超聲波車削適合于加工硬脆材料，可以加工復(fù)雜的三維型腔，而傳統(tǒng)的超聲波加工需要制作與被加工型腔凸凹相反的工具，所以工具制作非常復(fù)雜，工具的加工成本高、周期長而且存在加工過程中工具磨損嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重影響著加工的精度和效率。超聲波銑削是一種新興的超聲波加工工藝，它利用簡單形狀工具，基于快速原型中分層制造思想，采用分層去除方法加工硬脆材料，具有工具制作簡單，工具與工件間宏觀作用力小，工具損耗能夠得到補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維輪廓的加工等特點(diǎn)，是具有開發(fā)前景的超聲波加工技術(shù)。本文在系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法，利用自行改裝的超聲波銑削加工機(jī)床進(jìn)行了超聲波銑削加工實(shí)驗(yàn)，對超聲波銑削加工機(jī)理與工藝進(jìn)行了深入研究，豐富和完善了超聲波加工技術(shù)現(xiàn)有的理論成果。
在傳統(tǒng)超聲波加工工藝規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，探索了在工具作高頻振動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及機(jī)床進(jìn)給三種運(yùn)動綜合作用下超聲波銑削加工的材料去除機(jī)理。加工過程中材料的去除同時(shí)具有沖擊、磨蝕和空化三種作用，由于工具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動，為壓痕裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展提供了有利條件，從而使得脆性材料的裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展可能性增加，材料去除率增大。基于壓痕斷裂理論，建立了的超聲波銑削加工材料去除率理論模型，從模型可以看出材料去除率與加工靜壓力、磨料尺寸、濃度、工具尺寸、工件材料性能等參數(shù)有關(guān)。變幅桿的頻率方程是變幅桿幾何尺寸合理化設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，針對現(xiàn)有的復(fù)合變幅桿理論公式只能表示出相鄰兩端桿間的關(guān)系，無法對各部分進(jìn)行全面分析的問題，從變截面的桿的波動方程出發(fā)，利用四端網(wǎng)絡(luò)法，推導(dǎo)出帶圓錐和指數(shù)過渡段的階梯形復(fù)合變幅桿的頻率方程和放大倍數(shù)通用公式，該公式能夠表示出復(fù)合變幅桿三段間的關(guān)系，便于復(fù)合變幅桿的設(shè)計(jì)和性能分析。
超聲波車削的特點(diǎn)：
①不受材料是否導(dǎo)電的限制。
②工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件。
③被加工材料的脆性越大越容易加工；材料越硬或度、韌性越大則越難加工。
④由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低于工件材料。
⑤可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用，如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。超聲加工主要用于各種硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔（包括圓孔、異形孔和彎曲孔等）、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
⑥切削力大及溫度幅度降低，工件壽命大幅度提高。
⑦大大節(jié)省能源，簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。
⑧提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性。
更新時(shí)間：2020-11-25 
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