橢圓振動切削的刀具軌跡有哪些優(yōu)點？

來源：發(fā)布時間：2024-10-04

橢圓振動切削的刀具軌跡具有以下優(yōu)點：

### 一、改善切削力特性

1. **減小切削力**

- 橢圓振動切削中刀具軌跡的特殊形狀和運動方式使切削力得到有效減小。在切削過程中，刀具與工件的接觸狀態(tài)不斷變化，切削刃并非一直處于完全切削狀態(tài)，而是間歇性地參與切削。例如，在橢圓軌跡的某些位置，刀具切削刃與工件的接觸長度較短，切削力在這些時刻相對較小。與傳統(tǒng)切削相比，整體切削力可明顯降低，這對于加工薄壁件、細長軸等易變形的工件非常有利，能夠減少工件的變形量，提高加工精度。

2. **穩(wěn)定切削力方向**

- 由于刀具軌跡是橢圓形狀，切削力的方向在一個振動周期內(nèi)會發(fā)生周期性變化，但這種變化是有規(guī)律的。與傳統(tǒng)切削中切削力方向相對固定不同，橢圓振動切削的切削力方向變化可以避免在某個固定方向上產(chǎn)生過大的力。例如，在銑削加工中，傳統(tǒng)銑削可能會在垂直方向產(chǎn)生較大的銑削力，容易導致工件振動，而橢圓振動切削通過改變切削力方向，可使銑削力在不同方向上分散，從而穩(wěn)定工件，提高加工穩(wěn)定性。

### 二、提高加工表面質(zhì)量

1. **優(yōu)化切屑形成與排出**

- 刀具的橢圓軌跡有助于優(yōu)化切屑的形成和排出。在切削時，橢圓軌跡使刀具與工件之間的切削角度和切削深度不斷變化，這會促使切屑形成更有利于排出的形狀，如形成短小、卷曲緊密的切屑。與傳統(tǒng)切削中可能產(chǎn)生的長而連續(xù)的切屑相比，這種切屑更容易從切削區(qū)域排出，減少了切屑對已加工表面的劃傷和擠壓，從而提高加工表面的粗糙度質(zhì)量。

2. **改善表面完整性**

- 橢圓振動切削的刀具軌跡對工件表面完整性有積極影響。由于切削力的減小和切削過程的穩(wěn)定性提高，工件表面層的殘余應力減小。在傳統(tǒng)切削中，較大的切削力可能會使工件表面層產(chǎn)生較大的殘余應力，影響工件的疲勞強度和使用壽命。而橢圓振動切削能夠降低這種不良影響，使工件表面層的微觀組織更加均勻，提高表面完整性。

### 三、增強刀具壽命

1. **減少刀具磨損**

- 刀具軌跡的橢圓形狀使刀具在切削過程中的磨損情況得到改善。由于切削力減小，刀具與工件之間的摩擦和磨損也相應減少。同時，刀具在橢圓軌跡運動過程中，切削刃各部分的受力相對均勻，避免了局部過度磨損的情況。例如，在傳統(tǒng)切削中，刀具的切削刃可能在某個固定位置承受較大的切削力，導致該部位磨損較快，而橢圓振動切削中切削刃的磨損更加均勻，延長了刀具的使用壽命。

2. **抑制刀具破損**

- 橢圓振動切削的刀具軌跡能夠有效抑制刀具的破損。在切削過程中，刀具軌跡的變化使得切削力和切削熱的分布更加合理，減少了刀具受到的沖擊力和熱應力。特別是在加工硬脆性材料時，傳統(tǒng)切削容易導致刀具破損，而橢圓振動切削通過穩(wěn)定的刀具軌跡運動，降低了刀具破損的風險。

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