超聲波車削系統(tǒng)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償，可實現(xiàn)復(fù)雜三維輪廓的加工等特點,，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，通過實驗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驗,，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。

　　超聲波車削系統(tǒng)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)運動以及機(jī)床進(jìn)給三種運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 的去除同時具有沖擊,、磨蝕和空化三種作用,，由于工具的旋轉(zhuǎn)運動和機(jī)床進(jìn)給運動，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)計和性能分析。

　　同時,，設(shè)計并制作了圓錐和指數(shù)過渡的階梯形復(fù)合變幅桿,，實驗表明，其他條件不變,，改變復(fù)合變幅桿小端圓柱部 分的長度L_3,，對其頻率值影響很大，L_3長度減小,，頻率值增大,，可以此對變幅桿進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/span>

　　研究了工具尺寸及材料性質(zhì)對變幅桿固有頻率和放大系數(shù)的影響，實驗表明,，隨著工具長度,、直徑的增加，變幅桿頻率f呈下降趨勢,，欲使變幅桿安裝工具后頻率保 持不變,，可適當(dāng)減小變幅桿末端長度再安裝工具。推導(dǎo)出安裝簡單工具后復(fù)合變幅桿諧振頻率,、振幅等性能的通用公式,，為變幅桿及其加工工具的設(shè)計,、制作提供了 理論依據(jù)。

　　利用改裝的超聲波數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行了超聲數(shù)控鉆孔的實驗研究,，對超聲波數(shù)控鉆孔中存在崩邊現(xiàn)象,、工具損耗嚴(yán)重、加工效率較低等問題提出了改善措施,。

　　分析了超聲波銑削加工中工具損耗現(xiàn)象以及損耗產(chǎn)生的原因和機(jī)理,，實驗研究了各種加工參數(shù)對工具損耗的影響。通過分析比較得出,，按運動軌跡長度進(jìn)行工具縱向 損耗補償?shù)姆椒ā?/span>