[发明专利]一种精密高速断续超声振动切削方法

权利要求书

1.一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：其实施步骤如下：

步骤一、将超声波振动切削装置安装在相应的机床上，使切削刀具能够产生横向振动或有横向分量振动，不同的振动方式与不同的切削加工工艺的组合，能实现多种切削加工工艺的过程；

步骤二、设置切削参数和振动参数，使其满足断续切削条件，实现切削刀具和工件已加工表面轮廓的周期性分离，从而实现断续切削；

步骤三、开启超声波振动切削装置和机床，进行精密高速断续超声振动切削过程；

其中，在步骤二中所述的断续切削条件，是指满足以下公式：

Δ≤2A2arcsin(Δ/2A)≤Φ≤2π-2arcsin(Δ/2A)]]>

在上述公式中，Δ为相邻两转刀具切削轨迹中心线的偏移量，其是一个和进给量、切深各切削参数相关的量，具体取值取决于切削加工工艺方式和振动方式，φ为相邻两转刀具切削轨迹的相位差，其是一个和刀具超声振动频率与工件或刀具的转速相关的量，取值取决于切削加工工艺方式和振动方式，A为刀具振幅。

2.根据权利要求1所述的一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：在步骤一中所述的超声波振动切削装置，是指通过外接超声波发生器驱动换能器产生振动，换能器振幅经变幅杆放大后，最终驱动切削刀具(2)实现横向或含有横向分量的稳定超声频振动的装置。

3.根据权利要求1所述的一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：在步骤一中所述的机床，是指能进行各类切削加工工艺的车床、铣床、钻床、磨床和加工中心中的一种；所述的切削刀具，是指能进行各类切削加工工艺的车刀、铣刀、磨头、钻头、铰刀和锪钻中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：在步骤一中所述的横向振动或有横向分量振动，是指切削刀具(2)上的切削刃上一点，做与切削速度方向垂直的超声振动。

5.根据权利要求1所述的一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：在步骤二中所述的切削参数，是指切深、进给量和切削速度三个参数；所述的振动参数，是指振幅和频率两个参数。

6.根据权利要求1所述的一种精密高速断续超声振动切削方法，其特征在于：在步骤二中所述的设置切削参数和振动参数的原则和依据是：Δ是衡量相邻两转刀具轨迹横向的位置关系，φ是衡量相邻两转刀具轨迹纵向的位置关系，两者同时影响着切削过程中的断续分离效应；当Δ数值超过两倍振幅时，无论φ取何值，由于相邻两转刀具轨迹横向距离过大，切削过程不存在断续分离效应；当φ数值在以0为中心的预定邻域内取值时，由于相邻两转刀具轨迹在纵向上无交点，彼此不相交，则无论Δ数值取多少，切削过程都不存在断续分离效应；综上所述，切削过程发生断续分离效应最佳的取值组合为，较小的Δ辅以φ为180°相位差的取值。