旋转超声加工对TiBw网状钛基复合材料表面残余应力的影响

为研究不同切削条件下旋转超声加工对材料表面残余应力的影响，选取硼化钛晶须(TiB whiskers, TiBw)网状钛基复合材料为实验对象，使用镍基电铸金刚石砂轮进行旋转超声加工，并分析了加工后材料的表面残余应力。结果表明：由于钛基复合材料具有网状结构和优异的高温性能，使切削热和微观相变产生的残余应力较小，磨粒机械作用产生的残余应力更大。随着超声振动的引入，磨粒高频冲击工件表面，使旋转超声加工工件表面残余应力均大于普通磨削。在主轴转速n=9 000 r/min,进给速度v_f=8 mm/min,加工深度a_p=25μm的加工参数下，旋转超声加工工件表面存在-540 MPa的残余压应力，随着主轴转速增大，残余应力显著减小，并且残余应力的影响层深度逐渐减小。超声振动的引入增大工件表面残余压应力，提高材料抗疲劳性能。