航空发动机核心部件制造迎来新突破！我国南京航空航天大学研究团队近日在GH4169D高温合金加工领域取得重要进展，通过纵向超声振动辅助侧铣技术（LUVM），成功将铣削阻力降低12.2%，同时显著提升表面加工质量。这项技术为解决航空发动机关键部件加工难题提供了新方案。

让刀具"跳起来"的加工革命
与传统铣削（CM）相比，超声振动铣削让刀具在切削过程中产生每秒数万次的高频振动，形成独特的正弦曲线运动轨迹。就像跳动的缝纫针，刀具在接触工件的瞬间完成切削，随后迅速脱离形成"无切削间隔"，大幅减少刀具与工件的摩擦时间。研究团队建立的"无切削时间比率模型"精确显示：当铣速控制在20米/分钟时，刀具有多达54.4%的时间处于无摩擦状态，这是实现铣削力下降的关键。

三大颠覆性优势

1. 切屑更易断裂：超声振动使产生的切屑弯曲度提升37%，形成更薄的层状结构（平均厚度减少23%），有效解决航空合金加工中常见的切屑缠绕难题
2. 表面质量提升：在低速铣削条件下，工件表面粗糙度Ra值降低19%，高度分布差异从8.6μm缩减至6.8μm
3. 纹理可控：加工表面出现规律性超声振动纹理，其波长可通过物理公式精确预测，误差小于6%

技术局限与挑战
该技术的优势随着铣速提升而减弱。当铣速超过43米/分钟时，无切削时间比率降为零，超声振动优势完全消失。此外，低速加工时出现的材料碎屑残留问题，仍需通过参数优化解决。研究人员表示，下一步将重点研究频率、振幅等参数对加工质量的影响规律。

行业应用前景
GH4169D作为新型镍基高温合金，其强度达到普通铝合金的2.3倍（屈服强度1030MPa），广泛应用于航空发动机涡轮盘等关键部件。该技术有望提升我国航空发动机关键部件的加工效率和质量稳定性，为高端装备制造提供技术支撑。目前团队已开始探索该技术在钛合金等难加工材料领域的应用可行性。

来源: FME机械工程前沿