一、脆性材（cái）料旋轉超聲加工

旋轉超聲加（jiā）工（gōng）（RUM）在脆（cuì）性材料加工領域有（yǒu）著廣泛的應用，該加工方式由普通（tōng）磨削和超聲振動複合而成，是（shì）一（yī）種針（zhēn）對硬脆材料加工技術難題的特（tè）種加工工藝。旋轉超聲加工的刀具大多在（zài）刀頭位置電鍍一層金（jīn）剛石或CBN等（děng）高硬度材料，且刀具在加（jiā）工過程中會在高速旋轉的同時沿（yán）刀具軸線作微米級超聲（shēng）頻振動，可有效降低切削力、殘餘應力和表麵損傷，提高加工精度和效率（lǜ），延長刀具壽命。由圖3所（suǒ）示的旋轉超聲鋸切藍（lán）寶石（shí）的效果圖可明（míng）顯看出，引入超聲振動後，減少了塑性去除比例，不（bú）再出現大塊剝落。

旋轉超聲加工包含（hán）三種加工形式：鑽孔、端麵（miàn）銑削和側麵銑削，其材料（liào）去（qù）除（chú）機理見圖4。其中，鑽孔與端麵（miàn）磨削加（jiā）工中刀具端麵的磨粒與工（gōng）件材料在超聲振動的作用下（xià）產生周期性的切削和分離，並附加有錘擊效果。這一工藝特性（xìng）對硬脆材料的高硬度與低斷裂韌性有良好的針對作用，引起了（le）國內外學者的（de）廣泛關（guān）注，進行大量研究，總結出旋轉超聲（shēng）加工的諸多優勢。

在降低切削力方麵（miàn），旋轉超聲加工（gōng）時磨粒與工件（jiàn）有周期性的高頻分離，切削（xuē）區域被打開，切削液可進入，改善了潤滑和冷卻情況，且（qiě）加工過程中的高頻錘擊使加工（gōng）表麵粉末化、切削力降低。為（wéi）解析旋轉超聲加工切削力的（de）降低機理，研究學者以理論建模及調整工藝參數等方式進行了大量研究。華僑大學朱旭等（děng）利用（yòng）旋轉超聲加工鋸切藍（lán）寶石之後發現（xiàn），徑向切（qiē）削力相比普通鋸切下降50%~80%，軸向力下降35%~50%。

當前國內外（wài）學者對旋轉超聲加工表麵粗糙度的（de）研究相對較少且存在較大（dà）的爭議，即對旋轉超聲加工是否（fǒu）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預測模型或實驗驗證等方式得（dé）出的研究結果更多地支持旋轉超聲加工（gōng）在側麵磨削加（jiā）工或V型槽加工中可顯著降低表麵粗糙度的情況，而鑽孔與（yǔ）端麵磨削加工增大表麵粗糙度的情（qíng）況更多，但可通（tōng）過提高主軸轉速、降低切（qiē）削深度和進給量並（bìng）匹配合適的超聲參（cān）數的方式降低表麵粗糙度。

提（tí）高加（jiā）工效率是（shì）旋轉超聲加工的一個重要優勢（shì），主要體現為（wéi）材（cái）料去除率增加。特別是在恒力進給條件下，旋轉超聲加工（gōng）的材料去除率（lǜ）相比普通磨削（xuē）顯著（zhe）提高。目前旋轉超聲加（jiā）工在硬脆（cuì）性材料加工領（lǐng）域相比普通磨（mó）削有顯著優勢，但當前超聲振動下的（de）材（cái）料去除機理研究並不深入。深入研究去除機理可進一步揭示旋轉超聲加工的表麵（miàn）粗糙（cāo）度規律和亞表麵損（sǔn）傷（shāng）形成機理，對旋轉超聲加工工藝的推廣有重要意義。

二、超聲拋光

超聲振動拋光的（de）原理是對工件或變幅杆施加超聲振動（dòng），使磨料懸浮液中的磨粒與工件產生（shēng）相對運動，以達到衝擊、拋磨的（de）效果，可提高拋光速度和均勻性、降低表麵粗糙度。印（yìn）度理工學院Kala等使（shǐ）用磁場輔助超聲拋光，改（gǎi）善（shàn）了黃銅表麵的光潔度。Jeffrey等分別對變幅杆和拋光盤施加橫向超聲振動，發現橫向超聲振動以攪動懸（xuán）浮（fú）液（yè）的（de）形式作（zuò）用於（yú）矽片，提高拋光均勻性。許文虎等進行了（le）有無超聲拋光（guāng）藍寶石的對比實驗，發（fā）現超（chāo）聲振動輔助拋光去除率（lǜ）是無超聲的兩倍且表麵粗糙度降低，

超聲振動輔助拋光在機械拋光、化學（xué）拋光、磁流變（biàn）拋光、離子束拋光等多個拋光（guāng）類別均有應用，並取得了一（yī）定的改善效果。然而，當前超聲拋光過（guò）程中的材料去除機理研究還不（bú）夠深入，特別是超（chāo）聲空化作用對（duì）已加工表麵的表麵完整性的影響機製尚未揭示，因此需要進一步加強基本理論的研究。