振動切削是一種新型的非傳統的特種切削加工方法，它是給刀具（或工件）以適當的方向、一定的頻率和振幅的振動，以改善其切削功效的脈衝切削方法。
基本介紹
- 中文名：振動切削
- 外文名：Vibration cutting
- 屬性：先進制造技術
- 領域：機械加工
產品優勢,主要區別,分類,特點,技術體系,
產品優勢
振動切削加工是20 世紀60 年代發展起來的一種先進制造技術， 它通過在常規的切削刀具上施加高頻振動， 使刀具和工件發生間斷性的接觸， 從而使傳統切削模式發生了根本性的變化。由於此變化解決了傳統切削加工中固有的難題， 如切削中的振動和切削熱變形等，從而得到了優良的切削效果。迄今為止世界各國雖然在振動切削某些現象的解釋上， 某些參數的選擇上還有一些差別， 但對它的工藝效果是一致公認的。作為精密機械加工和難加工材料加工中的一種新技術， 它已經滲透到各個加工領域， 出現了各種複合加工方法， 使傳統的加工技術有了一個飛躍。研究表明， 由於其在一定範圍內能夠有效地解決難切削材料的加工及其精密切削加工方面的問題並在加工中具有一系列的特點， 因而越來越引起人們的重視而受到世界各國的矚目。
與普通切削相比，振動切削具有切削力小、切削熱降低、工件表面質量高、切屑處理容易、刀具耐用度提高、加工穩定、生產效率高等優點。
主要區別
在普通切削中， 切削是靠刀具與工件的相對運動來完成的。切屑和已加工表面的形成過程， 本質上是工件材料受到刀具的擠壓， 產生彈性變形和塑性變形， 使切屑與母體分離的過程（在這種刀具始終不離開切削的普通切削中， 刀具的作用包括兩個方面： 一個是普通切削刀刃的作用；一個是形成刀刃的刀面的作用。由於刀刃與被切物接觸處局部壓力很大， 從而使被切物分離。刀面則在切削的同時撐擠被切物， 促進這種分離。)普通切削中， 伴隨著切屑的形成， 由於切屑與刀具之間的擠壓和摩擦作用， 將不可避免地產生較大的切削力， 較高的切削溫度， 使刀具磨損和產生切削振動等有害現象。
基於這種思想， 在和有害的自激振動現象作鬥爭中產生了一種新的切削方法---振動切削。振動切削即是通過在切削刀具上施加某種有規律的、可控的振動， 使切削速度、背吃刀量發生周期性的改變， 從而得到特殊的切削效果的方法 。振動切削改變了工具和被加工材料之間的空間與時間存在條件， 從而改變了加工（ 切削） 機理， 達到減小切削力、切削熱， 提高加工質量和效率的目的。振動切削按所加頻率不同可分為高頻振動和低頻振動， 低頻振動僅僅從量上改變切屑的形成條件， 主要用來解決斷屑問題以及與此相關的一系列問題。而超聲振動（ 高頻振動） 切削已經使切屑形成機理產生重大變化， 可以提高被加工材料的可加工性， 提高刀具壽命和工件加工質量。超聲加工的工藝效果來自刀具和工件之間的分離運動， 即它是一種脈衝式的斷續切削過程。所以， 作為精密加工和難加工材料加工中的一種新技術， 它的切削效果已經得到世界各國的一致公認， 認為它是傳統加工技術的一個飛躍。
分類
振動切削按振動性質分為自激振動切削和強迫振動切削。自激振動切削是利用切削 過程中產生的振動進行切削的。強迫振動切削是利用專門設定的振動裝置，使刀具或工件產生某種有規律的可控振動進行切削的方法，振動切削按刀具振動方向分為吃刀抗力方向、進給抗力方向和主切削力方向三種振動切削。
特點
振動切削與傳統切削相比，具有以下優點：
（1）切削力大大減小
刀—屑間摩擦因數只有傳統切削的1/10，所以切削力可以減小到傳統切削的1/2~1/10，塑性材料減少得更多。
（2）切削溫度明顯降低
刀—屑間接觸出現間歇，切削熱更難傳到切削區，易於冷卻，所以平均切削溫度降到與室溫差不多，切削不變色，用手摸不會燙手。
（3）切削液的作用得到了充分發揮
超音波振動切削時會在切削液內產生“空化”作用，一方面使切削液乳化，形成均勻一致的乳化液微粒。另一方面切削液微粒獲得了很大能量，更容易進入切削區，從而提高了切削液的效果。沒有切削液時空氣冷卻，在100μs內刀具前刀面上，就可形成單分子層氧化膜。從而減小了刀屑間的摩擦。
（4）可提高刀具使用壽命。
（5）可控制切屑的形狀和大小，改善排屑狀況。
（6）提高加工精度和表面質量。
（7）可提高已加工表面的耐磨性和耐蝕性。
技術體系
目前振動切削套用最多的是振動制孔（鑽、攻、鉸）、振動車鏜（車、鏜、雕）、振動研磨（研、磨、拋）等。振動頻率橫跨0~40kHz，振動振幅從零至數毫米（扭轉振動時為零至幾十度）。振動軌跡有直線振動、扭轉振動、彎曲振動、橢圓振動及它們的複合振動。振動激勵方式有機械式（凸輪、連桿）、液壓式（活塞、馬達）、電磁式（電磁鐵、電機）、壓電式（中頻、超聲）等。
振動鑽鉸設備包括微孔鑽床、振動小深鑽床、振動大深孔鑽床，振動攻絲設備包括振動微孔攻絲、振動小孔攻絲、振動通孔攻絲、振動大孔攻絲。小型設備多為專機形式，大型設備多為工具機附屬檔案形式。
振動車鏜裝備包括振動車削、橢圓振動鏜削、橢圓振動雕刻。除振動雕刻為專機外，一般均為工具機附屬檔案形式，可以附加在普通車床、數控車床上。目前已經能夠實現多刀諧振、自由更換刀桿與機夾刀片，達到了複雜結構振動切削的實用化。
振動研磨裝備包括振動研磨系統、振動磨削系統、振動拋光系統，該類裝備一般為專用系統，個別情況可以做成工具機附屬檔案。
