以下几种振动切削技术对加工精度的提升效果较为突出:
1. **超声波振动切削**:
- **原理**:利用超声波发生器、换能器、变幅杆使刀具以超声频率(一般在 16kHz 以上)进行振动。在一个振动周期中,刀具与工件间断性接触,属于脉冲式的断续切削。
- **精度提升优势**:
- **切削力减小**:刀-屑间摩擦因数大幅降低,切削力可减小到传统切削的 1/2 至 1/10,特别是对于塑性材料效果更明显。较小的切削力能减少工件的变形,对于加工薄壁件、细长轴等易变形的零件具有重要意义,可显著提高加工精度。
- **尺寸精度高**:刀具的高频振动使得切屑更容易断裂成细小的碎片,排屑顺畅,减少了切屑对已加工表面的划伤和挤压,从而提高了尺寸精度。例如在小直径零件的加工中,超声波振动切削可以获得更高的尺寸精度。
- **表面质量好**:能够有效降低加工表面粗糙度,可实现不平度、不平行度、不圆度近似为零的精密切削,提高了零件的表面质量和形位精度。
- **热影响小**:刀具与工件的间断性接触时间短,切削热更难传到切削区,避免了工件因热变形而产生的精度误差,并且有助于保持刀具的锋利度,减少刀具磨损对加工精度的影响。
2. **椭圆振动切削**:
- **原理**:通过在刀具的两个相互垂直的方向上同时施加不同频率和振幅的振动,使刀具的运动轨迹呈现椭圆形。
- **精度提升优势**:
- **改善切削状态**:这种复合振动模式改变了刀具与工件的接触状态和切削过程中的应力分布,使得切削过程更加平稳。与传统的一维振动切削相比,椭圆振动切削能够更有效地减小切削力和切削热,降低加工过程中的振动和噪声。
- **提高加工质量**:刀具的椭圆运动轨迹使得切屑的形成和排出更加顺畅,减少了切屑的缠绕和堆积,有利于提高加工表面质量和精度。在加工硬脆性材料和难加工材料时,椭圆振动切削能够减少材料的崩裂和破损,提高加工成品率。
- **增强刀具寿命**:由于切削力的减小和切削过程的改善,刀具的磨损速度减慢,使用寿命延长,从而保证了加工精度的稳定性。
3. **低频振动切削**:
- **原理**:振动频率在 200Hz 以下,主要通过机械装置来实现刀具的振动。
- **精度提升优势**:
- **断屑效果好**:低频振动切削主要用于解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。良好的断屑效果可以避免切屑缠绕在刀具或工件上,减少因切屑干扰而产生的加工误差,保证加工的连续性和稳定性,进而提高加工精度。
- **适应特定加工需求**:对于一些容易产生长切屑的材料,如铝、铜等软性金属材料,低频振动切削能够有效地控制切屑的形状和尺寸,使加工过程更加安全可靠,提高加工精度。
综上所述,超声波振动切削、椭圆振动切削和低频振动切削都对加工精度有较好的提升效果,但具体哪种技术比较好,还需要根据加工材料、零件形状、加工要求等因素来综合选择。
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