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钛合金超声振动研磨表面粗糙度特性试验研究
一、引言
钛合金广泛应用于航天、航空、船舶、化工等领域，因其具有轻质、高强、抗腐蚀等特点，而成为了重要的结构材料之一。然而，钛合金材料的加工难度和成本较高，目前，超声振动研磨技术作为一种新型加工方法，正在逐渐被应用于钛合金材料的加工领域中。
本文主要针对钛合金超声振动研磨表面粗糙度特性进行了试验研究，探讨这种加工技术对钛合金材料表面粗糙度的影响。
二、理论分析
超声振动研磨技术是一种以磁致超声振动为主的新型加工方法。当富伦克电流通过线圈时，会产生一个交替磁场，进而形成了一个在线圈内共振空腔。在这个空腔内，会产生磁致超声振动，能够产生部分位移，形成同步波，使工件表面获得特殊的表面处理效果。
钛合金是一种具有良好性能的金属材料，但其加工难度较大，主要是由于其高温脆性导致的。采用超声振动研磨技术对其进行加工，可以有效降低加工难度，并且可以在保证表面质量的前提下实现快速加工。
超声振动研磨技术的最大特点是能够减小表面粗糙度，并且不影响表面质量。这得益于超声振动磨粒与工件表面的接触面积较小，从而减小了工作表面的受力情况，有效避免了表面的损伤和粘连。
三、试验设计
本次试验选用了常见的钛合金材料TA15，在试验期间，选择了不同的加工参数，通过对不同加工参数下试样的表面粗糙度进行测试，探讨超声振动研磨技术对钛合金材料表面粗糙度特性的影响。
三种加工参数的选取如下：
1.磨料类型：选用高硬度的纳米晶磨料。
2.超声振动频率：80kHz。
3.超声振动幅度：15μm,20μm,25μm。
通过选取不同的超声振动幅度，在保持磨料类型和超声振动频率的基础上，对试样进行加工，测试不同条件下试样表面粗糙度的大小，以探讨加工幅度对钛合金表面粗糙度特性的影响。
四、试验结果
通过对试样的实验数据采集和分析，得出了以下结论：
1.随着幅度的增大，试样表面粗糙度越来越小。这是因为在较大幅度下，超声振动磨料和试样表面的接触面积更小，在相同时间内，相对位移的量更小，从而能够更加有效地减小表面粗糙度。
2.在超声振动作用下，磨料与试样表面之间的摩擦减小，磨料舞动和磨料间摩擦所产生的能量也能够得到更好的利用，从而使钛合金表面更加光滑。
五、结论
本试验证明了超声振动研磨技术对钛合金材料表面粗糙度的特性具有一定的优化作用。通过调整不同加工参数，可以控制超声幅度，并达到优化表面粗糙度的目的。在钛合金材料的加工中，超声振动研磨技术有着广阔的应用前景，可以提高加工效率，减少加工成本。