振動切削技術(shù)的優(yōu)點有哪些？

來源：發(fā)布時間：2024-10-04

振動切削技術(shù)具有以下優(yōu)點：

### 一、改善切削力特性

1. **減小平均切削力**

- 在振動切削中，刀具與工件之間的相對運動是周期性變化的。當(dāng)?shù)毒咴谡駝拥姆蛛x階段（刀具與工件脫離接觸）時，切削力降為零。這種周期性的切削力變化使得平均切削力減小。例如，在車削加工中，傳統(tǒng)切削方式下的主切削力可能為1000N，而采用振動切削技術(shù)后，平均主切削力可能降低到600N左右。這對于加工薄壁零件或細長軸類零件尤為重要，因為較小的切削力可以減少工件的變形，提高加工精度。

2. **抑制切削力波動**

- 與普通切削過程中可能因積屑瘤、刀具磨損等因素引起的切削力波動不同，振動切削的切削力波動是有規(guī)律的。通過合理設(shè)置振動參數(shù)（如振動頻率、振幅等），可以將切削力波動控制在一定范圍內(nèi)，使切削過程更加穩(wěn)定。例如，在銑削加工中，由于振動切削力的規(guī)律波動，銑削過程中的振動幅度減小，加工表面的質(zhì)量得以提高。

### 二、提高加工表面質(zhì)量

1. **減小表面粗糙度**

- 振動切削時，刀具的振動使得切屑的形成方式發(fā)生改變。切屑在振動作用下更容易斷裂成細小的碎片，而不是連續(xù)的長切屑。這種細小的切屑在排出過程中對已加工表面的劃傷作用較小。同時，由于切削力的減小，刀具對工件表面的擠壓和摩擦也減小，從而使加工表面粗糙度降低。例如，在車削外圓時，傳統(tǒng)切削方式下表面粗糙度\(Ra\)值可能為3.2μm，采用振動切削后，\(Ra\)值可降低到1.6μm以下。

2. **改善表面完整性**

- 振動切削能夠減小工件表面層的殘余應(yīng)力。在普通切削中，刀具對工件的切削力和切削熱會使工件表面層產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，影響工件的疲勞強度等性能。而振動切削由于切削力和切削熱的減小，表面層的殘余應(yīng)力也相應(yīng)減小，并且表面層的微觀組織變形也得到改善，提高了表面完整性。

### 三、延長刀具壽命

1. **減小刀具磨損**

- 振動切削過程中，刀具與工件之間的間歇性接觸減輕了刀具的磨損。在分離階段，刀具得到冷卻和潤滑，減少了刀具因高溫和摩擦導(dǎo)致的磨損。例如，在鉆削加工中，采用振動切削技術(shù)的鉆頭相比傳統(tǒng)鉆削，其磨損速度明顯減慢，刀具壽命可延長30% - 50%。

2. **抑制刀具破損**

- 由于振動切削減小了切削力和切削力的波動，刀具在切削過程中受到的沖擊力也減小。這有助于抑制刀具的破損，特別是在加工高硬度材料或進行斷續(xù)切削時，振動切削能夠有效地保護刀具，降低刀具破損的風(fēng)險。

### 四、提高加工精度

1. **尺寸精度**

- 如前文所述，振動切削減小了切削力，從而減少了工件在加工過程中的彈性變形。這使得加工后的工件尺寸更加接近設(shè)計尺寸，提高了尺寸精度。例如，在銑削精密零件時，采用振動切削技術(shù)可以將尺寸精度控制在±0.01mm以內(nèi)。

2. **形狀精度**

- 對于形狀復(fù)雜的工件，振動切削的穩(wěn)定切削力和良好的切屑控制有助于提高形狀精度。在加工曲面零件時，由于振動切削可以有效抑制切削力波動引起的刀具偏移，能夠加工出形狀更加精確的曲面，減少形狀誤差。

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