开启超声波镜面加工新时代
超声波车削|铣削|钻孔|磨削|光整强化|应力消除|镜面加工设备
超声波振动车削 超声波振动车削一、为什么选择高束能系列超声振动切削？超声振动切削是给刀具或者工件一方向施加一定的频率和振动的振幅，以改善车学效能的切削方法，振动切削目前我们做的主要分为三种：1、以断削为目的，采用频率范围宽，最小可为几百赫兹，振幅可达到几毫米起到断屑效果。2、对难加工材料硬、催、黏和细长轴、微小孔、薄壁件等精度要求高的零件，采用振动加工的方式。3、以改善表面粗糙、精度、提高切削效率和扩大切削加工适应范围为目的的，需要用高频率、振动小大约在30um范围内的振幅，经过表面在切削速度方向振动效果最佳。 与普通切削相比，振动车削并有下列加工效果：4、车削后可达到镜面效果，减少工艺环节，降低工艺成本；5、不容易产生积削瘤，切削力大幅度减小，刀具寿命大幅度延长，减少刀具3倍以上耗材成本；6、毛刺的抑制，加工精度大幅度提高，提高产品档次和竞争优势；7、加工系统稳定性能显著并提高，自激振动的抑制8、形态难加工部位的加工，难加工材料超精密镜面切削、超精密细微切削，脆、硬、黏材料的精密切削二、振动切削装置超声振动加工技术是给刀具施加一定振幅的超声振动，超声振动加工的切削机理最根本的是基于工件刀具的断续接触-分离，具有降低切削力、提高加工质量等一系列的优点，基于以上优点，超声振动加工技术广泛地应用于难加工结构(弱刚度结构)、难加工材料(高切削力、高切削温度)等的加工中，取得了良好的效果。普通切削方式是通过传统刀片的锋利对工件硬性切削下来（也可称之为撤撕下来），均属于破外力切削。随着超声波振动切削的发展，有了改观。但纵向振动切削、弯曲振动切削或其它振动切削的方法，对应力的消除有微小的改观，但说无法彻底消除拉应力，实现不了拉应力和压应力的转换。随着国家对抗疲劳制造技术的重视，急切需求从破坏拉应力切削转化为预置高值压应力的切削方式，达到抗疲劳制造技术要求。现有振动切削技术中，粗糙度应用中轻微的改善，无法满足机械制造加工要求，对疲劳制造采取的是切削完成后续的措施，如高束能超声强化滚压的方式等。振动切削各种振动方式：一维、二维、三维均对刀具装夹角度有很高的要求；方式方法不对，不但起不到振动切削的效果，反而刀具使用寿命会大大缩短。现有切削技术属于单点连续切削，切削液很难进入刀尖切削作业部对刀片冷却。随着振动切削的应用，切削液随着切削的间断性，对刀尖切削作业部实现了冷却，但还是单点不换位切削，刀具使用寿命很短。现有的振动切削装置，换能器通过端盖固定在壳体内，导致换能器与壳体间或多或少存在空隙，使得超声震动在空隙内的部分损耗且生热，再者，换能器被机械固定于壳体内上，在工作时，其超声振动不可避免传递给壳体， 使得换能器的振动在向刀片传递的过程中损耗比较大，连接点多间隙产生热会致使压电或电源损坏。另外，现有刀片一般需经粗切削--精切削--粗磨--精磨削--抛光达到Ra0.2微米，切削深度、进给量均很小，加工工序繁琐，加工效率底下。振动切削系统主要通过电器控制系统将交流电50HZ,220v转换成正弦电振荡信号，换能器将电振荡信号转换为超声频机械振动，变幅杆将换能器的纵向振动放大后传递给超声刀具进行振动切削；振动切削装置的作用是使刀具获得一定振幅的超声频机械振动，将超声振动系统和刀具固定在刀架上实现超声切削加工。振动切削可采用一维、二维、三维等振动方式：纵向振动、弯曲振动、扭转振动等；三、振动切削对特种材料的加工随着公司对高能束技术不断的研发，就超声振动切削技术的研发和推广，振动切削技术广泛应用在航空航天、国防工业、宇航工业、机械制造等领域声学应用中，大量使用在耐热钢、钛合金、高温合金、不锈钢、恒弹性合金、冷硬铸铁和工程陶瓷等材料中，这些材料具有耐热性、耐腐蚀、高强度、优异的常温和高温力学性能，由于特出材料的强度高、导热性能差、加工硬化强度倾向严重，其加工性仅为普通材料的30%-40%，用传统的切削方法加工时切削用量小，刀具磨损严重，甚至无法进行切削，给切削加工带来了很大的困难；硬的、脆的材料如：花岗岩、陶瓷、淬硬钢的切削加工性就差了，公司对加工材料进行了大量的切削实验，效果显著；四、振动切削对普通材料的加工超声振动切削是使刀具以1-100KHz的频率、沿切削方向高速振动的一种特种切削技术。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，刀具的有效切削时间很短，一个振动周期内绝大部分时间里刀具与工件、切屑完全分离，刀具与工件切屑断续接触，切削热量大大减少，并且没有普通切削时的“让刀”现象。利用这种振动切削，在普通机床上就可以进行精密加工，工件的圆度、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，最高可达到接近机床精度，使以车代磨、以钻代铰、以铣代磨效果。与高速硬切削相比，不需要过高的机床刚性，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，可以借助数控机床进行仿形加工，可以节约高昂的数控磨床购置费用，车削后效果可以达到镜面效果。五、振动切削对加工精度的影响切削尺寸精度。以使用一台功率为150W左右的能力发生器和40KHZ的纵向振动切削装置为例,可以超声车削加工Φ0.2-1mm的小直径零件，由于直径小，切削速度转速可以达到5000-20000转/分钟的生产效率，可以获得很高的生产效率；超声切削由于属于振动切削，可以加工Φ1mm的不锈钢零件，比普通切削所得尺寸精度高，实验结果显示，普通切削时随着时间的延长，尺寸的分散，直径逐步增大，尺寸误差范围为8um。振动切削，尺寸误差范围为3um，直径的扩大量也比较小，振动切削不但提高工件的加工精度，还获得了较高的表面粗糙度，提高了刀具的使用寿命。圆度误差。在切削速度等于28.6米/分钟、进给量0.08mm/r、切削深度0.15mm、振动频率为21.3KHZ、振幅12um的条件下，超声切削40cr的圆度误差为1.5um，同等技术参数下普通车削的误差为8um；在切削速度等于29.4米/分钟、进给量0.08mm/r、切削深度0.15mm、振动频率为21.3KHZ、振幅12um的条件下，超声切削1Cr18Ni9Ti的圆度误差为2.2um，同等技术参数下普通车学的误差为5um；在一定切削范围内，超声振动切削的圆度误差小于普通切削，振动切削的圆度误差随着切削速度的增大而增大，这是因为切削速度的增大时，分离时间短，切削时间增长，切削液及其空气氧化层的润滑作用减弱，刀具与切削之间的摩擦增大，切削变形随之增大，切削力随着增大，在加工中切削的误差增大；实验件对圆辊子，上下辊子直径为50mm，内径为30mm，上辊子宽度为8㎜，下辊子宽度为15mm，实验材料为45#，表面粗糙度要求达到Ra0.2um。六、振动切削参数 |
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