1、等硬脆金属材料，而且更适合加工玻璃陶瓷半导体锗和硅片等不导电的非金属硬脆材料，同时还可以用于清洗焊接和探伤等。微细超声加工原理超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的种特种加工方法，超声加工的基本原理如图所示。超声加工时，在工具和工件之间加入水或油等和磨料混合的悬浮液，并使工具以适当的压力轻轻压在工件上。超声换能器产生高达以上的超声频率作纵向振动，由于弹性杆弹性杆使振幅产生定的放大变化，通常称其为变幅杆的作用，振幅被放大到左右，驱动工具端面作超声振动，迫使工作液中悬浮磨料的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击抛磨被加工工件表面，把被加工工件表面的材料粉碎成很细的微小颗粒，从工件上被打击下来。虽然每次打击下来的材料很少，但每秒打击的次数高达次与超声频率有关以上，所以仍有定的加工速度。图.超声加工原理。

2、关键词微凹坑，超声复合加工，微凸起工具电极微细超声加工原理加工特点.微细电解加工微细电解加工原理加工特点.本章小结第三章微凹坑加工工具微凸起电极的设计制作.微凹坑设计微凹坑设计原则.微凸起工具电极设计.微凸起工具电极材料选择.微凸起工具电极制作.变幅杆设计与制作.本章小结第四章微凹坑超声复合加工试验.试验参数选择试验件材料工作液工具电极超声振动频率及振幅．微细超声加工试验阵列圆形微凹坑单超声加工试验阵列正方形微凹坑单超声加工试验阵列菱形微凹坑单超声加工试验试验结果分析.微细超声电解复合加工阵列圆形微凹坑超声电解复合加工试验.本章小结第五章总结与展望.总结.研究展望参考文献致谢第章绪论.微凹坑结构的研究及应用背景根据摩擦学润滑理论，摩擦副表面阵列微凹坑中储存的润滑油可以被引到两个相对运动的表面间产生流体润滑膜，使其充分利。

3、动器的制作。如将这类微机械作为致动器，只能靠静电力驱动，驱动力太小。另外，这些加工方式的设备普遍昂贵，次性投入较大，只适合大规模批量生产，对于复杂的三维微机械结构，采用以上技术就难以实现或根本无法实现，小规模的微机械生产也不宜采用以上方法，限制了其应用范围。特种加工技术在微小型三维立体结构致动器的制作上有独到之处，批量制作也可通过模具加工电铸注塑等方法实现。国外采取了微细加工与特种加工并重的策略，以充分发挥各种加工方法的优点。作为微细超声复合加工的技术基础，将超声加工电火花加工电解加工分别与微细加工有机地融合在起，综合利用不同的优点，从而获得单方法所达不到的技术优势。.微细超声加工超声加工简称有时也称超声波加工。电火花加工和电化学加工都只能加工金属导电材料，不易加工不导电的非金属材料，然而超声加工不仅能加工硬质合金淬火。

4、及其应用现状，提出了采用微细超声复合加工新技术加工微凹坑的构想，进而提出本文研究工作内容。分析微细超声加工微细电解加工原理特点以及工艺特性，探讨超声振动对脉冲放电及微细电解过程的改善作用机理，分析在加工微凹坑时微细电解复合超声振动的必要性和技术优势，构建完善超声电解复合加工试验系统。根据微凹坑超声复合加工的特点，选择工作液工具电极振动频率及振幅进给压力等加工参数，制定微凹坑超声复合加工试验方案。使用不同形状工具电极，对硬质合金和不锈钢单晶硅压电陶瓷玻璃钢等材料进行了微凹坑单超声加工试验及分析对硬质合金和不锈钢等材料进行微凹坑单超声加工与超声复合加工的对比试验重点研究了超声电解复合加工中电解电压参数对微凹坑加工效率精度表面质量及微凸起工具电极损耗的影响规律。试验验证了在金属材料表面进行微凹坑超声复合加工的必要性及可行性。。

5、进行加工过程中各类参数的检测和加工状态的评估，调整优化参数总结各种加工参数下微凹坑单超声与超声复合加工试验中精度效率表面质量的改善程度及原因，针对加工试验中存在的问题，进行工艺的完善.本章小结本章阐述了微凹坑结构的研究及应用背景，进而提出本论文研究工作内容。第二章微细超声复合加工特种加工方法是借用各种电能热能声能光能电化学能及特殊机械能等多种能量，直接去除或增加材料以达到加工的目的，般没有宏观的切削力作用，且多数属于非接触式加工，因此在微小尺度零件的加工中有着不可替代的优越性。特种加工的具体方法有电火花加工超声加工电解加工电子束加工离子束加工激光束加工等。目前，微细加工技术的研究大多集中在半导体制造工艺光刻技术蚀刻技术和技术上，并且取得了相当大的实用进展。但是，这些技术只能用来加工结构简单的二维或准三维微机械，尚不适于。

6、图工具工件磨料悬浮液，变幅杆换能器超声波发生器与此同时，工作液受工具端面超声振动作用而产生的高频交变的液压正负冲击波和“空化”作用，迫使工作液进入被加工材料的微细缝隙处，从而更加剧了机械破坏作用。所谓“空化”作用，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成较大的负压和局部真空，使得工作液内瞬间形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡又重新闭合，又引起较强的液压冲击波，上述作用迅速反复地施加在工具与工件之间微小间隙内的工作液里，可以大大强化加工过程。此外，正负交变的液压冲击也使悬浮工作液在加工间隙中强迫循环，带动磨料运动，使部分变钝了的磨粒及时得到更新。磨料悬浮液通过不断更新，带走被粉碎下来的材料微粒。随着加工工具逐渐伸入到被加工材料中，加工工具的形状便复现在工件上了。由此可见，超声加。

7、挤压和流体动力的联合作用改善润滑状况，在这种结构中规则微凹坑的表面形貌对流体润滑有着非常重要的影响。理论分析表明，在钢材表面加工出按定规律分布的具有定深度光滑过渡的球形椭球形凹坑或圆锥形凹坑，有利于钢板在冲压过程形成良好的动压润滑，将有利于形成流体动压润滑效应，从而改善模具与钢板之间的摩擦状况。因此，现代汽车工业中，人们开始尝试在汽缸壁滑动轴承表面形成人造的斑块或凹坑，用以提高润滑或密封效果。阵列微坑结构已经批量应用于汽车工业中，具有微坑结构的气缸套具有节能节油减少环境污染高耐磨性可避免干摩擦和拉缸现象发生等优点，对发动机节能长寿命和轻型化发展具有重大意义和广泛的应用价值。研究人员还根据国内外的最新研究进展和研究成果，将储油结构分为网状裂纹型网状交叉型独立微坑型等结构。.本文研究主要内容对微凹坑结构超声复合加工工艺进行。

8、的工艺方法。目前在国内外已成功的应用于航空发动机汽车等机械制造业中，已成为种不可缺少的工艺方法。微细电解加工是指在微细加工范围内，应用电解加工以得到高精度微小尺寸零件的加工方法。要实现微细加工，首先要解决其加工单位的微细化问题，即单位加工量尽可能地小。电化学中的电解过程从理论上讲，是以离子为单位进行阳极溶解的，满足微细加工的加工要求。微细电解加工原理图.电解原理图电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的种特种加工方法。如图.所示，加工时，工件接直流电源般为的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙般在.范围内。电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的。

9、究，其中包括微细超声复合加工系统的改造和完善，微凹坑的设计，微凸起工具电极的设计和制作，微细超声复合加工微凹坑对比试验，加工工艺规律分析。针对试验中采用的微细超声加工以及微细超声电解复合加工两种加工方法，设计合适的加工系统，并对微细超声复合加工的加工装置进行构建与完善由流体润滑理论，设计了圆形截面微凹坑，在此基础上将截面形状拓展为正方形菱形，成阵列分布时，微凹坑尺寸与间距应成定比例根据微凹坑形状，对微凹坑加工的微细工具微凸起进行外形设计，选择单体截面为圆形正方形三角形的微细轴并将其推广为阵列圆形正方形菱形微凸起作为微细工具电极的典型代表，利用现有的精密慢走丝线切割机床精密电火花成型机进行工艺组合加工各种微凸起工具电极确定试验方案，在多种材料表面选用不同加工参数进行微凹坑单超声与超声复合加工对比实验，利用数字存储示波器及。

10、硬度可以低于工件材料可以与其他多种加工方法结合应用，如超声振动切削超声电火花加工和超声电解加工等。超声加工主要用于各种硬脆材料，如玻璃石英陶瓷硅锗铁氧体宝石和玉器等的打孔包括圆孔异形孔和弯曲孔等切割开槽套料雕刻成批小型零件去毛刺模具表面抛光和砂轮修整等方面。所谓“金无足赤”，超声加工也有着他难以克服的局限性超声加工面积较大时，超声加工效率有明显的降低其次超声加工很难加工韧性较大金属材料工具钢硬质合金等超声加工圆柱形孔深度般以工具直径的倍为限，对于深径比较大的深小孔加工很困难超声加工工具在磨料的抛磨下有损耗，同时，磨粒使工具与工件之间存在间隙，因此，精加工时要考虑工具损耗及磨粒直径大小对加工精度的影响，工具设计中应给予合理补偿。.微细电解加工电解加工，是基于电解过程中的阳极溶解原理，并借助于阴极将工件按定形状和尺寸加工成。

11、隙趋于致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。图.加工示意图加工特点微细电解加工是从电化学基础上发展而来的，与其它加工方法比较，具有以下优点加工范围广，不受所加工金属材料本身硬度和强度的限制，可以加工普通切削加工方法难以加工的金属材料，例如，硬质合金淬火钢不锈钢耐热合金等高硬度高强度及韧性金属材料，并可加工叶片锻模等多种外形和内腔比较复杂的零件。电解加工的生产效率较高，约为电火花成形加工的倍，在种情况下，甚至比切削加工的效率还要高，而且加工生产率并不直接受加工精度和表面粗糙度的限制可以获得较好的表面粗糙度和.左右的平均加工精度。由于加工过程中不存在宏观机械切削力，所以不会产生机械切削加工所导致的残余应力和变形，不会产生飞边和毛刺。由于电解加工阴极在理论上不会损耗，可以长期使用。但微细电解加工也有其局限性电解产物需要。

12、是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果，其中，磨粒的机械撞击作用是占主导地位的。由于超声加工基于局部撞击作用，所以当受到撞击作用时，越是硬脆的材料，其受破坏的程度越大，越容易进行超声加工。相反，脆性和硬度不大的韧性材料，由于它对撞击能量的吸收缓冲作用而难以实施超声加工，或者说加工效果很不理想。所以，这性质常利用在工具材料选择上，要求它既能撞击磨粒，又不至于使自身受到很大的破坏，般选择塑性较好的材料，通常采用钢或弹簧钢等材料作为工具材料较合适。加工特点超声加工的主要特点有不受材料是否导电的限制工具对工件的宏观作用力小热影响小，因而可加工薄壁窄缝和薄片工件被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或强度韧性越大则越难加工由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度应比被加工材料的硬度高，而工具。

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