“加工”设计“刚柔并济”高效精密加工新方法

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本报讯（记者王昊昊）湖南科技大学机电工程学院硕士生魏荣在副教授李常平的指导下，在难切削金属材料加工方面取得新进展。该研究提出了钛合金电火花热辅助高效切削新技术，并验证了其优越的加工性能。相关成果近日发表于《材料加工技术杂志》。

钛合金、镍基高温合金等难切削金属材料由于优越的物理性能，被广泛应用于航空航天、核能、医疗等高端领域。但是由于这些材料化学性能活跃、传热性能差、硬度高等特点，导致其加工效率低、加工质量低、刀具磨损严重。为克服这些难题，魏荣作为团队核心成员设计了多种新型热辅助切削加工工艺及相关专用刀具，并申请13项国家专利（已授权7项）。

该技术采用电火花加工与传统铣削加工相结合的方式，电火花加工的高温热将待加工材料热软化，降低其硬度，随后铣削将改性后的材料去除，通过“刚柔并济”的巧妙思路达到高效精密加工的目的。

据介绍，该工艺是一种新型复合加工技术，此技术采用的“复合、混合”思路，充分将单种加工技术的优点相结合，实现了“1+1>2”的效果。此外，论文基于有限体积数值分析和理论分析方法，提出了一种多复合能场下的切削力建模新方法，揭示了加工过程中材料的温度分布特征，从而精准预测切削力数值。研究结论可为该工艺参数的优选以及专用刀具的结构优化提供重要的理论参考和数据支持。

相关成果对提升我国航空航天、医疗等核心零部件的高品质、高效率制造具有重要的工程实践意义。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2022.117805

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