题目：超声椭圆振动切削精密与微细加工技术研究

超声椭圆振动切削是在传统振动加工技术基础上发展起来的一种新技术，经过近十年的发展，充分体现出大幅降低切削力，改善工件的表面质量，提高加工精度，抑制颤振，减小刀具磨损，延长刀具的使用寿命等方面的优势，在精密超精密加工、微细加工、难加工材料加工等领域内具有广阔的应用前景。然而目前的椭圆振动切削系统存在着加工效率低、表面粗糙度很难进一步降低的问题，这些问题的存在影响了椭圆振动切削在精密与微细加工领域中的应用。本文通过对椭圆振动切削机理的分析，研制了高频纵弯椭圆振动切削系统和20KHz纵弯椭圆振动刨削系统，有效地解决了航空航天制造领域中遇到的加工问题，为椭圆振动切削实现精密、微细、高效切削提供了参考和帮助。本文首先通过对椭圆振动切削过程及加工表面形成过程的分析，建立了椭圆振动切削微观形貌三维模型，阐述了椭圆振动切削实现精密切削的机理以及如何提高振动加工效率的途径。然后，通过对椭圆振动切削的动力学特性的分析，揭示了椭圆振动切削实现微细加工的机理。基于上述理论分析，借助有限元分析软件ANSYS研制了60KHz纵弯椭圆振动切削系统和20KHz纵弯椭圆刨削系统。利用60KHz和20KHz纵弯椭圆振动车削系统进行了对比试验，试验结果验证了在保证振动幅值一定的前提下，提高振动系统的频率是提高振动加工效率和降低加工表面粗糙度的一条可行之路的论证。利用20KHz纵弯椭圆刨削系统对雷达罩FSS表面进行了振动刨削试验，并与原来的刻铣系统加工效果进行了相比，试验结果验证了椭圆振动刨削具有很强的微细加工能力，且加工精度和加工质量与普通加工相比均有很大提高。