Сучасні дослідження вібрацій при різанні металів ведуться за двома напрямками. Перше з них (і найбільш вивчене) пов'язане з гасінням вібрацій несприятливих при механічної обробки, що веде до зниження якості поверхні, точності обробки та стійкості інструменту; друге - з освоєнням методу вібраційного різання, що використовує позитивний вплив вібрацій. При правильному виборі напрямку коливань, їх частоти і амплітуди використання вібраційного різання гарантує періодичний злам стружки. Крім цього, в процесі вібраційного різання і покращується ряд найважливіших технологічних показників. У ряді випадків створюються передумови для поліпшення оброблюваності матеріалів (перш за все, корозійно-стійких і жароміцних сталей), а також для підвищення стійкості інструменту. Виникаючі при цьому зусилля носять знакозмінний характер, що призводить до появи субмикроскопических тріщин навколо яких концентруються внутрішня напруга. Цей факт є передумовою підвищення оброблюваності матеріалів. Як показують дослідження проф. В.Н. Подураева [1] зусилля при віброрізані знижуються в порівнянні зі статичним різанням. Що сприяє підвищенню стійкості інструменту. Крім того, підвищується ефективність впливу навколишнього середовища шляхом більш надійного періодичного омивання ріжучого клина інструмента МОР. Це призводить до зниження температури в зоні різання і підвищенню стійкості інструменту.

Всі способи вібраційного різання можна розділити за двома ознаками: виду вібрацій ріжучого інструменту (або оброблюваної деталі) і типу вібропривіду, що забезпечує даний вид вібрацій [2].

Вібрації будь-якої частоти можуть бути лінійними або кутовими [3].

Вібраційне різання може забезпечуватися за допомогою збудників коливань різних типів (електричні, гідравлічні, механічні, комбіновані), з використанням приводу енергії так і без нього. У першому випадку для створення вібрацій використовується джерело енергії.

У механічних вібраторах без додаткового приводу енергії джерелом збудження вібрацій є двигун верстата або оброблювана деталь.

Більш простим, і в багатьох випадках, більш доцільним є використання автоколебаний. Автоколебания - незгасаючі стаціонарні коливання, підтримувані за рахунок енергії, яка підводиться до системи від джерела не коливального характеру [2]. У цьому випадку відпадає необхідність у спеціальному енергетичному джерелі коливань - маслонасосні станції, електродвигуні, ультразвуковому генераторі і т.п., а коливальний характер буде обумовлених безпосередньо процесом різання.

Сутність вібраційного різання полягає в тому, що в звичайно прийняту кінематичну схему обробки на даній операції привноситься додаткова механічна енергія коливального руху інструменту або (рідше) заготовки .

Взагалі можна говорити як про позитивний, так і негативний вплив коливань на процес різання. З одного боку - автоколебания верстата призводять до швидкого зношування інструменту, підвищення шорсткості і хвилястості поверхні, погіршення точності. З іншого - стає можливим підвищити продуктивність дуже складних видів обробки важкооброблюваних матеріалів - свердління, розсвердлювання, нарізування глухий різьблення малого діаметра та ін.При вібраційному різанні значно підвищується ефективність застосування СОТС, що пояснюється інтенсифікацією капілярного ефекту і кращим проникненням СОТС в зону різання.

При тангенціальних коливаннях стійкість твердосплавного інструменту зростає в 1,8-2 рази, а швидкоріжучого - знижується у всьому діапазоні амплітуд. Сили різання та коефіцієнт тертя знижуються тим сильніше, чим менше швидкість різання.

Коливання, накладені на рух подачі, завдяки періодичному зменшення товщини стружки сприяють кращому стружко руйнуванню. Ефект подрібнення стружки досягається при точінні, коли частота вимушених осьових коливань становить 5 ... 10% частоти оборотів заготовки.

Накладення коливань в нормальному (до обробленої поверхні) напрямок служить причиною зміни глибини різання і призводить до збільшення волнистости поверхні, тому практично не застосовується.

ВИСНОВКИ

Аналіз вібраційного різання показав, що підвищити ефективність процесу можна, використовуючи високочастотні вібрації, спрямування яких співпадає з напрямком тангенційної складової сили різання. Це дозволяє підвищити швидкість різання, стійкість інструменту, знизити сили різання, в деяких випадках шорсткість поверхні.