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超声振动切削

特种切削技术

超声振动切削是使刀具以20-40KHz的频率、沿切削方向高速振动的一种特种切削技术。这是一种革命性的新型车加工工艺，可以应对许多传统车加工解决不了的难题，超硬或超软的材料，如树脂、铜、硬质合金甚至陶瓷等，都可以在车床上进行超声振动车削获得非常好的加工效果，金属材料加工完即可达到Ra0.4以下的镜面，而且类似碳纤维复合材料和各种含加强质的非均质材料更能体现出其优势。

简介
超声振动切削从微观上看是一种脉冲切削。在一个振动周期中，刀具的有效切削时间很短，大于80%时间的里刀具与工件、切屑完全分离。刀具与工件、切屑断续接触，依靠瞬间的高速切削将工切屑切下，这就使得刀具所受到的摩擦变小，所产生的热量大大减少，切削力显著下降，避免了普通切削时的“让刀”现象，并且不产生积屑瘤。
利用这种振动切削，在普通机床上就可以进行精密加工，圆度、圆柱度、平面度、平行度、直线度等形位公差取主要决于机床主轴及导轨精度，最高可达到接近零误差，使以车代磨、以钻代铰、以铣代磨成为可能。与高速硬切削相比，不需要高的机床刚性，并且不破坏工件表面金相组织。在曲线轮廓零件的精加工中，可以借助数控车床、加工中心等进行仿形加工，可以节约高昂的数控磨床购置费用。
优点
1.切削力小，约为普通刀具切削力的 1/3-1/10。
2.加工精度高，主要取决于所用机床精度，所加工工件形位公差几乎可接近机床相关精度。
3.切削温度低，工件保持室温状态。
4.不产生积屑瘤，工件变形小，没有毛刺。
5.切削表面粗糙度低，可接近理论粗糙度值，最高可达Ra0.2以下。
6.被加工零件的“刚性化”，即与普通切削相比，相当于工件刚性提高。
7.加工过程稳定，能有效消除颤振。
8.切削液的冷却、润滑作用提高。
9.刀具耐用度呈几倍到几十倍的提高。
10.被加工表面呈压应力状态，零件疲劳强度、耐磨性、耐腐蚀性提高。
11.切削后的工件表面呈彩虹效果。
应用
由于超声振动切削有如此多的优点，所以可广泛应用于航空、航天、军工等领域各种难加工材料的切削加工。
1.难加工材料切削：如耐热钢、钛合金、恒弹性合金、高温合金、不锈钢、冷硬铸铁、工程陶瓷、复合材料和花岗岩等
2.加工淬硬钢零件及超硬零件，能得到很高的加工精度和表面质量：用硬质合金刀具可以很轻松地加工硬度达 HRC60以上的淬硬钢零件，如高速钢、轴承钢等；用 PCD刀具加工硬质合金，可以大大提高刀具的耐用度
3.成型切削：利用成型切削刀具加工各种类型的轮廓曲面及内外球面、过度圆弧、锥面等
4.细长杆件及薄壁件车削加工
5.超细直径零件车削加工
6.超精密加工
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