振动切削

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• 2.摩擦因数减小 振动切削可以是摩擦因数大大 减小，因为振动可使相互接触材料间的静、动摩 擦因数减小；振动切削可使切削液产生“空化” 作用，使切削液充分发挥作用，可使摩擦因数减 小。
• 3.剪切角增大 振动切削时，刀具冲击被切材料 产生的裂纹深度比实际切削长度长度大得多，在 刀具前方会产生裂纹形成偏角，从而使实际剪切 角增大。
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六、结束语
随着科学技术的进步和发展，振动切削加工作为 精密机械加工和难加工材料加工中的一种新技术， 它已经渗透到各个加工领域，出现了各种复合加 工方法，使传统的加工技术有了一个飞跃。目前 虽然在振动切削某些现象的解释上，某些参数的 选择上还有一些差别，但对它的工艺效果是一致 公认的.。目前我国在振动切削技术研究利用方面 和国外相比有较大差距，大力加强振动切削技术 的研究、推广和应用。同时也促进切削加工技术 向复合方向发展，对提高我国机械制造业的加工 水平和新产品开发具有十分重要的意义。
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五、振动切削技术的应用
振动切削技术是在研究了切削加工本质的基础上 所提出的一种精密加工方法，它弥补了普通切削 加工的不足，但并不能完全取代普通切削加工而 有一定的适用范围，主要有以下几个方面： • 1.难切削材料加工 不锈钢、淬硬钢、高速钢、钛合金、高温合金、 冷硬铸铁以及陶瓷、玻璃、石料等非金属材料由 于机械、物理、化学等特性而难以加工，如采用 超声振动切削则可化难为易。 • 2.难加工零件的切削加工
高频振动切削又称为超声波振动切削，高频振 动切削是指振动频率在16KHZ以上，利用超声波 发生器，换能器，变幅杆来实现的。通常来自超 声波发生器的正弦波形的电震荡通过换能器变成 只有几个微米的机械振动，然后经过变幅杆将振
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幅放大到15μm以上，而连接在变幅杆前端的刀具 就能以相同的频率进行振动。高频振动切削已经 使切屑形成机理产生重大变化，可以提高被加工 材料的可加工性，提高刀具寿命和工件加工质量。 高频振动切削加工的工艺效果来自刀具和工件之 间的分离运动，即它是一种脉冲式的断续切削过 程。所以作为精密加工和难加工材料加工中的一 种新技术，它的切削效果ห้องสมุดไป่ตู้经得到世界各国的一 致公认，认为它是传统加工技术的一个飞跃。
• 3.振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低 频振动。振动频率在200HZ以下的振动切削称为 低频振动切削，低频振动仅仅从量上改变切
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屑的形成条件，主要用来解决断屑问题以及与此 相关的一系列问题。一般来说，低频振动切削的 振动主要是靠机械装置实现，机械振动切削装置 的结构简单，造价低，使用维护都比较方便，振 动参数受负载影响较小，所以应用比较广泛。
振动切削加工技术
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目录
普通切削振动切削加工技术与振动切削 振动切削加工的分类 振动切削加工的特点 工艺效果分析 振动切削加工技术的应用 结束语
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一、振动切削加工技术
• 振动切削加工是近年来发展起来的一种先进制造 技术，它是在传统的切削过程中给刀具或工件附 加某 种有规律的振动，使切削速度、给进量、切 削深度按一定规律变化，从而使传统切削模式发 生了根本性的变化。振动切削改变了工件与刀具 之间的时间与空间的分配，从而改变了切削加工 机理，达到了减小切削力和切削热，并且提高加 工质量和效率的目的。
• 在普通切削中，切削时靠刀具与工件的相对运动 来完成的。切屑与已加工表面的形成过程，本质 上是工件材料受到刀具的挤压，产生弹性变形和 塑性变形，使切屑与母体分离的过程。
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在这种刀具始终不离开切削的普通切削中，刀具 的作用包括两个方面：一个是刀刃的作用，一个 是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃与被切削物 接触处局部压力很大，从而使被切物分离。刀面 则在切削的同时撑挤被切物，促进这种分离。普 通切削中，伴随着切屑的形成，由于切屑与刀具 之间的挤压和摩擦作用，将不可避免产生较大的 切削力，较高的切削温度，使刀具磨损和产生切 削振动等有害现象。基于这种思想，产生了一种 新的切削方法——振动切削。
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• ⑥提高加工精度和表面质量。 • ⑦可提高已加工表面的耐磨性和耐蚀性。
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四、工艺效果分析
• 1.瞬间切削力增大 根据连续弹性体动力分析理论，在普通切削中，切 削力一直作用在工件上，使得周边的材料也参与 抵抗变形，就使得切口处切削力降低。在振动切 削中，材料的破坏过程与普通切削不同，它由每 次冲击产生细微破坏而完成切削。在振动切削中， 因振动提高了实际的瞬间切削速度，并以动态冲 击力作用于工件，使得局部变形减小，作用力集 中，瞬间切削力增大。从而获得较大的波前剪应 力，有利于金属的塑性脆化。减小塑性变形，利 于切削。在超硬材料的加工方面，这一优点更为 突出。
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三、振动切削加工的特点
• 振动切削可以是切削力大幅度降低，使摩擦热减 小、刀具耐用度提高、已加工表面粗糙度减小， 与传统切削相比，具有以下特点：
• ①切削力大大减小 刀具与切屑间摩擦因数只有 传统切削的1/10，所以切削力可以减小到传统切 削的1/2~1/10。
• ②切削温度明显降低 刀与切屑间接触出现间歇， 切削热更难以传到切削区，易于冷却，所以平均 切削温度降到与室温差不多。
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The end,thank you!
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• 3.高精度，高表面质量工件的切削加工 普通切削相比，振动切削时切屑变形与切削力
小，切削温度低，加工表面上不产生积屑瘤、鳞 刺与表面微裂纹，再加上表面硬化程度较大，表 面产生残余压应力，切削过程稳定，容易加工出 高精度与高表面质量的工件。 • 4.排屑断屑比较困难的切削加工
钻孔、铰孔、攻丝、剖断、拉削等切削加工时， 切屑往往处于半封闭或封闭状态，因而常不得不 由于排屑断屑困难而降低切削用量，这时如果用 振动切削则可比较顺利地解决排屑断屑问题而保 证加工质量与提高生产效率。
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二、振动切削分类
• 1.振动切削按振动质量分为自激振动切削和强迫 振动切削。自激振动切削是利用切削过程中产生 的振动进行切削的。强迫振动切削是利用专门设 置的振动装置，使刀具或工件产生某种有规律的 可控振动进行切削的方法。
• 2.振动切削按刀具振动方向分为吃刀抗力方向、 进给抗力方向和 主 切削力方向三种振动切削。
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• ③切削液的作用得到了充分发挥 超声波振动切 削时会在切削液内产生“空化”作用，一方面使 切削液均匀乳化，形成均匀一致的乳化液微粒； 另一方面切削液微粒获得了很大能量更容易进入 切削区，从而提高了切削液的效果，从而减小了 刀具与切屑间的摩擦。
• ④可提高刀具使用寿命。 • ⑤可控制切屑的形状和大小，改善排屑状况。
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• 4.工件刚性化 当采用超声波振动切削时，整个 系统的等效弹性系数比原系统弹性系数，在稳态 切削条件下，一般增大3—10倍，所以我们可以 看出采用振动切削能提高工件刚性。
• 5.应力和能量集中 超声波振动使切削力的能量 集中在切削刃前方工件材料很小范围内，工件材 料原始晶格结构变化很微小，因此加工表面质量 好，加工硬化和加工变质层均很小。
• 6.相对静切削时间小 超声波振动切削时，在每 个振动周期内只有短时间在切削，其余大部分时 间里刀具与工件是分离的，所以振动切削的相对 静切削时间短。
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• 7.有利于冷却 刀具的高速振动对刀具的散热十分有利，同时由 于刀具的前面周期性脱离工件，使得冷却液更容 易进入刀具和工件之间，也增加了系统的散热能 力。振动切削中，刀具在振动源驱动下周期性接 触、离开工件。刀具与切屑分离时，切削液产生 空化作用，切削液充分进入切削区。振动切削时 刀具对工件的冲击作用，应力波的出现，有利于 切削区裂纹的萌生和扩展。刀具与切屑接触时， 由于压力差出现，使得切削液渗透作用加强，充 分发挥切削液的润滑和冷却作用。这些都大大降 低了前刀面与切屑间及后刀面与已加工工件表面 间的摩擦。