一、脆性材料旋轉超聲加工

旋轉超聲加工（RUM）在脆性材料加工（gōng）領域有著廣泛的應用，該加工方式（shì）由普通（tōng）磨削和超聲振動複（fù）合而成，是一種針對硬脆材料加工技術難題的特種加工工藝（yì）。旋轉超聲加工的刀具大多在刀頭位置電鍍一層金剛石或CBN等高硬度材（cái）料，且刀具在（zài）加工過程中會（huì）在高速旋轉的同時（shí）沿刀（dāo）具軸線（xiàn）作微米級超聲頻振動（dòng），可有效降低切削（xuē）力、殘餘應（yīng）力和表麵損傷，提高加工精度和效率，延長刀具壽命。由圖3所（suǒ）示的旋轉超聲鋸切藍寶石的效果圖可明顯看出，引入超聲振動後，減少了（le）塑性去除比例，不再出現大塊剝落。

旋轉超聲加工包含三種加工形（xíng）式：鑽孔、端麵銑削（xuē）和側麵銑削，其材料去除機理見（jiàn）圖4。其中，鑽孔與端麵磨削加工中刀具端（duān）麵的磨（mó）粒與工件材料在超聲振動的作用下產生周期性的切（qiē）削和分離，並附加有錘擊效果。這一工藝特性對硬脆材料的高硬度與（yǔ）低斷裂韌性有良好的針對作用，引起了國內外學者的（de）廣泛關注，進（jìn）行大量研究，總結出旋轉超聲加工的諸多優（yōu）勢。

在降低切削力方麵，旋轉（zhuǎn）超聲加工時磨粒與工件有周（zhōu）期性的高頻分離，切削區域被打開，切削液可進入，改善了潤滑和冷卻情況，且加工過程中的高頻（pín）錘擊使加工表麵粉末化、切（qiē）削力（lì）降低。為解析旋轉超聲加工切削力的降低機理，研究學者以理論建模及調整工藝參數（shù）等（děng）方式進行了大量研（yán）究（jiū）。華僑大學朱旭等利用旋轉超聲加工鋸切藍寶石之後發（fā）現，徑向切削力相比普通鋸切（qiē）下降50%~80%，軸向力下降35%~50%。

當前國內外學者對旋轉超聲加工表麵粗糙度的研究相對較少且（qiě）存在較大的爭議，即對旋轉超聲加工是否可降低表麵粗糙度尚無定論。研究學者通過建立表麵粗糙度（dù）預測模型或（huò）實驗驗證等方式得出的（de）研究結果更多地支持旋轉超聲加工在側麵磨削加工或V型槽加工中可顯著降低表（biǎo）麵粗糙（cāo）度的情況，而鑽孔與端麵磨削（xuē）加工（gōng）增大表麵粗糙度的（de）情況更多，但可通過提高主軸轉速（sù）、降低切削深度和進給量並匹配合適的超聲參數的方式降低表麵粗（cū）糙（cāo）度。

提（tí）高加工效率是旋（xuán）轉超聲加工的一個重要優勢，主要體現為材料（liào）去除率增加。特別是在恒（héng）力進給條件（jiàn）下，旋（xuán）轉超聲加工的材料（liào）去除率相比普通磨削顯著提高。目（mù）前旋轉超聲加工在硬（yìng）脆性材料加（jiā）工領域相比普通磨（mó）削有顯著優勢，但當前超聲振動下的材料去除機理研究並不深入。深入研（yán）究去除機理可（kě）進一步揭示旋轉超聲加工的表麵粗（cū）糙度規律和亞表麵損傷形成機理，對旋轉超（chāo）聲加工工藝的推廣有重要意義（yì）。

二、超聲拋（pāo）光

超聲振動拋光（guāng）的原理是（shì）對工（gōng）件或變幅杆（gǎn）施加超聲振動，使磨料懸浮液中的（de）磨粒與工件產生相對運動，以達到衝擊、拋磨的效果，可提高拋光速度和均勻性、降低表麵粗糙度。印度理工學院Kala等使用磁場輔助超聲拋光，改善了（le）黃銅表麵的光潔度。Jeffrey等分別對變幅杆和拋光盤（pán）施加橫向超聲振動，發現橫（héng）向超聲振動以攪動懸浮液的形式作用於矽片，提高拋（pāo）光均勻性。許文虎等進行了有無（wú）超聲拋光藍寶石的對比實驗，發現超聲振動輔助拋光（guāng）去除率是無超聲的兩倍且表（biǎo）麵粗糙度降低，

超聲振動輔（fǔ）助拋光在機械拋光（guāng）、化學拋光、磁流變拋光、離子束（shù）拋光等多個拋光（guāng）類別均有應用，並取得了一定的改善效果。然而，當前超聲拋（pāo）光過（guò）程中的（de）材料去除機理研究還不夠深入（rù），特別是超聲空化作用對已加工表麵（miàn）的表麵完整性的影響（xiǎng）機製尚未揭示，因此（cǐ）需要進一步加強基本理論的研究。