碳化硅磨料，磨料在电解液中的浓度为。.电解液根据微细加工试验要求，为提高复合加工中微细电解作用去除材料的定域性，提高加工精度，选择浓度为或更低的钝化性电解液，与成混和工作液。．加工电参数超声电解复合微细加工时，电解作用随着电解电压的增大而增大，但电压过高电解电流密度增加，去除材料的非线性将减小，易于产生杂散腐蚀现象，使微细加工的定域性变差，因此，试验中选择电解电源电压幅值。电解电压脉冲频率可在直流范围内选择脉冲占空比选择范围在即。超声功率由于微细加工材料去除量微小，超声作主要为去除电解钝化膜及排除加工产物，因此所需超声功率相对很小另方面选用较小的超声功率可使超声振幅减小，有利于减小阴极的磨损，因此，根据加工要求，超声功率须在内合理选择。．超声频率工具阴极和变幅杆联接后固接至超声电解复合微细加工装置上，启动超声装置，调节发生器输出频率至系统共振频率。时基.幅度.图.共振时采集的超声发生器输出的超声频交变电压如图.所示，通过数字存储示波器可得到超声发生器输出至换能器的超声频电压信号波形，图示共振频率为.。由于系统共振频率易受外界因素如工具损耗工作压力变化加工深度改变螺纹联接松动等的影响，共振频率点会发生漂移，为保证加工过程的稳定，需及时调节超声发生器的输出信号频率，使系统始终保持在共振状态下。试验步骤.在超声机上安装上变幅杆。.将工件用黏结剂黏结在工作台，变幅杆与工具头用蓖麻油耦合，这样可以减小能量损耗。并安装好工具头上，调整工作台，使得工具和工件对准.合理选择砝码，打开液压油通路，让工件在适当的压力下顶在工具电极表面，在工具电极和工件之间滴上碳化硅磨料。.接通冷却泵电机，使得冷却液在加工过程中不断循环，防止磁致伸缩换能器由于过热而烧坏。.在超声加工机控制面板上分别打开低压和高压开关，并选择强弱档，在本试验中，当使用的工具头时选择强档，当使用.工具头时选择弱档。.调整并选择适当的功率，然后再调节频率按钮，当工件端面上有气泡，且发出刺儿的蜂鸣声，则说明机床以达到共振状态，此时频率约为。这时工件已处于加工状态，随着加工的进行要不断的抬升工具，同时用针管不断的添加磨料。用双通道数字示波器记录下加工时的各种波形，并用秒表记录下加工时间。.关掉功率旋钮低压高压开关。.打开液压油路压力旋钮，工件自动脱开，然后取下工件，拔掉所有电源插头。.清除加工时的残留物，将机床擦净后罩起。硬质合金的单超声加工为了对单超声加工和超声电解复合加工硬脆金属材料的基本状况进行对比，首先在超声机进行硬质合金的单超声加工试验。硬质合金是由硬度很高的难熔金属碳化物和等和金属粘结剂用粉末冶金方法制成的。硬质合金中的碳化物具有硬度高熔点高化学稳定性和热稳定性好等特点。硬质合金的强度与粘结剂的含量有关，粘结剂含量越高，合金强度就越高。硬质合金的硬度可达，耐热温度达，是用以切削硬质材料的首选刀具材料。硬质合金的种类很多，课题试验选用硬质合金和规格型号硬质合金作为加工试验对象。属于类硬质合金，属于类硬质合金。表.简要介绍了硬质合金和硬质合金的基本组成及有关性能。从表.中可以看出，材料中含量都较高，它们的硬度均较高，所以的洛氏硬度高达，而材料中较高，其硬度高达，普通切削加工方法基本上无能为力。对于超声加工而言，由于去除材料是靠粒度极小的磨料瞬时局磨料的硬度更高部撞击抛磨以及超声空化的综合作用，所以硬质合金材料可以用超声加工去除。牌号硬度表.不牌号硬质合金的基本组成及性能根据上述所选的各个参数，分别在型超声加工机和小功率超声机对各种材料进行单的超声加工。所得到的试验结果如表.和.所示。由此可见，不管是在小功率超声机还是在型超声加工机上进行单的超声加工试验所得到的数据都表明越是脆硬的材料就越适合采用超声加工。材料加工深度时间加工精度工具磨损硬质合金硬质合金压电陶瓷试验条件小功率超声机工作压力.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，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。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.单超声加工和复合加工加工深度比较图.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.不同加工电压下复合加工加工速度比较图.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。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。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。图.单超声加工和复合加工深度比较图.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.不同加工电压下加工深度比较图.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。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。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。致谢首先感谢朱永伟