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难加工材料的超声辅助加工技术
Ultrasonic Assisted Machining of Difficult-to-cut Materials
一、 背景需求
陶瓷材料和复合材料等难加工材料在航空航天、国防以及民用等领域得到广泛应用。这些材料具有高硬度、高强度等特点，特别是复合材料还具有很强的各向异性，导热性差，加工过程中不允许加冷却液等特点，采用传统的车、钻、铣和磨加工工艺存在加工表面质量差、工具磨损严重、加工效率低等问题。针对这些难加工材料复杂曲面零件的高效精密加工，研究特种复合加工新技术与装备具有重要意义。
二、 研究方向简介
本研究方向以陶瓷和复合材料等难加工材料及其典型零件为对象，研究适用于车、钻、铣和磨削加工的超声辅助加工工艺，并开发相应的工具和装备。目前，该方向承担国家973计划课题“SiC材料空间光学镜体轻量化设计与高效加工新方法”、 国家青年基金“SiC材料轻量化结构的超声磨削工艺基础研究”和航天创新基金“碳/碳复合材料超声加工装置研制”等科研项目。
三、 主要研究内容
? 高性能超声辅助加工刀柄和工具研制 ? 超声变幅杆设计软件与新型超声变幅杆研制 ? 高性能、高精度和高适应性的数字型超声电源研制 ? 超声刀柄的非接触式电能传输技术研究 ? 超声辅助加工难加工材料的加工机理及工艺研究
四、 主要研究进展和成果
该方向发表论文5篇。
超声辅助车削示意图 超声辅助铣（磨）示意图
超声波辅助加工电源
开发的数字型超声电源
铣、磨装置 超声电能无线传输试验台 开发的超声车削装置 开发的超声钻、
普通车削刀具磨损
超声车削刀具磨损
普通磨削砂轮表面形貌 超声磨削砂轮表面形貌
普通车削工件表面形貌
超声和普通铣磨加工温度对比
超声车削工件表面形貌 超声和普通磨削加工力对比