旋转超声复合/辅助加工技术的研究与应用
Research Results and Applications of Rotating Ultrasonic Composite/Auxiliary Machining
摘要: 超声加工是硬脆材料的一种高效、精细加工方法，已在工程中得到广泛应用。超声效应与旋转运动与机械切削加工、放电及电解加工、焊接及萃取等技术有机结合，可形成各种旋转超声复合/辅助加工技术，能有效提高加工效率、改进加工精度。本文分析与总结超声辅助机械加工技术研究与应用；阐述超声及旋转超声复合电加工技术的研究进展；介绍旋转超声辅助焊接、萃取等新技术。最后进一步探讨旋转超声复合/辅助加工技术的技术优势与局限性，并对旋转超声复合/辅助加工技术的完善与发展提出研究设想与展望。
Abstract: Ultrasonic machining is an efficient and fine machining method for hard and brittle materials, and it is widely used in practical production. The rotating ultrasonic effect combined with the rotation is easy to be combined with technologies, such as: mechanical machining, electrical discharge & electrolysis, and welding; a variety of rotating ultrasonic composite & auxiliary machining tech-nologies could be achieved; the machining efficiency and the accuracy can be effectively improved. The current research results of the rotating ultrasonic auxiliary mechanical processing are analyzed and summarized; the research progress and the application of ultrasonic and rotary ultrasonic composite electrical machining technology are given; the rotating ultrasonic-assisted welding, extraction, sawing sapphire technologies are introduced. Finally, the technical advantages and the limitations are discussed about rotary ultrasonic composite & auxiliary machining; the research assumptions and research directions are given.
文章引用：王涛, 李晶, 闫志刚, 纪能建, 朱永伟. 旋转超声复合/辅助加工技术的研究与应用[J]. 机械工程与技术, 2020, 9(4): 329-342. https://doi.org/10.12677/MET.2020.94035

参考文献

[1] 曹凤国. 超声加工[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014.
[2] 张建华, 张勤河, 贾志新, 等. 复合加工[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014.
[3] 徐家文, 云乃彰, 王建业. 电化学加工技术——原理、工艺及应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2008.
[4] 魏星. 面向先进性材料的超声加工技术[C]//中国电子学会电子机械工程分会. 中国电子学会2008年电子机械、微波结构工艺学术会议论文集. 中国电子学会电子机械工程分会: 中国电子学会电子机械工程分会, 2008: 216-218.
[5] 段威. 氧化铝陶瓷旋转超声孔加工去除率影响因素的理论研究[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2008.
[6] 赵春阳. 旋转超声辅助磨削加工的实验研究[D]: [硕士学位论文]. 天津: 天津大学, 2012.
[7] 丁国平, 梁楚华. 高硬度材料加工技术及其发展趋势[J]. 超硬材料工程, 2007(3): 42-45.
[8] 冯平法, 王健健, 张建富, 吴志军. 硬脆材料旋转超声加工技术的研究现状及展望[J]. 机械工程学报, 2017, 53(19): 3-21.
[9] 周忠明, 邹平, 赵海东, 陈硕, 田英健. 高温合金超声辅助螺纹车削加工技术研究[C]//第17届全国特种加工学术会议论文集(下册). 中国机械工程学会特种加工分会、广东工业大学: 中国机械工程学会, 2017: 628-634.
[10] 闫德鑫, 张兴红, 等. 超声辅助车削切削力变化规律进行仿真研究[D]: [硕士学位论文]. 重庆: 重庆理工大学, 2014.
[11] 何朝晖. 微小孔旋转超声轴向振动钻削技术研究[D]: [硕士学位论文]. 成都: 四川大学, 2004.
[12] 肖德贤. 旋转超声波铣削加工技术的实验研究[D]: [硕士学位论文]. 大连: 大连理工大学, 2004.
[13] 顾翔, 朱永伟, 张俊, 等. 旋转超声加工振动系统特性分析、装置设计及其试验[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2017.
[14] 顾翔, 李琳琳, 倪炀, 朱永伟. 旋转超声加工材料去除机理及试验[C]//第17届全国特种加工学术会议论文集(下册). 中国机械工程学会特种加工分会、广东工业大学: 中国机械工程学会, 2017: 601-606.
[15] 沈学会, 张建华, 赵云峰, 常伟杰. 超声振动辅助微细铣削工件动态位移分析[J]. 沈阳工业大学学报, 2012, 34(2): 180-185.
[16] 胡海军. 超声振动微铣削系统的建立及铣削力和残余应力的研究[D]: [博士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010.
[17] 张德远, 刘逸航, 等. 超声加工技术的研究进展[J]. 电加工与模具, 2019(5): 1-10+19.
[18] Zhao, Q.Q., Deng, Z.Q., Yang, D.S., Gu, X. and Zhu, Y.W. (2018) Study on Mul-ti-Effect Synergy Mechanism of the Ultrasonic Compound Electro-Discharged & Electrochemical Machining and Real Time Optimal Controlling of On-Line Parameters. Procedia CIRP, 68, 150-155. [Google Scholar] [CrossRef] 
[19] Deng, Z.Q., Zhu, Y.W., Wang, F., Gu, X. and Yang, D. (2017) Analysis and Experimental Study of Vibration System Characteristics of Ultrasonic Compound Electrical Machining. Strength of Materials, 49, 37-44. [Google Scholar] [CrossRef] 
[20] Zhu, Y.W. and Su, N. (2013) Design and Test on Ultrasonic Compound Synchronizing Micro-Fine Electrical Machining System. Journal of Vibroengineering, 15, 1284-1290.
[21] 邵健. 超声复合电加工振动系统特性分析与试验[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2015.
[22] 王建春. 超声加工技术研究现状及展望[J]. 机械工程师, 2012(4): 6-11.
[23] 赵青青, 朱永伟, 等. 旋转超声复合展成电加工成形机理与试验研究[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2019.
[24] Liao, Y.S., Chuang, T.J. and Yu, Y.P. (2010) On-Line Estimation of Workpiece Height in WEDM. Proceedings of the 16th International Symposium on Electro-Machining, Shanghai, 255-260.
[25] Han, M.S., Min, B.K., Lee, S.J., et al. (2007) Ultrasonic-Assisted Elec-trochemical Discharge Machining Process Using a Side Insulated Electrode. Proceeding of Asian Electrical Machining Symposium, Nagoya, 104. [Google Scholar] [CrossRef] 
[26] 闫鹏, 张建华, 张洪丽, 白文峰. 超声振动辅助磨削脉冲放电复合加工工艺研究[J]. 中国机械工程, 2008, 19(16): 1986-1989.
[27] 李晨光, 张建华, 闫鹏, 徐文文. 超声振动辅助磨削–脉冲放电复合加工放电状态检测系统[J]. 电加工与模具, 2008(3): 44-46.
[28] 赵旸, 朱永伟, 等. 摩擦副表面微凹坑超声复合加工工艺研究[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2008.
[29] 邓正泉, 朱永伟, 赵郑波. 超声复合电加工在线测控系统设计及试验研究[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2016.
[30] 朱永伟, 王占和, 范仲俊. 摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究[J]. 中国机械工程, 2008, 19(24): 2965-2971.
[31] 赵青青, 邓正泉, 朱永伟. 超声复合电加工在线参数测控及优化试验[J]. 机械工程学报, 2018, 54(17): 255-264.
[32] 朱永伟, 王占和, 云乃彰. 电解复合超声频振动微细电解加工机理与试验研究[J]. 中国机械工程, 2008, 19(15): 1786-1792.
[33] 邵建, 朱永伟, 等. 超声复合电加工振动系统特性分析与试验[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2015.
[34] 杨庭飞, 朱永伟, 等. 塑料构件高效可靠超声波焊接成热机理与应用研究[D]: [硕士学位论文]. 扬州: 扬州大学, 2019.
[35] 肖飞, 李薇, 李其凤, 王治平. USMM技术在丹参提取分离中的应用探讨[J]. 中国中药杂志, 2011, 36(22): 3104-3107.

为你推荐