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1、综述∀专稿#电加工与模具∃2005年增刊超声加工技术的研究现状及其发展趋势曹凤国张勤俭(北京市电加工研究所北京精密特种加工技术研究中心,北京100083)摘要:结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势。关键词:超声加工;超声振动系统;超声复合加工;微细超声加工;超声振动切削ResearchSituationandDevelopment
2、TrendsoftheUltrasonicMachiningTechnologyCaoFengguo,ZhangQinjian(BeijingInstituteofElectroMachining,Beijing100083,China)Abstract:Basedontheuptodatedevelopmentoftheultrasonicmachining(USM)technology.Theresearchsituationoftheultrasonicvibrationsystemandlatestapplicationsofultrasonic
3、machiningtechnologyindeepholemachining,lappingandpolishingofdrawingdieandmouldcavity,machiningofdifficulttomachinematerial,ultrasonicvibrationcutting,ultrasoniccombinedmachiningweresummarized.Thedevelopmenttrendsandfutureprospectoftheultrasonicmachiningtechnologywereexpounded.Ke
4、ywords:ultrasonicvibrationsystem;ultrasoniccombinedmachining;microUSM;ultrasonicvibrationcutting超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体分组成,是超声设备的核心部分。在传统应用中,超介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击声振动系统大都采用一维纵向振动方式,并按全调及由此产生的气蚀作用来去除材料,或给工具或工谐方式工作。但近年来,随着超声技术基础研究的件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工,或利进展和在不同领域实际应用的特殊需要,对振动系[1]用超
5、声振动使工件相互结合的加工方法。统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究几十年来,超声加工技术的发展迅速,在超声振都取得了新的进展。[2]动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、日本研究成功一种半波长弯曲振动系统,其超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用,尤其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端,该振动是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形,上下各两片,题,取得了良好的效果。组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子),其特点是小型化,结构简单,刚性增强。1超声振动系统的研究进展及其应用日本还研制成一种新型纵-
6、弯型振动系超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部统[2],并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产收稿日期:2005-01-18生纵-弯型复合振动。基金项目:北京市科技新计划(B)类项目(H020821310130);北京市日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆自然科学基金资助项目(SZR042);北京市科学技术研究院萌芽项目[3](MY032,MY0401)材料的超声低频振动组合钻孔系统。将金刚石第一作者简介:曹凤国,男,1945年生,研究员。中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合,制造!25!#电加工
7、与模具∃2005年增刊综述∀专稿了一台组合振动钻孔设备,该设备能检测钻孔力的快,产生积屑瘤,使排屑困难,切削力增大等。其结变化以及钻孔精度和孔的表面质量,并用该组合设果是加工效率、精度降低,表面粗糙度值增加,工具备在不同的振动条件下进行了一系列实验。实验结寿命短。采用超声加工则可有效解决上述问题。果表明,将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频前苏联在20世纪60年代就生产出带磨料的超振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。声波钻孔机床。在美国,利用工具旋转同时作轴向东南大学研制了一种新型超声振动切削系振动进
8、行孔加工已取得了较好的效果。日本已经制[4][2]统。该系统采用压
