康 凯，张云电*，赵 猛，张 豪，金义坤，程 浩

(1.杭州电子科技大学 机械工程学院，浙江 杭州 310018；2.浙江省机械工业情报研究所，浙江 杭州 310009)

0 引 言

硬脆材料和复合材料具有超越传统材料的优异性能，已经在社会上得到了广泛应用。但它们的加工却一直是科学界的难题，因为它们具有低塑性、易脆性以及表面组织易受损等缺点，常用的电火花加工，化学腐蚀等加工方法都无计可施，即使能简单加工，也存在效率低、质量差、耗能高等问题，而且一些复杂的结构也无法加工[1]。

随着超声加工技术的问世，硬脆材料和复合材料不能加工的问题得以解决，但仍然存在着加工效率低、加工质量差等问题[2-3]。20世纪60年代，出现了旋转超声加工技术，将超声加工技术和传统金刚石磨削加工技术结合了起来，使其在加工过程中具有工具磨损小和加工精度高等优点。

超声加工声学系统是超声主轴的核心。现阶段，大部分声学系统的变幅杆采用阶梯式、圆锥式或指数式，而刀具采用圆形刀或者尖型刀。杭州电子科技大学马中秋对超声波切割主轴系统进行了研究，介绍了超声切割的基本原理，分析了各种变幅杆优缺点，并对圆形刀和尖型刀进行了总结，最后结合实验介绍了复合变幅杆的优越性。

基于以上研究，本文主要针对旋转超声加工声学系统的设计，对复合变幅杆和复合电镀金刚石刀具进行设计分析。

1 旋转超声加工

超声波加工工件时，超声波发生器通过导电滑环连接超声换能器，使发生器中的电磁振荡转换为相同频率且与工件表面方向垂直的超声机械振动，其振幅通过变幅杆放大，驱动工具端面作超声振动[4]。……