摘要：陶瓷材料具有耐高温、硬度高、绝缘性好的优良性能,在航空航天、军事医疗、电子信息等领域具有广泛的应用。旋转超声辅助加工的刀具磨损小、材料去除率高、加工精度高,在工业陶瓷精密加工领域取得了较好的运用。本文以常用的石英陶瓷和氮化硅陶瓷为加工对象,进行了表面磨削及钻孔试验研究,通过宏观形貌观察、测量表面粗糙度值、工件及刀具微观形貌分析,确定了PCD砂轮结合超声辅助磨削加工,可以得到较好的表面加工质量。开展了石英陶瓷凹槽面、平面及过渡面的磨削加工试验,取得了较好的表面形貌;利用不同类型的砂轮加工氮化硅陶瓷孔,从而确定高强度的金刚石磨头是加工硬性材料的最优砂轮。

摘要：在超声辅助加工过程中,将超声电信号传输到旋转的超声振动单元上存在一定困难,相比于采用碳刷和导电滑环的传统方式或者单纯的感应式无线供电方式,共振式无线供电方式是一种更为灵活、更为理想的供电模式。文中通过建立共振式无线电能传输系统模型,研究了在超声加工所需低频条件下(20～50 kHz)该系统的径向传输性能和可行性,试验研究表明:SP共振式电能传输系统在径向可以接收到稳定的超声电信号,加设磁芯和中继线圈能有效改善系统传输性能。

摘要：通过有限元仿真技术研究了圆盘刀的外径、楔角和厚度3个因素对超声辅助加工系统的模态和谐振频率的影响规律;搭建了Nomex蜂窝材料工艺试验平台,开展了普通加工和超声辅助加工的对比试验,以切削力和表面质量为评价指标,分析了不同加工参数下超声振动作用对Nomex蜂窝材料加工效果的改善程度。结果表明,系统的谐振频率随圆盘刀的外径增大而减小,随厚度增加而增大,随楔角增大而减小,其中刀具外径和厚度的影响程度较大,可通过调整刀具外径和厚度进行系统频率的设计;楔角的大小影响刀具锋利度和刀具强度,应选择合适的楔角。超声辅助加工中的平均切削力比普通加工的平均切削力在刀具切宽方向和进给方向上分别降低了34.9%和50.5%,超声辅助加工的材料表面更加平整,毛刺更少,毛刺长度更短。

摘要：针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其组合修形的应力分布规律。结果表明:刀具外圆面的修形量为8μm和变幅杆内孔的修形量为10μm的全圆弧母线修形及载荷修正系数m为0.2的对数母线修形,均可实现较好的修形效果;载荷修正系数m为0.2的对数母线与修形量为6μm的全圆弧母线组合修形,可实现刀具和变幅杆热装过盈连接时不出现应力集中现象,且具有较长的有效接触长度,修形效果最佳。