[发明专利]一种基于超声椭圆振动切削技术的钛合金超精密加工方法

摘要

本发明公开了一种基于超声椭圆振动切削技术的钛合金超精密加工方法，所述方法步骤如下：一、调节和控制超精密加工实验室的温度、湿度和空气洁净度；二、机床试运行；三、超声椭圆振动切削系统调试；四、超声椭圆振动切削装置的安装；五、钛合金材料安装；六、粗切；七、半精切；八、精切；九、超声椭圆振动辅助切削；十、关停超精密机床和超声椭圆振动切削系统，取下钛合金工件并用无水乙醇清洗，干燥后进行保存，得到超声椭圆振动切削技术加工的超精密钛合金表面。本发明采用超声椭圆振动切削技术来实现钛合金的超精密加工，具有能够有效抑制刀具磨损、抑制加工表面的凹坑和微裂纹、提高工件表面完整性以及有效降低工件亚表层损伤深度等优点。

主权项

1.一种基于超声椭圆振动切削技术的钛合金超精密加工方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、准备工作：调节和控制超精密加工实验室的温度、湿度和空气洁净度；二、机床试运行：启动超精密机床，检查机床各个轴系的工作特性是否正常，待机预热直至超精密机床达到热稳定；三、超声椭圆振动切削系统调试：启动超声椭圆振动切削系统，待机直至其工作稳定；利用激光测位仪对刀具尖端轴向和垂直方向的振动信息进行采集，得到其刀具尖端输出振动轨迹信息；四、超声椭圆振动切削装置的安装：将超声椭圆振动切削装置安装在超精密机床的Z导轨上，并且完成对刀；五、钛合金材料安装：将钛合金工件安装在超精密机床主轴的真空吸盘上，并完成钛合金工件的动平衡调整；六、粗切：开启切削液，采用水溶性冷却切削液喷雾加工，设置切削参数：an=15~20μm，f =10~12μm/r，n=1800~2000r/min，其中an为切削深度，f为每转进给量，n为主轴转速；七、半精切：采用完成粗切加工的零件作为切削工件，开启切削液，采用水溶性冷却切削液喷雾加工，设置切削参数：an=8~12μm，f =6~8μm/r，n=1800~2000r/min；八、精切：采用完成半精切加工的零件作为切削工件，开启切削液，采用水溶性冷却切削液喷雾加工，设置切削参数：an=5μm，f =4μm/r，n=2000r/min；九、超声椭圆振动辅助切削：采用完成精切加工的零件作为切削工件，开启切削液，采用水溶性冷却切削液喷雾加工，启动超声椭圆振动切削系统，分别调节超声椭圆振动切削装置的两路激励信号电压值及其相位差值，测定此时刀具尖端的轴向振幅值、垂直方向振幅值分别为8μm和6μm，振动频率为29700 Hz，设置切削参数：an=5μm，f =4μm/r，n=12 r/min；十、关停超精密机床和超声椭圆振动切削系统，取下钛合金工件并用无水乙醇清洗，干燥后进行保存，得到超声椭圆振动切削技术加工的超精密钛合金表面。