隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，硬脆材料在航空航天、汽車、模具、光學(xué)以及半導(dǎo)體等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。光學(xué)玻璃常被用來制作偵查衛(wèi)星照相機(jī)鏡頭、隱形雷達(dá)探照鏡、高速飛行器窗口、天文望遠(yuǎn)鏡的大型反射鏡以及激光發(fā)射裝置中的光學(xué)透鏡、棱鏡等。硬脆材料光學(xué)元件常規(guī)切削加工非常困難，通常通過超精密研磨、拋光及超精密磨削加工獲得，但該方式加工時(shí)間長，加工成本較高，需尋求一種若干能量場融合的先進(jìn)復(fù)合加工工藝來解決這一加工難題。超聲加工作為20世紀(jì)初發(fā)展并開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的一種非常有效的特種加工方法，可減小切削力和切削溫度，減小刀具磨損，提高加工質(zhì)量，拓展可加工材料范圍，是硬脆性先進(jìn)材料加工的有效方法之一，特別適合加工玻璃、陶瓷、石英、金剛石以及硅等各種硬脆材料。旋轉(zhuǎn)超聲加工是目前超聲輔助加工領(lǐng)域的關(guān)鍵工藝，是硬脆材料加工的有效方法之一。復(fù)雜型面在現(xiàn)代產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)應(yīng)用及加工要求日趨增多，對復(fù)雜零部件的加工能力提出了更高的要求。目前，關(guān)于光學(xué)硬脆材料復(fù)雜幾何特征超聲輔助銑削工藝研究比較缺乏。 Jq^T1_iqn  
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　　寧波材料所所屬先進(jìn)制造技術(shù)研究所激光與智能能量場制造團(tuán)隊(duì)在旋轉(zhuǎn)超聲加工領(lǐng)域進(jìn)行了一定的積累并取得新的進(jìn)展，針對K9光學(xué)玻璃材料，加工了各類型腔、表面、孔、薄壁以及復(fù)雜曲面等特征。 D1mfm.9_r^  
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　　課題組成員自行搭建了三軸聯(lián)動超聲輔助加工系統(tǒng)，超聲振動頻率可達(dá)19000Hz以上。在該自主搭建的超聲輔助加工系統(tǒng)上進(jìn)行的部分孔、凸臺、型腔等特征加工試驗(yàn)（圖1），發(fā)現(xiàn)：使用合理的工藝參數(shù)，采用空間螺旋插補(bǔ)進(jìn)刀及超聲輔助三坐標(biāo)聯(lián)動空間螺旋銑削K9光學(xué)玻璃產(chǎn)生的孔特征邊緣無崩邊，孔壁及孔底質(zhì)量均比較理想；帶超聲或無超聲加工相同特征效果會有差別，如無超聲輔助三角形型腔銑削后，加工底面會有較明顯的刀痕：不同工藝參數(shù)對加工效果影響顯著，如采用較大的切削深度時(shí)，銑削的方形或圓形型腔外邊特征會出現(xiàn)崩邊等缺陷特征；而采用合適的切削深度和走刀策略會產(chǎn)生理想的加工特征，如右側(cè)的曲面?zhèn)缺谛颓弧? evJ.<{M  
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　　DMG ultrosonic 80 eVo linear超聲輔助五軸聯(lián)動加工機(jī)床（圖2）加工的平面、傾斜面、孔、環(huán)以及薄壁等特征（圖3）。該DMG加工系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)速18000r/min，X、Y、Z行程分別為850mm、650mm、550mm。使用超聲刀柄，可自動搜頻，同時(shí)，可手動調(diào)整頻率與振幅。所加工的特征中，傾斜平面與Z軸夾角45°，并在斜面上銑削加工了直徑8mm的孔特征，在圓形凸臺內(nèi)加工出1mm圓環(huán)薄壁。使用直徑6mm中空金剛石電鑄刀具加工平面薄壁特征時(shí)，進(jìn)給速度為600mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為5500r/min，切寬2.4mm，切深0.03mm，最小薄壁厚度達(dá)0.3mm，取得了理想的加工效果。 　　   Q1l