Ti-6Al-4V薄壁件单纯低压微弧铣削加工颤振特征与表面形貌关联性研究

来源：机床与液压杂志2025年第20期北京时间：

作者：张逸舟，周建平，许燕，丁胜威，桂贤成，毛家征

单位：新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院；新疆大学机械工程学院

摘要：利用低压微弧铣削钛合金Ti-6Al-4V薄壁件时，虽然未产生宏观切削力，但由于电弧蚀除金属的电弧作用力等物理活动导致薄壁件产生颤振。为探究单纯低压微弧加工过程中颤振现象对表面形貌的影响，通过实验设计，在颤振特征中选取振动位移作为主要探究对象，利用超景深和电子扫描显微镜等精密仪器对加工表面进行检测，以初步探究颤振对表面形貌的影响。SEM结果显示：颤振加剧了薄壁件表面微观缺陷的生成，包括微裂纹和微观凹坑数量的增多。这些缺陷形成的主要原因是频繁的电弧断裂和重熔效应，导致微观形貌劣化。这类微观缺陷不仅影响表面完整性，也可能对材料的使用寿命产生不利影响。最后对被加工件颤振特征及表面粗糙度的多组数据进行斯皮尔曼相关性分析，确立颤振特征与薄壁件表面形貌之间的数学关联性。结果表明：颤振特征与薄壁件表面形貌之间呈现显著正相关性。在单纯低压微弧加工情况下，颤振会带来一系列负面效应，在实际加工过程中，需要采取相应措施以降低颤振的影响。

关键词：颤振特征;电弧铣削;钛合金Ti-6Al-4V;加工质量;微观形貌

基金资助：国家自然科学基金项目（52265061）