超声波高频振动车削工艺
超声波加工技术
二、超声波加工的基本原理
超声换能器利 用磁致伸缩效应， 将高频电振荡变为 高频机械振动，再 借助变幅杆把振幅 放大，驱使工具振 动，从而锤击工件 表面的磨料，通过 磨料加工工件的表 面。
二、超声加工的特点
4）超声加工的面积不够大，而且工具头磨 损较大，故生产率较低。
超声加工设备的功率不同，其结构也有 所不同，但其基本组成相同。一般包括超声 发生器、超声振动系统、磨料悬浮液循环系 统和机床。
1、 超声波发生器 超声波发生器（又叫超声频发生器或超 声波电源）的作用是将工频交流电转换为功 率为20--4000W的超声频振荡，以供给工 具端面往复振动和去除工件材料的能量。
超声波振动系统主要包括换能器、变幅杆、 工具。其作用是将由超声波发生器输出的高频电 信号转变为机械振动能，并通过变幅杆使工具端 面作小振幅的高频振动，以进行超声加工。 A、换能器 换能器的作用是将高频电振荡转换成机械振动。 目前，根据其转换原理的不同，有磁致伸缩式和 压电式两种。
压电效应是指，石 英晶体、钛酸钡以及锆 钛酸铅等物质在受到机 械压缩或拉伸变形时， 在其两端面上产生一定 的电荷而形成一定的电 势。相反，改变两端面 上的电压，也会产生一 定的伸缩变形的现象。 利用上述物质的压电效应，在两面加16000Hz 以上的交变电压，则该物质会产生高频的伸缩变形， 使周围的介质作超声振动。 为了获得最大的超声波强度，应使晶体处于共 振状态，故晶体片厚度应为声波半波长或整倍数。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
超声振动精密车削加工的试验研究
超声振动精密车削加工的试验研究
李文杰
（ 西安航 空职业技 术 学 院 ，陕西西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘要 ：分析超声振动精密车削的加工机制 ，以 ４ ５钢为例 ，采用 正交试验 方法对影 响超声振 动精 密车削质量 的因素进行 了大量的对 比试验研究 ，确定 了对 ４ ５钢进行精密加工 的合理 的切削参数 ，分析 了影响表面加工质量的一些因素 ，同时总结 了超 声振动车削在精密加工 方面的优越性 和规律性 。 关键词 ：超声振动车削 ；精密加工 ；表面粗糙度
２ ０ １ ３年 ２月
机床 与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ ＣＳ
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
第４ １ 卷 第 ３期
Ｖｏ １ ． ４ｌ Ｎｏ ． ３
ＤＯ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ２ ４
中图分类号 ：Ｔ Ｇ ６ ６ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ １ ３— ０ ８ ６— ３
Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｕｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｎｉ ｃ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｔｕｒ ｎ ｉ ｎ ｇ
良好 的表面加工质量 。
量 ，在很大程度上可 以代替 磨削对 零件进 行精加 工 ， 从而为实现精密加工提供了一条新的途 径和方法 。
２ 试 验设 备和 工件
２ ． １ 试验 设备
１ 超声 振 动精密 车削 加工 的机 制分析
（ １ ）超声振 动车削 时 ，刀具 在有 规 律 的高频 振 动状态下进行切削 ，切削速度的大小 和方 向在不断变 化 ，是一种高速冲击和切削的联合作用 ，具有振动 冲 击 和变速 、断续切削 的特点 ，大大减小了切削力、摩 擦因数和切削热 ，为实现精密加工提供 了条件 ； （ ２ ）超声 振 动切 削加强 了刀 刃 的切 割作 用 和穿
简述超声加工工艺特点及应用
简述超声加工工艺特点及应用超声加工是一种利用超声波在固体材料中产生微小振动，从而实现材料的加工和改性的工艺。
它具有一些独特的特点和广泛的应用领域。
超声加工具有高效、快速的特点。
由于超声波具有高频率和高能量密度，它可以在很短的时间内产生大量的微小振动，从而实现快速的加工。
相比传统的机械加工方法，超声加工可以大幅度缩短加工时间，提高生产效率。
超声加工具有非接触性和无切削性的特点。
超声波通过振动传导的方式作用于材料，不需要直接接触材料表面，因此不会对材料表面造成划痕或损伤。
与传统的机械加工方法相比，超声加工可以实现对脆性材料或高硬度材料的加工，避免了材料表面的破损和变形。
超声加工还具有高精度和高质量的特点。
由于超声波的高频振动可以产生微小的振动幅度，因此可以实现对材料进行精细的加工。
同时，超声加工还可以实现对材料的均匀加工，避免了传统加工方法中可能出现的不均匀加工或局部变形的问题，从而提高了加工质量。
超声加工广泛应用于多个领域。
首先，在金属加工领域，超声加工可以用于金属焊接、金属切割和金属成形等方面。
超声焊接可以实现金属的无损连接，具有焊接速度快、焊接强度高的优点；超声切割可以实现对金属材料的精细切割，避免了传统切割方法中可能出现的毛刺和变形问题；超声成形可以实现对金属材料的精确成型，提高了零件的加工精度。
在陶瓷加工领域，超声加工可以用于陶瓷的切割、打孔和表面处理等方面。
由于陶瓷材料具有脆性和高硬度的特点，传统的加工方法往往难以实现对陶瓷材料的加工。
而超声加工可以通过振动作用将能量集中在局部区域，实现对陶瓷材料的切割和打孔，同时还可以通过超声波的热效应对陶瓷材料进行表面处理，提高陶瓷材料的表面质量。
在生物医学领域，超声加工也得到广泛的应用。
超声加工可以用于生物医学器械的制造和生物医学材料的改性。
超声焊接可以实现生物医学器械的无损连接，避免了传统焊接方法中可能出现的材料变形和焊接强度低的问题；超声改性可以改善生物医学材料的表面性能，使其更适合用于人体内部的应用。
超声加工及振动切削
精密零件的加工
如微小型零件、复杂曲面 零件等需要高精度加工的 零件。
难加工环境的加工
如高温、高压、真空等极 端环境下的加工。
04
超声加工与振动切削的比较
工作原理的比较
超声加工
利用超声波的振动能量对工件进行加工，通过工具的快速振动，使工件表面材 料在工具的作用下产生局部高温、高压，使材料发生变形、破碎或去除。
应用领域的比较
超声加工
广泛应用于玻璃、陶瓷、石英等 硬脆材料的加工；在珠宝、钟表 制造等领域也有广泛应用。
振动切削
广泛应用于各种金属材料的加工 ，如汽车、航空、机械制造等领 域；在难加工材料的加工方面也 有一定应用。
05
超声加工与振动切削的发展趋势和未
来展望
超声加工的发展趋势和未来展望
高效化
随着工业生产对加工效率 的要求不断提高，超声加 工技术将不断优化，实现 更高效、更快速的生产。
振动切削的基本原理是利用振动系统产生的周期性弹性力，使刀具在切削过程中产生快速的 往复运动，从而实现对工件的加工。
振动切削过程中，刀具的振动频率和振幅对加工效果具有重要影响，需要根据不同的加工要 求进行合理选择。
振动切削的主要技术
超声振动切削
利用超声波的振动能量对工件进行加工，具有加工精度高、表面 质量好、适用于各种难加工材料等特点。
智能振动切削
结合人工智能和振动切削技术，实 现智能控制和自适应调整，提高加 工精度和效率。
多轴振动切削
研究多轴振动切削技术，实现复杂 形状和高精度零件的加工。
交叉学科的研究和应用前景
超声加工与振动切削的结合
01
研究超声加工与振动切削的结合技术，发挥各自的优势，提高
加工效率和精度。
超声波振动车削的加工精度误差控制
振 动 超 声车 削 要 求 车 刀 刀 尖 振动 方 向和 工 件 旋 转 的切 线 方 向一
超 声 波振 动 车 削 （ 以下 简称 超 声车 削） 是指 使 车 刀 以振 动 频 致 ，弯 曲振动 超 声车 削要 求振 动 刀杆 的上 下平 面 要平 行 于 车床 导 ， （） 如 声振 系 率ｆ２ ￣ ５ ｚ ＝ ０ ０ Ｈ 、振 幅 ａ １￣ ２ ｍ 的超 声 波范 围的振 动 频率 和 轨 。４ 检 查工 艺系 统 的刚 度是 否达 标 。 果系 统刚 度 不足 ， ｋ ：０ ５ 工 ５检 小振 幅沿 切 削方 向进行 的 车削 。 用这 种 振动 切削 ， 使在 普通 车 统 会产 生 低频 振动 ， 件表 面会 复 制低频 振 纹 。 （） 查声 振 系统 利 将 在 换 变幅 杆 、 床 上 实现 超精 密 加工 成为 现实 ， 可达 到 圆度 、 即 圆柱度 、 平面 度 、 平 内部连 接 处是 否产 生发 热现 象 。 系 统 内部各 处 （ 能器 、 法兰盘、 架、 支 车刀 、 块 等 ） 果 产生 较 大 的摩 擦 热 ， 将 超 声 能 压 如 会 行度 、 线度 均接 近零 误差 ， 现 以车代 磨 。 直 实 超 声 车削 是一种 脉冲 切 削 ， 刀具 与工 件完 全 分离 ， 以没有 普 量 转换 为摩 擦 热 ， 所 降低 传递 至刀 尖 的能 量 ， 使振幅 变 小从 而 无法 完 ６检 通 车 削 时 的“ 刀 ” 象 ， 每个 切 削 瞬 间刀 刃所 处的 位 置保 持 不 成 加工 。（） 查各 连接 位 置是 否 符合 要求 。首先检 查 位移 节 点处 让 现 即 连 接元件 和 刀架 是 否振 动 ，位 移 节 点处 的法 兰盘 应 没有 或 振动 极 变 ，从 而提 高 了加 工精度 。即使 只有 小 于 Ｏ０ ｌ ．１ｎｎ的微 小 吃刀 深 ｒ 其 否 度 ， 能 按预 定 的切削 深度 进行 精 密加 工 。 声车 削较 普通 车削 而 小 ； 次检 查声 振 系统 的其 他部 位应 互相 不接 触 ， 则无 法切 削 。 也 超
超声振动切削加工
超声振动切削加工的研究现状及进展摘要：简述了超声振动切削技术的发展、优点及应用领域。
通过将超声振动切削与普通切削比较以及对振动切削过程特点的描述，探讨了超声振动切削的切削机理。
文章还分析了振动切削技术的最新发展, 认为超声振动切削是一项有发展前途的新型技术。
关键词：超声振动切削；难加工材料：切削机理Research of vibration assisted turning cutting technology andIts developmentAbstract：Introduces the history, advantages and application field of the ultrasonic cutting technology(UCT). By compared with ordinary cutting and the characteristics description of the ultrasonic vibration cutting process, explored Ultrasonic vibration cutting of the cutting mechanism. The paper also analyzes an up- to- date vibrating cutting technology and summarizes that the ultrasonic vibration cutting is a promising new technology.Key Words: Ultrasonically vibrating cutting; Difficult - to - machine materials; Cutting Mechanism0 前言超声振动切削技术是把超声波振动的力有规律地加在刀具上，使刀具周期性地切削和离开工件的加工技术, 是结合超声波技术和传统切削工艺的一种新型切削技术。
超声椭圆振动切削技术
超声椭圆振动切削技术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，的有效切削时间很短，大于80%时间的里与工件、切屑完全分离。
与工件、切屑断续接触，这就使得所受到的摩擦变小，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、直线度等形位公差主要取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。
1.性能指标1.1切削力小，约为普通切削力的1/3-1/10。
1.2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。
1.3切削温度低，工件保持室温状态。
1.4不产生积屑瘤，工件变形小，没有毛刺。
1.5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。
1.6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。
1.7加工过程稳定，能有效消除颤振。
1.8切削液的冷却、润滑作用提高。
1.9耐用度呈几倍到几十倍提高。
1.10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。
1.11切削后的工件表面呈彩虹效果。
2.应用范围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。
2.1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。
2.2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加工硬质合金，可以大大提高的耐用度。
2.3成型切削：利用成型切削加工各种类型的轮廓曲面及内外球面、过度圆弧、锥面等。
超声波加工的工作原理应用
超声波加工的工作原理应用1. 超声波加工的基本原理超声波加工是一种利用超声波振动的能量来进行加工、处理材料的技术。
其基本原理是通过高频振动的超声波传递到加工头部，将机械能转化为超声波能量，然后将其传递到被处理物体上。
超声波加工可以分为振荡式和冲击式两种方式。
1.1 振荡式超声波加工振荡式超声波加工是通过高频的振动装置将超声波能量传递到加工头上，然后将其传导到物体表面，使物体表面发生微小振动。
这种微小振动会产生摩擦和剪切力，从而实现加工的目的。
振荡式超声波加工可用于金属加工、陶瓷加工、塑料加工等领域。
1.2 冲击式超声波加工冲击式超声波加工是通过冲击装置将超声波能量以冲击力的形式传递到加工物体上，产生冲击效应。
这种冲击效应能够在短时间内对物体进行剧烈振动和变形，从而实现加工的目的。
冲击式超声波加工常用于焊接、清洗、打磨等领域。
2. 超声波加工的应用领域超声波加工在工业领域有着广泛的应用，具有以下几个优点：•高效能：由于超声波的振动频率较高，能够快速实现加工效果，提高生产效率。
•精确性：超声波振动幅度小，可以对微细部件进行精确加工。
•节能环保：使用超声波加工可以减少材料的消耗和废弃物的产生，具有较好的节能环保效果。
超声波加工在以下领域得到了广泛应用：2.1 金属加工领域超声波加工可以用于金属加工领域的各个环节，如焊接、铸造、成型等。
在焊接方面，超声波焊接可以实现金属零件的连接，具有焊接高强度、焊缝无明显裂纹、污染较少等优点。
在铸造和成型方面，超声波振动可以提高金属熔体在模具中的流动性，减少气泡和夹杂物，获得更好的成型效果。
2.2 塑料加工领域超声波加工在塑料加工领域也有着广泛的应用。
超声波振动可以实现塑料的切割、焊接、压合等加工操作。
在塑料焊接方面，超声波焊接可以实现塑料零件的无缝连接，焊接强度高，而且焊缝不易破裂。
此外，超声波振动还可以用于塑料的清洗、表面处理等工艺。
2.3 医疗领域超声波加工在医疗领域也有着重要的应用。
数控机床高速加工中的超声波切削技术
数控机床高速加工中的超声波切削技术数控机床在制造业中已经发挥了巨大的作用。
随着科技的不断进步，数控机床的加工速度和效率也在不断提高。
而在数控机床高速加工中，超声波切削技术被广泛应用。
在本文中，我们将会探讨超声波切削技术在数控机床高速加工中的应用以及其优势。
一、超声波切削技术概述超声波切削技术是指利用高频振动产生的高速冲击力，通过切割材料来实现加工的一种技术。
超声波的频率通常在20kHz至100kHz之间，能够产生很强的切割力，同时又能够保证加工过程的平稳性和精度。
与传统的机械切削比较，超声波切削技术具有以下优点：1. 切削表面光洁度高。
由于超声波的高频振动可以有效减少表面的毛刺和划痕，因此材料的表面光洁度得到了大幅提高。
2. 切削力小。
超声波切削技术基于高频振动产生的切割力，能够有效减少切削力的大小，从而减小加工时的材料变形和振动干扰。
3. 切削速度快。
通过超声波技术进行切削，能够使材料的切割速度得到显著提高，提高了加工效率。
二、超声波切削技术在数控机床高速加工中的应用在高速加工中，数控机床对于材料的硬度和密度等要求也越来越高。
而超声波切削技术不仅可以提高加工材料的表面光洁度，还可以保证切削力和加工速度的稳定性，因此得到了广泛应用。
1. 超声波螺旋铣削技术超声波螺旋铣削技术是利用超声波产生的振动力，通过刀具沿轴线旋转并前进的方式进行切割的一种技术。
该技术能够提高材料的表面光洁度、减少工件的残余应力和缩小加工误差等效果。
在加工硬质合金材料时，该技术能够减少潜在的切削劣化影响。
2. 超声波钻削技术钻削过程通常存在着划痕和毛刺等现象，因此在加工过程中会产生很大的剪切力和振动干扰。
而超声波钻削技术能够有效减少这些现象的发生，提高了加工的质量和精度。
3. 超声波切割技术超声波切割技术是指利用高频振动产生的切割力，通过切断材料的方式进行切割的一种技术。
该技术可以使切割角度变得更加尖锐，从而最大限度地减少了物料的损失。
超声加工机床的工作过程及其重要性
超声加工机床的工作过程及其紧要性超声加工机床是一种先进的精密加工设备，可以在不产生火花的情况下对料子进行切割、打孔、雕刻和其他多而杂的加工。
这种设备在航空、汽车制造和精密零件制造等行业中得到了广泛的应用。
本其工作过程可以分为以下几个阶段：1、工件准备：在加工前，需要对工件进行清洗、去毛刺、打磨等预处置。
这一步骤的目的是确保工件表面光滑、干净，有利于后续加工过程。
2、定位：依据加工需求，将工件固定在机床的工作台上，确保其在加工过程中保持稳定。
3、装夹：将需要加工的工件安装在加工工具上，如刀具、钻头等。
这一步骤需要确保工件与加工工具之间的搭配紧密，以提高加工精度和效率。
4、预调：调整加工参数，如加工速度、进给速度、主轴转速等，以充足特定的加工要求。
5、超声加工：在加工过程中，利用超声波产生的高频振动，对料子进行微米级的切削。
超声波加工可以削减切削力，躲避工件变形，提高加工精度和表面质量。
6、后处置：完成加工后，需要对工件进行清洗、去毛刺、防锈等处置，以保证工件的品质。
超声加工机床的紧要性重要体现在以下几个方面：1、提高加工精度：超声波加工过程中产生的高频振动可以减小切削力，从而降低工件的变形，提高加工精度。
2、削减切削力：超声波加工过程中，工件的料子受到高频振动的作用，可以更简单地被去除，从而减小切削力，降低对工件的磨损。
3、提高表面质量：超声加工过程中，切削力较小，有利于削减工件表面的毛刺、划痕等缺陷，提高表面质量。
4、节能环保：与传统切削加工相比，超声加工过程中无需使用切削液，可以降低生产本钱，削减废液排放，有利于节能环保。
5、适用范围广：超声加工技术可应用于各种金属料子和非金属料子，特别是对于硬度较高、加工困难的料子，如硬质合金、陶瓷等，具有显著的优势。
6、可实现多而杂零件的加工：超声加工技术可以实现多而杂零件的一次装夹、一次加工，降低了生产本钱和提高了生产效率。
7、提高生产线自动化水平：超声加工机床可以与自动化生产线紧密结合，实现自动化加工，提高生产线的自动化水平。
超声波车削
张家港睿能科技超声加工概述：超声波加工（ultrasonic machining），起源于20世纪50年代初期，是指给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工的方法。
超声加工系统，由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成。
在难加工材料和精密加工中，功率超声加工技术具有普通加工无法比拟的工艺效果，具有广泛的应用范围。
由于功率超声加工技术具有许多优点，与其他加工技术相比较，常常能大幅度提高加工速度、提高加工质量和完成一般加工方法难以完成的加工工作。
工作原理：由超声波发生器产生的高频电振荡（频率一般为16～25千赫，焊接频率可更高）施加于超声换能器上（见图），将高频电振荡转换成超声频振动。
超声振动通过变幅杆放大振幅（双振幅为20～80微米），并驱动以一定静压力压在工件表面上的工具产生相应频率的振动。
工具端部通过磨料不断地捶击工件，使加工区的工件材料粉碎成很细的微粒，为循环的磨料悬浮液带走，工具便逐渐进入到工件中，加工出与工具相应的形状。
加工特点：①不受材料是否导电的限制。
②工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗燥度也较好，因而可加工薄壁、窄缝和薄片工件。
③被加工材料的脆性越大越容易加工；材料越硬或强度、韧性越大则越难加工。
④由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度应比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低于工件材料。
⑤可以与其他多种加工方法结合应用，如超声振动切削、超声电火花加工和超声电解加工等。
⑥切削力大及温度幅度降低，工件寿命大幅度提高。
⑦大大节省能源，简化机床结构。
⑧提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性。
总结：超声加工不仅是克服了一些特殊材料不易被加工的缺点，而且还提高了加工精度，缩短了加工时长，提高了效率。
而且它在切削、磨削、光整加工中的地位是不可替代的。
目前，超声加工技术的新进展，比如微细超声加工、数控超声加工技术等。
这些技术的研究又促进了我们对新材料的研究，又反过来促进技术的发展，这使得超声加工技术的不断发展与完善。
振动切削
二、振动切削分类
• 1.振动切削按振动质量分为自激振动切削和强迫 振动切削。自激振动切削是利用切削过程中产生 的振动进行切削的。强迫振动切削是利用专门设 置的振动装置，使刀具或工件产生某种有规律的 可控振动进行切削的方法。 • 2.振动切削按刀具振动方向分为吃刀抗力方向、 进给抗力方向和 主 切削力方向三种振动切削。 • 3.振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低 频振动。振动频率在200HZ以下的振动切削称为 低频振动切削，低频振动仅仅从量上改变切
振动切削加工技术
1
普通切削振动切削加工技术与振动切削 振动切削加工的分类 振动切削加工的特点 工艺效果分析 振动切削加工技术的应用 结束语
目录
2
一、振动切削加工技术 • 振动切削加工是近年来发展起来的一种先进制造 技术，它是在传统的切削过程中给刀具或工件附 加某 种有规律的振动，使切削速度、给进量、切 削深度按一定规律变化，从而使传统切削模式发 生了根本性的变化。振动切削改变了工件与刀具 之间的时间与空间的分配，从而改变了切削加工 机理，达到了减小切削力和切削热，并且提高加 工质量和效率的目的。 • 在普通切削中，切削时靠刀具与工件的相对运动 来完成的。切屑与已加工表面的形成过程，本质 上是工件材料受到刀具的挤压，产生弹性变形和 塑性变形，使切屑与母体分离的过程。 Nhomakorabea6
幅放大到15μm以上，而连接在变幅杆前端的刀具 就能以相同的频率进行振动。高频振动切削已经 使切屑形成机理产生重大变化，可以提高被加工 材料的可加工性，提高刀具寿命和工件加工质量。 高频振动切削加工的工艺效果来自刀具和工件之 间的分离运动，即它是一种脉冲式的断续切削过 程。所以作为精密加工和难加工材料加工中的一 种新技术，它的切削效果已经得到世界各国的一 致公认，认为它是传统加工技术的一个飞跃。
超声加工及振动切削
3.3 超声加工及振动切削 3.3.2 振动切削 振动切削是在普通切削加工的基础上，人 为地给刀具或工件施加一个有规律的振动，改 变了刀具和工件之间的瞬时运动关系，使切削 过程在动态下进行的一种复合加工方法。从频 率方面把振动切削分为高频振动切削（超声波
振动）和低频振动切削两种。
3.3 超声加工及振动切削 3.3.2 振动切削 （1）振动切削原理 振动切削加工是在刀具或工件上附加一定
3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用
超声加工虽然生产率比电火花和电解加工等低，但其加 工精度和表面粗糙度都比它们好，而且材料的加工范围广， 因此应用也比较广泛，常常作为电火花等加工后的抛光和光 整加工。图3-18为超声加工的几种应用。图3-19为一种电解 加工与超声磨削相结合的复合加工方法示意图 ，其加工速率 比单独用超声加工快8倍之多。近年来，超声加工与其他加工 方法相结合而进行的复合加工方法发展迅速，除超声电解加 工外，还有超声电火花加工、超声调制激光打孔、超声振动 切削加工（如图3-20所示）等，它们使加工精度、表面质量 和生产率得到了综合提高。
3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用
图3-18 超声加工的应用
3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用
图3-19 超声电解复合加工
1-电解液槽 2-振动头
3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用
3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用
超声车削
超声车削铣削加工刘毅飞 106001 100203111摘要：提出了新型高效实用化超声车削设备开发思路和方案，成功开发了新型超声车削装置，使用新型超声车削装置对难加工材料进行了超声车削试验，为工业化应用奠定了基础。
关键词：超声波；车削加工Abstrat: in this paper,by looking back over the development course of ultrasonic turning technology, the exploitation idea and scheme is put forward about a new type equipment of high efficiency ultrasonic turning. The new type ultrasonic turning equiphard machining material. It establish the foundation for industrialized application.Key words:ultrasonic; turing technology引言：从当前的制造业的发展趋势来看，现代加工技术将具有巨大的发展潜力和应用空间，随着科学技术和工业生产的迅猛发展，加工精度要求日益提高，表面质量要求近乎苛刻，难加工材料大量涌现，难加工问题日益凸现。
陶瓷、光学玻璃、功能晶体、金刚石、宝石和先进复合材料等具有优越的物理、化学和机械性能，在航空、航天、军工、电子、汽车和生物工程等领域正得到越来越广泛的应用，并且其应用还在不断向新的领域扩展。
与此同时，人们开始探索特种加工方式来加工这些难加工材料。
超声加工技术就是在此背景下发展起来的，实践证明，它是加工上述难加工硬脆材料的高效和经济有效的方法之一。
超声技术在工业中的应用开始于20世纪10～20年代，它是以经典声学理论为基础，同时结合电子技术、计量技术、机械振动和材料学等学科领域的成就发展起来的一门综合技术。
机加工的至高境界——超声振动切削，还能切削出色彩来！
机加工的至高境界——超声振动切削，还能切削出色彩来！亲爱的金粉们，大家都是从事机械加工行业的，你们可知道有一种切削叫“超声振动辅助切削(UEVT)”？小编你说啥？UEVT？这是啥切削？用的什么刀？使的什么机床？怎么切削的？切削出来的产品什么样？大家不要急，小编今天一定给大家讲清楚！先给大家看几张图片，看完这个，大家可能就知道一半了。
大家能看出来这是什么类型的图案吗？这种图案的制作运用的什么技术？解读：这是激光图案，激光图案是指在不同角度观看时，图案的颜色或者图片本身将发生变化的一类特殊图案。
由于其色彩绚丽，立体感强，又难于仿造等特点，在政府文件加密，产品防伪等领域得到越来越广泛的关注。
在高倍显微镜下观看光学可变图案时，可以看到图片是由一个个像素点构成，每一个像素由一组间距不足一微米（约等于头发直径的1/60）的光栅结构组成。
由于光的衍射效应，不同特征长度的光栅微结构将衍射出不同的颜色，以构成彩色斑斓的图案。
同时，由于衍射效应的特性，图片的颜色将随着观看的角度不同而发生变化。
激光图案跟超声振动切削有什么关系？哈哈，之前还真没有关系，现在有关系了，激光图案就是由超声振动切削产生的。
小编你逗谁呢？切削出来图案我信，还能切出色彩来？再说了，激光图案是全息激光模压加工工艺制作的。
哎，这你就不懂了吧，小编给你科普一下哈。
激光图案制作：目前市场上对激光图案的精密光栅微结构的加工，通常采用的高科技的全息激光模压加工工艺。
采用超快激光腐蚀制作全息激光模具，然后通过模压工艺将光栅微结构翻印到各类PVC，BOPP薄膜基材上，用于文件加密，产品防伪等领域。
然而，超快激光加工系统不仅设备昂贵，能耗高，且加工工程十分复杂，很大程度上制约了激光图案的进一步发展。
来自于香港中文大学机械与自动化工程系郭平教授课题组，首次提出通过超声振动辅助切削的方法，在模具材料表面制备光学可变图案。
超声振动切削：是使刀具以20-50KHz的频率、沿切削方向高速振动的一种特种切削技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超声波高频振动车削工艺
超声振动切削，是使以20-50KHz的频率、沿切削方向高速振动的一种特种切削技术。
1.工作原理
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，的有效切削时间很短，大于80%时间的里与工件、切屑完全分离。
与工件、切屑断续接触，这就使得所受到的摩擦变小，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、直线度等形位公差主要取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。
2.性能指标
2.1切削力小，约为普通切削力的1/3-1/10。
2.2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。
2.3切削温度低，工件保持室温状态。
2.4不产生积屑瘤，工件变形小，没有毛刺。
2.5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。
2.6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。
2.7加工过程稳定，能有效消除颤振。
2.8切削液的冷却、润滑作用提高。
2.9耐用度呈几倍到几十倍提高。
2.10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。
2.11切削后的工件表面呈彩虹效果。
3.应用范围
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。
3.1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。
3.2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加工硬质合金，可以大大提高的耐用度。
3.3成型切削：利用成型切削加工各种类型的轮廓曲面及内外球面、过度圆弧、锥面等。
3.4细长杆件及薄壁件车削加工。
3.5超细直径零件车削加工。
3.6超精密加工。
产品相关词组：
超声波振动切削装置，超声波椭圆振动切削，超声切削，超声椭圆振动，超声振动切削加工中心，二维超声振动磨削，旋转超声钻削，振动切削，超声振动加工，椭圆超声振动微雕刻装置，高频椭圆振动切削，超声振动磨削，振动加工，超声椭圆振动切削，椭圆振动切削，振动车削，超声车削。