超聲波車削系統適合于(yu)加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)脆(cui)材料，可(ke)以加(jia)(jia)工(gong)復(fu)雜的(de)(de)三維(wei)型腔，而(er)傳(chuan)統的(de)(de)超聲(sheng)波加(jia)(jia)工(gong)需要制(zhi)(zhi)作(zuo)與被(bei)加(jia)(jia)工(gong)型腔凸凹(ao)相反(fan)的(de)(de)工(gong)具(ju)，所以工(gong)具(ju)制(zhi)(zhi)作(zuo)非常復(fu)雜，工(gong)具(ju)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)成本 高、周期長而(er)且存在加(jia)(jia)工(gong)過程中(zhong)工(gong)具(ju)磨損嚴(yan)重等問(wen)題，嚴(yan)重影響著加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)精度(du)和效率。

　　超聲(sheng)波銑(xian)削是一種新興的超聲(sheng)波加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)，它利用簡(jian)單形狀工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)，基于快速原型中(zhong)分層制(zhi)造思想(xiang)，采用分層去除方(fang)法加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)硬脆材料(liao)，具(ju)(ju)有工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)制(zhi)作簡(jian)單，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)與工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件 間宏觀作用力小(xiao)，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)損耗(hao)能夠得到補償(chang)，可(ke)實現復雜(za)三(san)維輪廓的加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)等特點，是具(ju)(ju)有開發前景的超聲(sheng)波加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)技(ji)術。

　　本文(wen)在系統總結了(le)(le)國內外大(da)量文(wen)獻資料(liao)的基(ji)礎 上(shang)，通(tong)過實驗研究(jiu)與(yu)理論分析相結合的方法，利用自行改裝(zhuang)的超(chao)聲波銑削加工機(ji)床進(jin)行了(le)(le)超(chao)聲波銑削加工實驗，對超(chao)聲波銑削加工機(ji)理與(yu)工藝進(jin)行了(le)(le)深入(ru)研究(jiu)，豐富(fu) 和(he)完善(shan)了(le)(le)超(chao)聲波加工技術現有的理論成果。

　　超聲波車削系統在傳統超(chao)聲(sheng)(sheng)波加(jia)工(gong)工(gong)藝規律研究的基礎上，探索(suo)了(le)在工(gong)具作高頻振動和旋(xuan)轉運動以及機(ji)床(chuang)進給三種(zhong)運動綜合作用(yong)下(xia)超(chao)聲(sheng)(sheng)波銑削加(jia)工(gong)的材(cai)料去除機(ji)理。

　　加工過(guo)程中材料 的(de)去除同時具(ju)有(you)沖(chong)擊(ji)、磨蝕和(he)空化三(san)種作用，由于工具(ju)的(de)旋轉(zhuan)運動(dong)和(he)機床進給運動(dong)，為壓痕裂紋(wen)的(de)產(chan)生和(he)擴(kuo)展提供了有(you)利條(tiao)件，從(cong)而使得脆(cui)性材料的(de)裂紋(wen)產(chan)生與擴(kuo)展 可能(neng)性增加，材料去除率增大。

　　基于(yu)壓痕斷裂理論，建立(li)了的(de)(de)(de)(de)(de)超聲波銑(xian)削加工(gong)材(cai)料(liao)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)理論模(mo)型，從(cong)模(mo)型可(ke)以看出(chu)(chu)材(cai)料(liao)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)與加工(gong)靜(jing)壓力(li)、磨料(liao)尺寸、濃(nong)度、工(gong) 具尺寸、工(gong)件(jian)材(cai)料(liao)性能(neng)(neng)等(deng)參數有關(guan)。 變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)是變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)幾何尺寸合理化設計的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)依據(ju)，針對(dui)現有的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)理論公式只能(neng)(neng)表示(shi)出(chu)(chu)相(xiang)鄰兩(liang)端桿(gan)(gan)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系，無法(fa)對(dui)各部分進行全面分析的(de)(de)(de)(de)(de)問題， 從(cong)變(bian)截面的(de)(de)(de)(de)(de)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)波動(dong)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)出(chu)(chu)發(fa)，利用四端網絡法(fa)，推(tui)導(dao)出(chu)(chu)帶圓錐和(he)指數過渡段的(de)(de)(de)(de)(de)階梯形復(fu)合變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)方(fang)程(cheng)(cheng)(cheng)和(he)放(fang)大倍數通(tong)用公式，該公式能(neng)(neng)夠表示(shi)出(chu)(chu)復(fu)合變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)三(san) 段間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系，便(bian)于(yu)復(fu)合變(bian)幅(fu)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)設計和(he)性能(neng)(neng)分析。

　　同時，設計并制作了圓(yuan)錐和(he)指數過渡的(de)階梯形復(fu)合(he)變(bian)(bian)(bian)幅(fu)桿，實驗表明，其他條件不變(bian)(bian)(bian)，改變(bian)(bian)(bian)復(fu)合(he)變(bian)(bian)(bian)幅(fu)桿小(xiao)端圓(yuan)柱部 分的(de)長(chang)度L_3，對(dui)其頻率(lv)值影(ying)響很(hen)大(da)，L_3長(chang)度減(jian)小(xiao)，頻率(lv)值增大(da)，可以此對(dui)變(bian)(bian)(bian)幅(fu)桿進(jin)行適當的(de)修正。

　　研究了(le)工(gong)具(ju)(ju)(ju)尺寸及材(cai)料性質對變(bian)幅(fu)桿(gan)固(gu)有頻(pin)(pin)率(lv)和放大系數的(de)影響，實(shi)驗(yan)表明，隨著(zhu)工(gong)具(ju)(ju)(ju)長度(du)、直(zhi)徑的(de)增加(jia)，變(bian)幅(fu)桿(gan)頻(pin)(pin)率(lv)f呈(cheng)下(xia)降趨(qu)勢，欲使(shi)變(bian)幅(fu)桿(gan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)工(gong)具(ju)(ju)(ju)后(hou)(hou)頻(pin)(pin)率(lv)保(bao) 持不變(bian)，可適當減小變(bian)幅(fu)桿(gan)末(mo)端(duan)長度(du)再安(an)裝(zhuang)(zhuang)工(gong)具(ju)(ju)(ju)。推導出安(an)裝(zhuang)(zhuang)簡單工(gong)具(ju)(ju)(ju)后(hou)(hou)復合(he)變(bian)幅(fu)桿(gan)諧振頻(pin)(pin)率(lv)、振幅(fu)等性能的(de)通用公式，為變(bian)幅(fu)桿(gan)及其(qi)加(jia)工(gong)工(gong)具(ju)(ju)(ju)的(de)設(she)計、制作提供了(le) 理論依據。

利用(yong)改裝的(de)超(chao)(chao)聲波數(shu)控加(jia)工機床進行了超(chao)(chao)聲數(shu)控鉆孔的(de)實驗研(yan)究，對(dui)超(chao)(chao)聲波數(shu)控鉆孔中存在崩邊(bian)現象、工具損(sun)耗嚴重、加(jia)工效率較低(di)等問題提(ti)出(chu)了改善措施。

　　分(fen)析了超聲(sheng)波銑(xian)削加工(gong)(gong)中(zhong)工(gong)(gong)具(ju)損(sun)(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)現象以及損(sun)(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)產(chan)生的(de)原(yuan)因(yin)和機理，實驗研究了各種加工(gong)(gong)參數(shu)對工(gong)(gong)具(ju)損(sun)(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)的(de)影響。通(tong)過(guo)分(fen)析比較(jiao)得出(chu)，按運動(dong)軌跡長度進(jin)行工(gong)(gong)具(ju)縱向 損(sun)(sun)(sun)耗(hao)(hao)(hao)補(bu)償的(de)方法。