钛铝合金在航空发动机领域应用越发广泛,为了给实际生产提供工艺参考,采用单因素试验,研究超声辅助侧铣钛铝合金时切削参数对表面完整性及刀具磨损的影响规律。研究结果表明,超声辅助侧铣钛铝合金合适的切削参数范围为vc=(30~70)m/min、ae=(0.05~0.2)mm、f=(0.005~0.02)mm/tooth和I=100mA。在上述参数下,表面粗糙度值较小(Sa<0.9μm),未见明显的表面缺陷。钛铝合金切削加工表面存在材料硬化现象,表面硬度约为(273~316)HV10,径向切深与每齿进给量为加工表面硬化的主要影响因素。铣削速度对刀具磨损影响最大,后刀面以粘结磨损为主并有氧化磨损与扩散磨损,前刀面以扩散磨损和粘结磨损为主并有氧化磨损,二者均伴随有涂层剥落。

针对钛合金难加工问题,将超声振动引入到对钛合金的铣削加工中,实现刀具、工件周期性接触分离,从而降低切削力、改善加工质量。以TC4为研究对象,以切削力为研究切入点,通过ABAQUS建立三维铣削仿真模型。对比分析超声铣削和普通铣削在切削力曲线特征以及数值大小上的差别,并通过观察切屑特征分析切削力的波动及稳定性。结果表明:轴向振动铣削有利于降低铣削过程中的切削力,提高切削稳定性。