一、脆性材料旋轉超聲加工（gōng）

旋轉超聲加工（RUM）在脆性材料加工領域（yù）有著廣泛的應用，該加工方式由普通磨削和超聲振動複合而成，是一種針對硬脆材料加（jiā）工技（jì）術難題的特種加工工藝。旋轉（zhuǎn）超聲加工的刀具大多在（zài）刀頭（tóu）位置電鍍一層（céng）金剛石或CBN等（děng）高硬度材料，且（qiě）刀具在加工過程中會在高速旋轉的同時沿刀具軸線作微米級（jí）超聲頻振動，可有效降低切（qiē）削（xuē）力（lì）、殘（cán）餘應力和表麵損傷，提高加工精度和效率，延（yán）長刀具壽命。由圖3所示的旋（xuán）轉超聲鋸切藍寶石的效果（guǒ）圖可明顯看出，引入超聲振動後，減少了塑性去除比（bǐ）例，不再出現大塊剝落。

旋轉超聲加工包含（hán）三種加工形式：鑽孔、端麵銑削和側麵銑（xǐ）削，其材料去除機理見圖4。其（qí）中，鑽孔與端麵磨削加工中刀（dāo）具端麵的磨粒與工件材料在超聲振動的作用下產生周期性的切削和分離，並附加有（yǒu）錘（chuí）擊效果（guǒ）。這一工藝特（tè）性對（duì）硬脆材料的高硬度與低斷裂韌性有良好的針對作用，引起了國內外學者的（de）廣泛關注，進行大量（liàng）研究，總結（jié）出旋轉超聲加工的諸（zhū）多（duō）優勢。

在降（jiàng）低切削力方麵，旋轉超聲加工（gōng）時磨粒與工件有周期性（xìng）的高頻分離，切削區域被打開（kāi），切削液可進入，改善了潤滑和冷卻情況，且加工過程中的高頻錘擊使加工表麵（miàn）粉末化、切削力降低。為解析（xī）旋轉（zhuǎn）超聲加工切削（xuē）力的降低機理，研究學者以理論建模及調整工藝（yì）參數（shù）等方式進行了大量（liàng）研究。華僑大（dà）學朱旭等利用旋轉超聲加工鋸（jù）切藍寶石之後發現，徑向切削力相比普通（tōng）鋸切下降50%~80%，軸向力下降35%~50%。

當前國內（nèi）外學者對旋轉超聲（shēng）加工表麵粗糙度（dù）的研究相對較少且存在較大的爭議，即對旋轉超聲加工是否可（kě）降低表麵粗糙度尚無定論。研（yán）究學者通過建立表麵粗（cū）糙度預測模型或實驗驗證等方式得出的研究結（jié）果更多地支持旋轉超聲加工在側麵磨削加工或V型槽加工中可顯（xiǎn）著降低表麵粗糙度的情況，而鑽（zuàn）孔與端麵磨削加工增大表麵粗糙度的情況更多，但可通過提高主軸（zhóu）轉速、降低（dī）切削（xuē）深度和進給量並匹（pǐ）配合適的超聲參數的方式（shì）降低表麵粗糙（cāo）度。

提高加工效率是旋轉超聲加工的一個（gè）重要優勢，主要（yào）體現為材料去除率增加。特別（bié）是在恒力進給條件下，旋轉超聲加工的材料去除率相比普通磨削顯著提高。目前旋轉超聲加工在硬脆性材料加工領域相比普通（tōng）磨削（xuē）有（yǒu）顯著優勢，但當前超聲振動下的材料去（qù）除機理研（yán）究並不深入。深入研究去除機理可進一步揭示旋轉超聲加工的表麵粗糙度規律和亞表麵損傷形成機理，對旋轉超聲加工工藝的推廣有重要意義。

二、超聲拋光

超（chāo）聲振動拋光的原理是對工件或變幅杆施加超聲（shēng）振動，使磨料懸（xuán）浮液中的（de）磨粒（lì）與工件產生相對運動，以（yǐ）達到（dào）衝擊、拋磨的效果，可提高拋光速度和均勻性、降低表麵粗（cū）糙度。印度（dù）理（lǐ）工學院Kala等使用磁場（chǎng）輔助超聲拋光，改善了黃銅表麵的光潔度。Jeffrey等分（fèn）別對變幅杆和拋光盤施加橫向超聲振動，發現橫向超聲（shēng）振（zhèn）動以攪動懸浮液的形（xíng）式作用於矽片，提高拋光均勻性（xìng）。許文虎（hǔ）等進行了有無超（chāo）聲拋光藍寶（bǎo）石的對（duì）比實驗，發現（xiàn）超聲振動輔助拋光（guāng）去除率是無超聲的兩倍且表（biǎo）麵粗糙度降低，

超聲振動輔助拋光在（zài）機械拋光、化學拋光、磁流變拋光、離子束拋光等（děng）多個拋（pāo）光類別（bié）均有應（yīng）用，並取得了（le）一定（dìng）的改善（shàn）效果。然而，當前超聲拋光過程中（zhōng）的材料去除機理研究還（hái）不夠深入，特（tè）別是超（chāo）聲空化作用對已加（jiā）工表（biǎo）麵的表麵完整性的影響機製（zhì）尚（shàng）未揭示，因此需要進一步加強基本理論的研究。