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。超声加工的基本特点超声加工适合于加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃陶瓷氧化铝氮化硅等石英锗硅石墨玛瑙宝石金刚石等材料。在理论上，对于导电的硬脆金属材料如淬火钢硬质合金等，也能进行加工，但加工效率较低。由于工具的运动轨迹通常为直线，工具可用相对较软的材料制造且可以制成较复杂的形状，可以加工具有异型截面的形状具有阶梯的通孔盲孔等不需要使工具和工件作比较复杂的相对运动，在般情况下，超声加工机床的结构比较简单，操作维修都很方便。由于去除加工材料是靠粒度极微小的磨料瞬时局部的撞击作用以及超声空化作用，所以工件表面的宏观切削力很小，切削应力切削热很小即使产生很小的切削热也会被磨料悬浮液及时带走，不会引起变形及烧伤，因而零件的表面粗糙度较好，般可达，加工精度达到，而且可以加工薄壁窄缝低刚度的零件。超声加工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硬质合金超声复合电加工设计及实验超声加工圆柱形孔深度般以工工具头为的圆形工具头表硬质合金的单超声加工试验结果材料加工深度加工时间玻璃钢工业陶瓷钢试验条件型超声加工机加工压力，工具头的圆形表脆性材料的单超声加工试验结果硬质合金超声复合电解加工试验由于工具头很细，采用很小的静载荷大小两块砝码提供工具进给压力，硬质合金超声复合电加工设计及实验磨料和电解液分别采用的碳化硅磨料和的电解液，加工时间均为，当用脉冲电流进行超声复合电解加工时，脉冲电源频率选择。经多次测量加工结果,取平均值后取平均值后数据如表所示。表对硬质合金超声复合电解加工加工深度和工具头磨损比较试验条件磨料的碳化硅，电解液的电解液，加工时间，占空比，加工压力克，频率。图和分别为单超声加工和复合加工的加工深度和工具磨损量比较。图为单超声加工和复合加工的加工深度比较加工深度单超声加工超声直流电超声脉冲电图单超声加工和复合加工加工深度比较加工条件加工深度工具磨损单超声加工超声直流电压超声直流电超声脉冲电源超声脉冲电硬质合金超声复合电加工设计及实验图为单超声加工和复合加工的加工工具磨损量比较工具磨损单超声加工超声直流电超声脉冲电图单超声加工和复合加工加工磨损比较从图和可以看出单超声加工效率最低，但工具磨损量是最高的。超声加直流复合电解加工效率最高且工具的磨损量也不是很大。超声加脉冲电流复合电解加工效率适中，但工具电极的磨损量最小。图，图为在不同的加工电压下，复合加工的加工速度和工具磨损量的比较图为在不同的加工电压下，复合加工的加工深度的比较加工深度超声直流电压超声直流电超声脉冲电源超声脉冲电图不同加工电压下复合加工加工速度比较图为在不同的加工电压下，复合加工的工具磨损量的比较工具磨损超声直流电压超声直流电超声脉冲电源超声脉冲电图不同加工电压下复合加工加工磨损程度比较从图中可以看出，不管是超声脉冲电流复合电解加工还是超声直流复合电解加工，随着电压的增加，加工速度都有显著的上升，但同时工具电极的磨损量也有不同程度的增加。硬质合金超声复合电加工设计及实验图直径为的工具在材料上加工出来的小孔硬质合金超声复合电解加工试验试验过程中采集波形如图，图所示。分别为脉冲电压波形，脉冲电压放电波形。由于时的放电波形幅值太小，没有采集。时基幅度图脉冲电压电解加工电压波形时基幅度图直流电压电解加工电流波形经多次测量加工结果,取平均值后取平均值后数据如表所示。直径硬质合金超声复合电加工设计及实验加工条件加工深度工具端面磨损单超声加工超声直流电压超声直流电压超声脉冲电源超声脉冲电源表对硬质合金超声复合电解加工加工深度和工具头磨损比较试验条件磨料的碳化硅，电解液的电解液，加工时间，占空比，加工压力克，频率。图，图分别为单超声加工和复合加工加工速度和工具磨损量的比较。硬质合金超声复合电加工设计及实验图为单超声加工和复合加工加工深度比较加工深度单超声加工超声直流电压超声脉冲电源图单超声加工和复合加工深度比较图为单超声加工和复合加工工具磨损比较工具端面磨损单超声加工超声直流电压超声脉冲电源图单超声加工和复合加工工具磨损比较从图中可以看出单超声加工效率最低，但工具磨损量是最高的。超声加直流复合电解加工效率最高且工具的磨损量也不是很大。超声加脉冲电流复合电解加工效率适中，但工具电极的磨损量是最小的。图和图为在不同的加工电压下，复合加工的加工速度和工具磨损量的比较。在工具测量显微镜下测量并拍摄最后的加工试件如图所示。图为在不同的加工电压下，复合加工的加工深度的比较。加工深度超声直流电压超声直流电压超声脉冲电源超声脉冲电源图不同加工电压下加工深度比较硬质合金超声复合电加工设计及实验图为在不同的加工电压下，复合加工的工具磨损量的比较。工具端面磨损超声直流电压超声直流电压超声脉冲电源超声脉冲电源图不同电压下复合加工工具磨损比较图是在脉冲电源电压下的超声电解复合加工试验后得到的圆形小孔和图相比，表面质量和成型精度都有所降低，分析可能原因是属于类硬质合金，相对于其脆性更大，导致塌边，另外工具磨损也会导致塌边。图直径为的工具在材料上加工出来的小孔超声电解加工实验实例本章小结本章在前述章节工作基础上，利用制作的变幅杆和各式工具头阴极，在构建完善的超声电解复合微细加工装置上，优选加工参数，对压电陶瓷硅片进行单超声加工试验对类硬质合金进行超声电解复合微细加工参数试验分析加工过程及结果，检验了超声电解复合微细加工工艺的可行性和复合加工装置工作的可靠性重点讨论了加工方式及电解电压幅值脉冲频率等参数对加工效率精度表面质量及工具阴极损耗的影响规律，验证了超声电解复合微细加工在硬脆金属材料加工中的技术优势。最后，举例说明了超声电解复合加工系统的应用，展示了加工效果，其优势得到直观展现。直径硬质合金超声复合电加工设计及实验第四章结论与展望结论本文进行了单超声实验和超声电解实验的对比,不同的硬制合金超声电解的实验对比，明确超声电解加工在加工硬脆金属材料的优势,并对试验结果进行了详细的整理和分析对超声电解复合微细加工技术基础理论进行了分析探讨，阐述了超声加工和电解加工单工艺方法的应用难点和局限性，论述了超声电解复合微细加工的加工机理和技术优势，明确了该加工技术在硬脆难加工材料加工方面的可行性研究必要性和应用前景。硬质合金等材料进行了单超声加工试验及分析，对硬质合金等进行了超声电解复合微细加工试验，检验了超声电解复合微细加工工艺的可行性和复合加工装置工作的可靠性验证了超声电解复合微细加工在硬脆金属材料加工中的技术优势工艺参数得到了优化，试验结果重复性好，相同加工条件下得到的加工精度表面质量等无较大偏差。对超声电解复合微细加工系统进行了设计构建,介绍了实验中各种参数的确定和控制。制定了具体实验步骤和操作方法。本文得到的工艺参数对后续研究有重要的借鉴意义。展望超声电解加工方法虽然有着许多技术优势但我们要明确的认识到对他的研究仍处于初始阶段,该项技术仍然不成熟需要在些方面以后进步的去完整和完善,如本文对变幅杆和工具头进行了的理论分析及试验研究，新的问题仍然，如什么样的阴极工具头形状和尺寸能使整个超声振动系统得到最好的谐振频率和最大的振幅，如何使工具头与超声换能器端面之间的连接以尽量减少能量损失等。这些问题都仍需要深入研究。对复合加工过程进行自动监测及控制，以及对微加工件的精度检测，都仍值得进步研究和完善。硬质合金超声复合电加工设计及实验要实现超声电解同步复合微细加工，必须对系统的同步单元进行研究，本文仅给出了相应的设想及难点分析，应进步研究以提高复合加工的效率和精度。本文只选用了硬质合金和进行了试验研究，以后的试验应逐步扩大至更多的难加工金属材料，甚至采用辅助电极的方法使这种复合加工方法应用到非金属材料上，需要进步的试验研究。超声电解复合微细加工过程中的影响因素很多，且各参数的对复合加工的影响又不同于以往的单超声加工或单脉冲电解加工，所以各参数的优化及影响分析还需进步的研究。硬质合金超声复合电加工设计及实验致谢首先感谢朱永伟博士对本人的悉心指导和热情帮助，课题研究工作才能顺利完成。朱老师严谨治学丝不苟的科研作风，灵活形象的教学方法，将成让本人受益匪浅。同时感谢在制作该论文时帮助过我的那些老师以及同学，向所有的老师同学朋友致以衷心的感谢和无限的敬意！硬质合金超声复合电加工设计及实验参考文献刘晋春，赵家齐特种加工北京机械工业出版社，苑伟政，马炳和微机械与微细加工技术西安西北工业大学出版社，朱荻纳米制造技术与特种加工年中国机械工程年会特种加工技术论文集北京机械工业出版社，袁哲俊，王先逵精密和超精密加等。对此，采用传统的加工方法十分困难，甚至无法加工。于是，人们方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料自动优化切削参数提高刀具可靠性和在线刀具监控系统开发新型切削液研制新型自动机床等各种途径，