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与传统切削相比,振动切削有什么特点
2021-07-07

  与传统切削相比,振动切削有如下特点:

  

  1、切削力大大减小

  

  振动切削时,切削变形很小(A =1/r。=1),刀-屑间摩擦系数只为传统切削的1/10 ,故切削力可减小到传统切削的1/2- 1/10,塑性材料减小得更多。例如,用fz= 20 kHz,a= 15~20 um振动车削紫铜,主切削力Fe只为传统切削的1/8~1/10, 背向力Fp仅为传统切削的1/50; 在1Cr18Ni9Ti上低频振动钻孔时,切削力可减小20%~ 30%;用金刚石砂轮超声振动磨削石英玻璃时,切向分力减小了30%~ 40%,磨削1Crl 8Ni9Ti时减小60%~70%。

  

  2、切削温度明显降低

  

  振动切削时,刀-屑 间的摩擦系数大大减小,切削热在极短时间内又来不及传到切削区,切削液的冷却润滑作用也得到了充分发挥,故平均切削温度降到与室温差不多的程度,切屑不变色,用手摸不会烫手,这是传统切削所不可比拟的。例如,对淬火硬度为55HRC的试件进行fh= 18 kHz,a=25 um的切削深度方向振动磨削时,尽管磨削深度从0.05 mm增加到0.09 mm,磨削温度却降低了50%;超声振动切削不锈钢时,切屑温度只有40°C。

  

  3、切削液的作用得到了充分发挥

  

  超声振动切削时会在切削液内产生“空化”作用,-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使用效果。没有切削液时则由空气冷却,在10-8 s时间内刀具前刀面上就可形成单分子层氧化膜,从而减小了刀-屑间的摩擦。

  

  4、提高了刀具使用寿命

  

  当振动参数及刀具材料选择合适时,可提高刀具使用寿命。

  

  5、可控制切屑的形状和大小,改善排屑情况

  

  如振动车削淬硬钢能得到不变色、光滑而薄的带状屑,便于排出;切削铸铁时也能得到如铜、铝那样的带状屑,便于排出也保护了机床;振动钻削深孔或小孔时,避免了切屑堵塞现象,也可实现自动进给。

  

  6、提高了加工精度和表面质量

  

  例如,用瑞士产精密机床车削φ1mm不锈钢φ0.5mm细棒,传统车削所得平均尺寸为φ0.50.008 mm,而超声振动车削得平均尺寸为φ0.5_0.00 mm;低频(fr= 100 Hz)振动攻螺纹(M6x1 mm),有效孔径扩大仅为25~35 um,而传统攻螺纹为25 90 um。在铝复合材料上低频(120~180 Hz)振动攻M3螺纹,牙型平直完整。可见振动切削时尺寸精度和形状精度大大提高。

  

  又如,在龙门刨床上超声振动创削硬铝、镍铬钢等材料时,平行度误差只为传统刨削时的1/30和1/20。

  

  再如,用普通车床振动切削铝、黄铜和不锈钢材料时圆度误差均在1.5 μum 之内,车淬硬钢时圆度误差在2 um之内;对φ130 mmx 110 mmx 30 mm的铜、硬铝和碳素工具钢材料振动镗孔,均得到圆度误差为2 um,圆柱度误差为1.5 um/180 mm,这在传统切削时是很难达到的。


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