研究者設計“剛柔并濟”高效精密加工新方法

　　記者11月18日從湖南科技大學獲悉，該校機電工程學院20級碩士生魏榮在難切削金屬材料加工方向取得新進展。

　　鈦合金、鎳基高溫合金等難切削金屬材料由于其優越的物理性能，被廣泛應用于航空航天、核能、醫療等高端領域。但是由于這些材料化學性能活躍、傳熱性能差、硬度高等特點，導致其加工效率低、加工質量低、刀具磨損嚴重。

　　為克服這些難題，魏榮作為團隊核心成員設計了多種新型熱輔助切削加工工藝及相關專用刀具，并申請13項國家ZL（已經授權7項）。近日，該研究的最新成果發表在Journal of Materials Processing Technology上，魏榮為第一作者。該成果是魏榮的導師、湖南科技大學副教授李常平的指導下完成的。

　　該研究提出了鈦合金電火花熱輔助高效切削新技術，并驗證了其優越的加工性能。該技術采用電火花加工與傳統銑削加工相結合的方式，電火花加工的高溫熱將待加工材料熱軟化，降低其硬度，隨后銑削將改性后的材料去除，通過“剛柔并濟”的巧妙思路達到高效精密加工的目的。

　　據介紹，該工藝是一種新型的復合加工技術，此技術思路采用的“復合、混合”思想，充分將單種加工技術的優點相結合，實現了“1+1>2”的效果。此外，論文基于有限體積數值分析和理論分析方法提出了一種多復合能場下的切削力建模新方法，揭示了加工過程中材料的溫度分布特征，從而精準預測切削力數值，研究結論可為該工藝參數的優選以及專用刀具的結構優化提供重要的理論參考和數據支持。相關成果對提升我國航空航天、醫療等核心零部件的高品質、高效率制造具有重要的工程實際意義。