鈦的鏡面加工技術(shù)
——微型拋光錘(MGH)加工

為了提高鈦制人工關(guān)節(jié)、椎間板等植入物的性能，需要對其進(jìn)行高精度拋光。以往利用砂布進(jìn)行拋光的方法，不僅加工效率及形狀精度低，而且有粉塵排出，環(huán)境負(fù)荷大，為此提出了利用超聲波振動(dòng)使材料表面發(fā)生塑性變形的微型拋光錘(MGH)加工方法。但是，采用這種方法對鈦材料進(jìn)行加工時(shí)，有時(shí)會(huì)使加工面產(chǎn)生燒傷或工具上發(fā)生粘結(jié)等問題，因此有必要研究MGH加工條件對鈦材表面粗糙度的影響。

將超聲波振動(dòng)錘裝配在ASV400車床(東芝機(jī)械制造)主軸上，振動(dòng)頻率為40 kHZ。首先用球頭立銑刀加工鈦材，然后再進(jìn)行MGH加工。在各種不同的加工條件下對鈦材表面的12個(gè)位置進(jìn)行MGH加工，加工間距在0.02～0.05 mm之間，每次切削深度為1 μm，總切削量分別為1 μm及2 μm。結(jié)果表明，總切削量越大，鈦材表面越平滑；加工間距越小，表面粗糙度越??；當(dāng)每次切削深度控制在約1 μm時(shí)，不會(huì)發(fā)生燒傷、粘結(jié)等現(xiàn)象。此外，還研究了送料速度和加工次數(shù)對鈦材表面粗糙度的影響。結(jié)果表明，送料速度越小，表面粗糙度越小，但與加工間距對粗糙度的影響相比要小得多。因此，多次加工能夠更有效地降低表面粗糙度。

最后還探討了不采用潤滑劑、采用水溶性切削油及采用含氟潤滑脂涂敷3種方式對MGH加工效果的影響。結(jié)果表明，不用潤滑劑時(shí)，部分加工工具發(fā)生了變色，但無粘結(jié)，對工件也無影響；使用切削油或工件上涂敷潤滑脂的MGH加工，與不使用潤滑劑相比，加工工具變色減輕，工具尖端狀態(tài)保持良好。

可見，在適合的加工條件下，通過對鈦材表面進(jìn)行MGH加工可以實(shí)現(xiàn)鏡面拋光的目標(biāo)。