振动侧铣削钛合金试验,对不同振幅条件下的高速超声椭圆振动铣削过程中的切削力、工件表面质量、残余应力、亚表层显微组织以及表面显微硬度进行了详细研究。试验结果表明:高速超声椭圆振动铣削过程中的平均径向切削力值随着振幅的增大呈现减小的趋势。高速超声椭圆振动铣削中振动幅值对于工件表面完整性的影响显著。高速超声椭圆振动铣削表面粗糙度值随着振动幅值的增大而增大;高速超声椭圆振动铣削表面残余压应力值随着振动幅值的增大而增大;高速超声椭圆振动铣削的变形层厚度以及晶粒细化程度随着振动幅值的增大而增大;高速超声椭圆振动铣削表面加工硬化程度随着振动幅值的增大而增大。

关键词：超声椭圆振动铣削 高速铣削 断续切削 表面完整性 

单位：北京航空航天大学机械工程及自动化学院; 北京100191