振動切削加工是20 世紀(jì)60 年代發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)， 它通過在常規(guī)的切削刀具上施加高頻振動， 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。迄今為止世界各國雖然在振動切削某些現(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題并在加工中具有一系列的特點， 因而越來越引起人們的重視而受到世界各國的矚目。

與普通切削相比，振動切削具有切削力小、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。

在普通切削中， 切削是靠刀具與工件的相對運(yùn)動來完成的。切屑和已加工表面的形成過程， 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程（在這種刀具始終不離開切削的普通切削中， 刀具的作用包括兩個方面： 一個是普通切削刀刃的作用；一個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)生切削振動等有害現(xiàn)象。

基于這種思想， 在和有害的自激振動現(xiàn)象作斗爭中產(chǎn)生了一種新的切削方法---振動切削。振動切削即是通過在切削刀具上施加某種有規(guī)律的、可控的振動， 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 。振動切削改變了工具和被加工材料之間的空間與時間存在條件， 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。振動切削按所加頻率不同可分為高頻振動和低頻振動， 低頻振動僅僅從量上改變切屑的形成條件， 主要用來解決斷屑問題以及與此相關(guān)的一系列問題。而超聲振動（ 高頻振動） 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自刀具和工件之間的分離運(yùn)動， 即它是一種脈沖式的斷續(xù)切削過程。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)得到世界各國的一致公認(rèn)， 認(rèn)為它是傳統(tǒng)加工技術(shù)的一個飛躍。

振動切削按振動性質(zhì)分為自激振動切削和強(qiáng)迫振動切削。自激振動切削是利用切削 過程中產(chǎn)生的振動進(jìn)行切削的。強(qiáng)迫振動切削是利用專門設(shè)置的振動裝置，使刀具或工件產(chǎn)生某種有規(guī)律的可控振動進(jìn)行切削的方法，振動切削按刀具振動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切削。

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

振動切削與傳統(tǒng)切削相比，具有以下優(yōu)點：

（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，用手摸不會燙手。

（3）切削液的作用得到了充分發(fā)揮

超聲波振動切削時會在切削液內(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。沒有切削液時空氣冷卻，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]。

振動切削應(yīng)用最多的是振動制孔（鉆、攻、鉸）、振動車鏜（車、鏜、雕）、振動研磨（研、磨、拋）等。振動頻率橫跨0~40kHz，振動振幅從零至數(shù)毫米（扭轉(zhuǎn)振動時為零至幾十度）。振動軌跡有直線振動、扭轉(zhuǎn)振動、彎曲振動、橢圓振動及它們的復(fù)合振動。振動激勵方式有機(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。

振動鉆鉸設(shè)備包括微孔鉆床、振動小深鉆床、振動大深孔鉆床，振動攻絲設(shè)備包括振動微孔攻絲、振動小孔攻絲、振動通孔攻絲、振動大孔攻絲。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。

振動車鏜裝備包括振動車削、橢圓振動鏜削、橢圓振動雕刻。除振動雕刻為專機(jī)外，一般均為機(jī)床附件形式，可以附加在普通車床、數(shù)控車床上。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)振動切削的實用化。

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

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