超聲波車削系統適(shi)合于加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬脆材料，可以加(jia)(jia)工(gong)(gong)復雜(za)(za)的三維(wei)型腔，而傳統的超(chao)聲波加(jia)(jia)工(gong)(gong)需要制(zhi)作與被加(jia)(jia)工(gong)(gong)型腔凸凹相反(fan)的工(gong)(gong)具(ju)，所以工(gong)(gong)具(ju)制(zhi)作非常復雜(za)(za)，工(gong)(gong)具(ju)的加(jia)(jia)工(gong)(gong)成本(ben) 高、周期長而且存在加(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)程中工(gong)(gong)具(ju)磨損(sun)嚴重等問題，嚴重影響著加(jia)(jia)工(gong)(gong)的精度(du)和效率。

　　超聲波(bo)(bo)銑削是一種新興的(de)(de)超聲波(bo)(bo)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝，它利用簡單形狀工(gong)(gong)具，基于快速原型(xing)中分(fen)層制(zhi)造思想，采(cai)用分(fen)層去除(chu)方法加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)脆材(cai)料(liao)，具有工(gong)(gong)具制(zhi)作(zuo)簡單，工(gong)(gong)具與工(gong)(gong)件 間宏觀作(zuo)用力小，工(gong)(gong)具損耗能夠得到補償，可實現復雜(za)三維輪廓的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)等特點(dian)，是具有開發(fa)前景的(de)(de)超聲波(bo)(bo)加(jia)工(gong)(gong)技術。

　　本文在系統總結了國內外大(da)量文獻(xian)資(zi)料(liao)的基(ji)礎 上，通(tong)過實驗研(yan)究(jiu)與理(li)論(lun)分析相結合(he)的方法(fa)，利(li)用自(zi)行(xing)改(gai)裝的超聲(sheng)波(bo)銑削(xue)(xue)加工(gong)(gong)(gong)機(ji)(ji)床(chuang)進(jin)(jin)行(xing)了超聲(sheng)波(bo)銑削(xue)(xue)加工(gong)(gong)(gong)實驗，對超聲(sheng)波(bo)銑削(xue)(xue)加工(gong)(gong)(gong)機(ji)(ji)理(li)與工(gong)(gong)(gong)藝進(jin)(jin)行(xing)了深入研(yan)究(jiu)，豐富 和完(wan)善了超聲(sheng)波(bo)加工(gong)(gong)(gong)技術現有的理(li)論(lun)成果(guo)。

　　超聲波車削系統在(zai)傳統(tong)超聲(sheng)波加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝規(gui)律(lv)研究的基礎上，探索(suo)了在(zai)工(gong)(gong)具作(zuo)高頻振動(dong)和(he)旋轉運動(dong)以及機床(chuang)進給(gei)三種運動(dong)綜合作(zuo)用下(xia)超聲(sheng)波銑削加(jia)工(gong)(gong)的材料去除機理。

　　加(jia)工過程中材(cai)(cai)料 的去除(chu)同(tong)時(shi)具有沖擊、磨(mo)蝕和空化三(san)種(zhong)作用，由于(yu)工具的旋轉運(yun)動(dong)和機床進給(gei)運(yun)動(dong)，為壓(ya)痕裂(lie)紋(wen)的產生和擴展提供了有利條件，從而使得(de)脆性材(cai)(cai)料的裂(lie)紋(wen)產生與擴展 可能性增加(jia)，材(cai)(cai)料去除(chu)率增大。

　　基于壓痕斷裂理論(lun)，建立了的(de)(de)(de)超聲波(bo)銑(xian)削加(jia)工材(cai)料去(qu)除率(lv)理論(lun)模型，從(cong)模型可以看出材(cai)料去(qu)除率(lv)與加(jia)工靜壓力、磨料尺寸(cun)、濃度(du)、工 具(ju)尺寸(cun)、工件材(cai)料性能(neng)等參數有關。 變(bian)幅(fu)桿的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)方程(cheng)是變(bian)幅(fu)桿幾何尺寸(cun)合(he)理化設計的(de)(de)(de)主要(yao)依據，針對(dui)(dui)現有的(de)(de)(de)復合(he)變(bian)幅(fu)桿理論(lun)公式只(zhi)能(neng)表(biao)示出相(xiang)鄰兩端桿間(jian)的(de)(de)(de)關系，無法(fa)對(dui)(dui)各部(bu)分進行(xing)全面(mian)分析的(de)(de)(de)問題， 從(cong)變(bian)截面(mian)的(de)(de)(de)桿的(de)(de)(de)波(bo)動(dong)方程(cheng)出發，利用(yong)四端網(wang)絡法(fa)，推導(dao)出帶(dai)圓錐和指(zhi)數過渡段的(de)(de)(de)階梯形復合(he)變(bian)幅(fu)桿的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)方程(cheng)和放大倍數通用(yong)公式，該公式能(neng)夠表(biao)示出復合(he)變(bian)幅(fu)桿三 段間(jian)的(de)(de)(de)關系，便于復合(he)變(bian)幅(fu)桿的(de)(de)(de)設計和性能(neng)分析。

　　同時(shi)，設計并制作了圓錐和(he)指數過渡的(de)階梯形復合(he)變幅(fu)桿(gan)(gan)，實驗(yan)表明，其他條件不變，改變復合(he)變幅(fu)桿(gan)(gan)小端圓柱(zhu)部 分的(de)長度L_3，對(dui)其頻率(lv)值影(ying)響很(hen)大(da)，L_3長度減小，頻率(lv)值增大(da)，可以此對(dui)變幅(fu)桿(gan)(gan)進行適(shi)當的(de)修正。

　　研究了(le)工(gong)(gong)具(ju)尺寸及(ji)材料性(xing)質(zhi)對變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)固有頻(pin)率和放大(da)系數(shu)的(de)影響，實驗表(biao)明，隨著工(gong)(gong)具(ju)長度(du)、直徑(jing)的(de)增加(jia)(jia)，變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)頻(pin)率f呈下降趨(qu)勢(shi)，欲使變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)安裝(zhuang)(zhuang)工(gong)(gong)具(ju)后頻(pin)率保 持(chi)不變(bian)，可適當減小變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)末端長度(du)再安裝(zhuang)(zhuang)工(gong)(gong)具(ju)。推導出安裝(zhuang)(zhuang)簡單工(gong)(gong)具(ju)后復合變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)諧振頻(pin)率、振幅(fu)(fu)(fu)(fu)等性(xing)能的(de)通(tong)用公式，為變(bian)幅(fu)(fu)(fu)(fu)桿(gan)(gan)及(ji)其加(jia)(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)具(ju)的(de)設計、制作提供了(le) 理論依據。

利(li)用改裝的超聲波(bo)數控加(jia)(jia)工(gong)機(ji)床進行了超聲數控鉆孔的實驗研究，對(dui)超聲波(bo)數控鉆孔中存在崩邊(bian)現象、工(gong)具損(sun)耗嚴重、加(jia)(jia)工(gong)效(xiao)率較低等問(wen)題(ti)提出了改善措施。

　　分析了超聲波(bo)銑(xian)削加工(gong)中工(gong)具損(sun)(sun)耗現象以及(ji)損(sun)(sun)耗產生的原(yuan)因和機(ji)理，實(shi)驗研究了各種加工(gong)參數對工(gong)具損(sun)(sun)耗的影響。通過(guo)分析比(bi)較得(de)出(chu)，按運動軌跡(ji)長度(du)進行工(gong)具縱向 損(sun)(sun)耗補償的方法(fa)。