超声振动切削与椭圆振动切削的切削力特性有何区别？

超声振动切削与椭圆振动切削的切削力特性有以下区别：

1. **切削力的大小**：

   - **超声振动切削**：刀具以高频振动，在一个振动周期中大部分时间刀具与工件、切屑完全分离，断续接触使得刀具所受摩擦变小，切削力明显下降，约为普通刀具切削力的1/3 - 1/10。

   - **椭圆振动切削**：同样能有效降低切削力，与普通车削相比，平均切削力也有明显减小。特别是在一些难加工材料的加工中，效果更为明显。例如加工镍基高温合金等材料时，椭圆振动切削可大幅降低切削力，改善加工质量。

2. **切削力的变化频率和规律**：

   - **超声振动切削**：刀具的振动是单一方向的高频振动（通常频率为20 - 40kHz），切削力随着刀具的振动在每个振动周期内呈现周期性的变化。在刀具与工件接触时切削力较大，分离时切削力迅速减小甚至趋近于零。

   - **椭圆振动切削**：刀具在两个相互垂直的方向（通常为切削方向和切屑流出方向）同时施加同频率不同振幅的振动，两方向振动累加使刀具呈现椭圆形运动轨迹。切削力的变化不仅与振动频率相关，还受到椭圆轨迹形状、振幅、相位差等因素的影响，其变化规律更为复杂。例如，相位差的不同会导致切削力在不同方向上的分量发生变化，进而影响总的切削力。

3. **切削力的方向性**：

   - **超声振动切削**：主要是在切削方向上产生振动，因此切削力在切削方向上的变化较为明显，对垂直于切削方向的力的影响相对较小。这使得在加工过程中，工件在垂直于切削方向上的变形相对较小，有利于提高加工精度。

   - **椭圆振动切削**：由于刀具的椭圆运动轨迹，切削力在两个振动方向上都有分量，且随着刀具的运动不断变化。这种特性使得切削过程中刀具对工件的作用更加复杂，能够在一定程度上改变切屑的形成和排出方式，有利于提高加工表面质量。

4. **切削力的稳定性**：

   - **超声振动切削**：在稳定的振动参数下，切削力的变化相对较为稳定，每个振动周期内的切削力变化规律基本一致。但如果振动参数设置不合理或受到外界干扰，可能会影响切削力的稳定性。

   - **椭圆振动切削**：由于其切削力受到多个因素的综合影响，如振动频率、振幅、相位差、切削速度等，因此在加工过程中切削力的稳定性相对较差。但是，通过合理选择和优化加工参数，可以提高切削力的稳定性，充分发挥椭圆振动切削的优势。

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