姚振扬 张家远 刘 明 张勤河

(1 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 动密封研究与工程技术中心 北京 100095)

(2 山东大学机械工程学院 山东大学高效洁净机械制造教育部重点试验室 机械工程国家级实验教学示范中心 济南 250061)

0 引言

电火花加工技术(Electrical discharge machining,EDM)是利用电极和工件放电产生的高温、高压来加工材料，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域[1−3]。微细电火花技术(MicroEDM)是以电火花加工技术为基础发展的新型加工技术，利用微细工具电极和工件之间的微小脉冲放电去除多余的金属，常被用于微细轴、微细孔以及微细槽等三维结构的加工[4−6]，但加工效率和加工精度较低。

超声振动辅助微细电火花加工技术是一种新型的微细电火花技术，将超声波加工技术与微细电火花加工技术进行优势互补，提升了工作介质的消电离能力，避免了非正常放电现象的发生，增加了加工过程中的有效放电次数，促进了电蚀产物的排出，加工效率和加工精度明显提高[7−10]。作为超声振动辅助微细电火花加工的核心部件，超声振动主轴设计的好坏直接决定了最终的加工效果，如果采用传统设计方式，会大幅提升研发周期和成本，往往还得不到最优的效果，因此，利用仿真软件对超声振动主轴进行研究具有重要的意义[11−14]。

已知设计的超声振动主轴模型如图1所示。超声振动主轴主要由后端盖、压电陶瓷、绝缘垫片、变幅杆、紧固螺栓、SK10 夹头和工具电极等组成。……