陈洪欢

（杭州科技职业技术学院，浙江 杭州 311402）

《中国制造2025》将航空航天装备、5G智能装备和先进轨道交通装备等列入高端装备工程与十大重点发展领域，碳纤维复合材料、高温合金和石墨等新型材料在上述装备的应用成为提升装备性能、取得技术突破的关键所在。对上述材料的制备和超精密加工技术成为新材料领域的重点研究对象[1-2]。

1 技术背景

现有的典型难加工硬脆材料超精密加工过程中存在加工精度低、稳定性差、寿命短等问题。比如：碳纤维复合材料采用高速铣削加工时，存在工件固持困难、加工表面有纤维拔出或拉断等质量缺陷问题。这些表面的质量缺陷会导致碳纤维复合材料结构件在工作时浸渍层脱落，严重影响承载能力和吸波效果，现有高速铣削加工技术无法很好地满足碳纤维复合材料的加工要求。高温合金作为飞机结构件的重要材料，其在高速切削加工时存在切削温度高、刀具磨损快等问题，容易发生崩刃现象。主切削刃附近的应力过于集中，容易产生工件回弹，造成切削振动，加工精度和加工效率较低，严重影响零件表面完整性。

目前，国际上公认满足上述新型材料加工性能要求的高效加工方式之一是超声精密加工。超声加工方法与数控技术融合开发的超声复合数控机床，已成为新型硬脆材料精密加工当下最先进的设备。超声复合数控机床通过在加工刀柄产生超声波频率的谐振，将传统的连续切削转为高频脉冲式的断续切削，切削力以高频脉冲波形的方式起作用，实现材料的高效分离。……