振動切削技術(shù)的特點

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是宇航、航空事業(yè)的發(fā)展，對機(jī)器及其零部件的性能和質(zhì)量要求越來越高。為保證整機(jī)及其零部件的高性能和高質(zhì)量，廣泛使用了具有特殊性能的工程結(jié)構(gòu)材料，如不銹鋼、鈦合金、高溫合金、復(fù)合材料與工程陶瓷等，然而這些材料切削加工困難，更難保證高精度的技術(shù)要求，為此研究了一種新的機(jī)械加工方法，即振動切削，其設(shè)備如圖所示。

振動切削設(shè)備

振動切削是一種脈沖切削，是在傳統(tǒng)切削過程中給刀具或工件施以某種參數(shù)可控制的有規(guī)律的振動。在切削過程中，刀具與工件周期性地接觸與分離，切削速度的大小和方向在不斷變化。

振動切削的分類

（1）按振動性質(zhì)分類。①自激振動切削。自激振動切削是利用切削過程中產(chǎn)生的振動進(jìn)行切削。②強(qiáng)迫振動切削。強(qiáng)迫振動切削是利用專門的振動裝置，使刀具產(chǎn)生某種有規(guī)律的可控制的振動來進(jìn)行切削的方法。

（2）按振動頻率分類：①高頻率振動切削。頻率v＞16kHz的振動切削稱為高頻振動切削。②低頻振動切削。頻率v＜200Hz的振動切削稱為低頻振動切削。

（3）按振動方向分類。按振動方向可將振動切削分為主運動方向、進(jìn)給方向和背吃刀量方向的振動切削。

與傳統(tǒng)切削相比，振動切削有如下特點：①切削力大大減小。②切削溫度明顯降低。③切削液的作用得到了充分發(fā)揮。④可提高刀具壽命。⑤可控制切屑的形狀和大小，改善排屑情況。⑥提高加工精度和表面質(zhì)量。⑦提高已加工表面的耐磨性和耐腐蝕性。

振動切削技術(shù)的應(yīng)用

超聲振動切削實際應(yīng)用如圖所示，它是使刀具以20～50kHz的頻率、沿切削方向高速振動的一種特種切削。在一個振動周期中，刀具的有效切削時間很短，大于80%的時間刀具與工件、切屑完全分離。刀具與工件、切屑斷續(xù)接觸，這就使得刀具所受到的摩擦變小，所產(chǎn)生的熱量大大減少，切削力顯著下降，避免了普通切削時的“讓刀”現(xiàn)象，并且不產(chǎn)生積屑瘤。利用這種振動切削，在普通機(jī)床上就可以進(jìn)行精密加工，圓度、圓柱度、平面度、平行度以及直線度等幾何公差主要取決于機(jī)床主軸及導(dǎo)軌精度，最高可達(dá)到接近零誤差，使以車代磨、以鉆代鉸、以銑代磨成為可能。與高速硬切削相比，不需要高的機(jī)床剛性，并且不破壞工件表面金相組織。在曲線輪廓零件的精加工中，可以借助數(shù)控車床、加工中心等進(jìn)行仿形加工，可以節(jié)約數(shù)控磨床購置費用。

超聲振動切削圖