振動(dòng)切削加工是20 世紀(jì)60 年代發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)制造技術(shù)， 它通過(guò)在常規(guī)的切削刀具上施加高頻振動(dòng)， 使刀具和工件發(fā)生間斷性的接觸， 從而使傳統(tǒng)切削模式發(fā)生了根本性的變化。由于此變化解決了傳統(tǒng)切削加工中固有的難題， 如切削中的振動(dòng)和切削熱變形等，從而得到了優(yōu)良的切削效果。迄今為止世界各國(guó)雖然在振動(dòng)切削某些現(xiàn)象的解釋上， 某些參數(shù)的選擇上還有一些差別， 但對(duì)它的工藝效果是一致公認(rèn)的。作為精密機(jī)械加工和難加工材料加工中的一種新技術(shù)， 它已經(jīng)滲透到各個(gè)加工領(lǐng)域， 出現(xiàn)了各種復(fù)合加工方法， 使傳統(tǒng)的加工技術(shù)有了一個(gè)飛躍。研究表明， 由于其在一定范圍內(nèi)能夠有效地解決難切削材料的加工及其精密切削加工方面的問(wèn)題并在加工中具有一系列的特點(diǎn)， 因而越來(lái)越引起人們的重視而受到世界各國(guó)的矚目。

與普通切削相比，振動(dòng)切削具有切削力小、切削熱降低、工件表面質(zhì)量高、切屑處理容易、刀具耐用度提高、加工穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

在普通切削中， 切削是靠刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。切屑和已加工表面的形成過(guò)程， 本質(zhì)上是工件材料受到刀具的擠壓， 產(chǎn)生彈性變形和塑性變形， 使切屑與母體分離的過(guò)程（在這種刀具始終不離開(kāi)切削的普通切削中， 刀具的作用包括兩個(gè)方面： 一個(gè)是普通切削刀刃的作用；一個(gè)是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃與被切物接觸處局部壓力很大， 從而使被切物分離。刀面則在切削的同時(shí)撐擠被切物， 促進(jìn)這種分離。)普通切削中， 伴隨著切屑的形成， 由于切屑與刀具之間的擠壓和摩擦作用， 將不可避免地產(chǎn)生較大的切削力， 較高的切削溫度， 使刀具磨損和產(chǎn)生切削振動(dòng)等有害現(xiàn)象。

基于這種思想， 在和有害的自激振動(dòng)現(xiàn)象作斗爭(zhēng)中產(chǎn)生了一種新的切削方法---振動(dòng)切削。振動(dòng)切削即是通過(guò)在切削刀具上施加某種有規(guī)律的、可控的振動(dòng)， 使切削速度、背吃刀量發(fā)生周期性的改變， 從而得到特殊的切削效果的方法 。振動(dòng)切削改變了工具和被加工材料之間的空間與時(shí)間存在條件， 從而改變了加工（ 切削） 機(jī)理， 達(dá)到減小切削力、切削熱， 提高加工質(zhì)量和效率的目的。振動(dòng)切削按所加頻率不同可分為高頻振動(dòng)和低頻振動(dòng)， 低頻振動(dòng)僅僅從量上改變切屑的形成條件， 主要用來(lái)解決斷屑問(wèn)題以及與此相關(guān)的一系列問(wèn)題。而超聲振動(dòng)（ 高頻振動(dòng)） 切削已經(jīng)使切屑形成機(jī)理產(chǎn)生重大變化， 可以提高被加工材料的可加工性， 提高刀具壽命和工件加工質(zhì)量。超聲加工的工藝效果來(lái)自刀具和工件之間的分離運(yùn)動(dòng)， 即它是一種脈沖式的斷續(xù)切削過(guò)程。所以， 作為精密加工和難加工材料加工中的一種新技術(shù)， 它的切削效果已經(jīng)得到世界各國(guó)的一致公認(rèn)， 認(rèn)為它是傳統(tǒng)加工技術(shù)的一個(gè)飛躍。

振動(dòng)切削按振動(dòng)性質(zhì)分為自激振動(dòng)切削和強(qiáng)迫振動(dòng)切削。自激振動(dòng)切削是利用切削 過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行切削的。強(qiáng)迫振動(dòng)切削是利用專門(mén)設(shè)置的振動(dòng)裝置，使刀具或工件產(chǎn)生某種有規(guī)律的可控振動(dòng)進(jìn)行切削的方法，振動(dòng)切削按刀具振動(dòng)方向分為吃刀抗力方向、進(jìn)給抗力方向和主切削力方向三種振動(dòng)切削。

按不同的頻率進(jìn)行分類，振動(dòng)切削可以分為多種類型。從振動(dòng)頻率方面進(jìn)行研究，可將振動(dòng)切削分為高頻振動(dòng)切削和低頻振動(dòng)切削兩種。振動(dòng)頻率在200 Hz以下的振動(dòng)切削稱為低頻振動(dòng)切削，低頻振動(dòng)切削的振動(dòng)主要靠機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。高頻振動(dòng)切削是指振動(dòng)頻率在16kHz以上，利用超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于頻率為10kHz的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生可聽(tīng)見(jiàn)的噪聲，一般不予采用。通常高振動(dòng)切削也被稱為超聲波振動(dòng)切削 [1]。

振動(dòng)切削與傳統(tǒng)切削相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）切削力大大減小

刀—屑間摩擦因數(shù)只有傳統(tǒng)切削的1/10，所以切削力可以減小到傳統(tǒng)切削的1/2~1/10，塑性材料減少得更多。

（2）切削溫度明顯降低

刀—屑間接觸出現(xiàn)間歇，切削熱更難傳到切削區(qū)，易于冷卻，所以平均切削溫度降到與室溫差不多，切削不變色，用手摸不會(huì)燙手。

（3）切削液的作用得到了充分發(fā)揮

超聲波振動(dòng)切削時(shí)會(huì)在切削液內(nèi)產(chǎn)生“空化”作用，一方面使切削液乳化，形成均勻一致的乳化液微粒。另一方面切削液微粒獲得了很大能量，更容易進(jìn)入切削區(qū)，從而提高了切削液的效果。沒(méi)有切削液時(shí)空氣冷卻，在100μs內(nèi)刀具前刀面上，就可形成單分子層氧化膜。從而減小了刀屑間的摩擦。

（4）可提高刀具使用壽命。

（5）可控制切屑的形狀和大小，改善排屑狀況。

（6）提高加工精度和表面質(zhì)量。

（7）可提高已加工表面的耐磨性和耐蝕性 [1]。

振動(dòng)切削應(yīng)用最多的是振動(dòng)制孔（鉆、攻、鉸）、振動(dòng)車(chē)鏜（車(chē)、鏜、雕）、振動(dòng)研磨（研、磨、拋）等。振動(dòng)頻率橫跨0~40kHz，振動(dòng)振幅從零至數(shù)毫米（扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)為零至幾十度）。振動(dòng)軌跡有直線振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、彎曲振動(dòng)、橢圓振動(dòng)及它們的復(fù)合振動(dòng)。振動(dòng)激勵(lì)方式有機(jī)械式（凸輪、連桿）、液壓式（活塞、馬達(dá)）、電磁式（電磁鐵、電機(jī)）、壓電式（中頻、超聲）等。

振動(dòng)鉆鉸設(shè)備包括微孔鉆床、振動(dòng)小深鉆床、振動(dòng)大深孔鉆床，振動(dòng)攻絲設(shè)備包括振動(dòng)微孔攻絲、振動(dòng)小孔攻絲、振動(dòng)通孔攻絲、振動(dòng)大孔攻絲。小型設(shè)備多為專機(jī)形式，大型設(shè)備多為機(jī)床附件形式。

振動(dòng)車(chē)鏜裝備包括振動(dòng)車(chē)削、橢圓振動(dòng)鏜削、橢圓振動(dòng)雕刻。除振動(dòng)雕刻為專機(jī)外，一般均為機(jī)床附件形式，可以附加在普通車(chē)床、數(shù)控車(chē)床上。已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多刀諧振、自由更換刀桿與機(jī)夾刀片，達(dá)到了復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動(dòng)切削的實(shí)用化。

振動(dòng)研磨裝備包括振動(dòng)研磨系統(tǒng)、振動(dòng)磨削系統(tǒng)、振動(dòng)拋光系統(tǒng)，該類裝備一般為專用系統(tǒng)，個(gè)別情況可以做成機(jī)床附件。

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