40 MECHANIK NR 8–9/2021 * Prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak, krzysztof.jemielniak@pw.edu.pl, https://orcid.org/0000-0002-7156-7878 – Wydział Inżynierii Produkcji, Politechnika Warszawska, Warszawa, Polska Presented is an update of the recent literature on advances in difficult to machine materials such as nickel and titani- um-based alloys, and composites used in aeroengine and aerostructure applications. The review covers ultrasonic vibration-assisted machining and the combination of this technique with minimum quantity lubrication and high- -pressure cooling. Also discussed are low-frequency vibra- tion-assisted aerospace alloy drilling and low- and high- -frequency vibration-assisted drilling of stacks. KEYWORDS: aerospace materials, machining, vibrations, UVAM, UVAM&MQL, UVAM&HPC, LF-VAD Przedstawiono najnowsze osiągnięcia we wspomaganej drganiami obróbce materiałów trudnoobialnych, takich jak stopy niklu, stopy tytanu oraz kompozyty stosowane w silnikach i konstrukcjach lotniczych. Przegląd obejmu- je obróbkę wspomaganą drganiami ultradźwiękowymi oraz połączenie tej techniki ze smarowaniem minimalnym i chłodzeniem pod wysokim ciśnieniem. Omówiono także wiercenie stopów lotniczych wspomagane drganiami o ni- skiej częstotliwości oraz wiercenie stosów wspomagane drganiami o niskiej i wysokiej częstotliwości. SŁOWA KLUCZOWE: materiały lotnicze, obróbka skrawa- niem, drgania, obróbka wspomagana drganiami ultra- dźwiękowymi, minimalne smarowanie, wiercenie wspo- magane drganiami o niskiej częstotliwości, chłodzenie pod wysokim ciśnieniem Wprowadzenie Doskonałe właściwości mechaniczne i chemiczne nadstopów są jednocześnie powodem ich słabej obra- bialności i niezadowalającej jakości warstwy wierzch- niej. Materiały kompozytowe, takie jak polimer wzmoc- niony włóknem węglowym (CFRP), są wprowadzane do projektowania i produkcji samolotów w celu popra- wy ich cech (lekkości i wytrzymałości), jakości, obni- żenia kosztów cyklu życia i konserwacji oraz kosztów produkcji i skrócenia czasu realizacji. Uszkodzenia po- wstające podczas obróbki mechanicznej materiałów kompozytowych zmniejszają ich wytrzymałość i trwa- łość zmęczeniową. Najpoważniejszym uszkodzeniem wynikającym z wiercenia materiałów kompozytowych jest rozwarstwienie na powierzchniach otworów. Aby rozwiązać te problemy, stosuje się wysoko wydajne techniki chłodzenia oraz obróbkę wspomaganą drga- niami. Te pierwsze zostały omówione w poprzednim artykule [1], tu zostaną omówione najnowsze osiągnię- cia (z lat 2018–2020) w sposobach wspomagania ob- róbki materiałów lotniczych drganiami: ● obróbka wspomagana drganiami ultradźwię- kowymi (ultrasonic vibration assisted machining – UVAM), ● połączenie wspomagania drganiami ultradźwięko- wymi ze smarowaniem minimalnym (ultrasonic vibra- tion assisted machining & minimum quantity lubrica- tion – UVAM&MQL), ● połączenie wspomagania drganiami ultradźwięko- wymi z chłodzeniem wysokociśnieniowym (ultrasonic vibration assisted machining & high-pressure cooling – UVAM&HPC), ● wiercenie wspomagane drganiami o niskiej często- tliwości (low-frequency vibration assisted drilling – LF-VAD). Obróbka wspomagana drganiami ultradźwiękowymi Obróbka wspomagana drganiami ultradźwięko- wymi (UVAM) to proces, w którym w celu poprawy wydajności skrawania do narzędzia lub przedmio- tu obrabianego przykładane są wibracje o wysokiej częstotliwości i małej amplitudzie. Oscylacje kra- wędzi skrawającej w zakresie kilku mikrometrów powodują zmianę prędkości skrawania i/lub posu- wu o wysokiej częstotliwości. Dzięki temu można osiągnąć: zmniejszenie sił skrawania, zwiększenie trwałości narzędzia i poprawę jakości obrabianego przedmiotu. UVAM zastosowano w kilku procesach obróbki, w tym w wierceniu, toczeniu, szlifowaniu, frezowaniu, a ostatnio w obróbce materiałów trudnoobrabialnych. Bieżący tor narzędzia wspomaganego drganiami na- kłada się ze śladem pozostawionym na powierzchni skrawania w poprzednim przejściu, co może powodo- wać przerwanie kontaktu z obrabianym przedmiotem i powstawanie nieciągłych wiórów. Historię i aktual- ny stan urządzeń do UVAM, w tym teorię i zasady ich projektowania przedstawiono w [2] i [3]. W ostatnich latach kilka artykułów zostało poświęconych zasto- sowaniu UVAM przy obróbce stosowanego często w przemyśle lotniczym stopu Ti6Al4V. Kompleksowe badania eksperymentalne wpły- wu drgań wzdłużnych (LVAM) i wzdłużno-skręt- nych (LTVAM) na siłę skrawania, trwałość narzędzia i jakość powierzchni podczas frezowania Ti6Al4V New developments in vibration assisted machining of aerospace materials Nowe osiągnięcia w obróbce materiałów lotniczych wspomaganej drganiami KRZYSZTOF JEMIELNIAK * DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2021.8-9.13