微小孔加工超声电火花系统设计

来源：机床与液压杂志2022年第6期北京时间：

作者：王鹏翔，于大国，李梦龙，孟相辉

单位：中北大学机械工程学院，山西省深孔加工工程技术研究中心；中北大学机械工程学院，山西省深孔加工工程技术研究中心；中北大学机械工程学院，山西省深孔加工工程技术研究中心；中北大学机械工程学院

摘要：在难切削材料的微小孔电火花加工中，电火花机床的电极丝一般由机床电主轴端部引入导向套中定位，基于此设计一种通孔式超声系统。所设计的指数过渡阶梯形变幅杆能将两种单一形变幅杆的优势结合起来，且便于电极丝的放入。结合所购置的超声发生器和换能器将此变幅杆的谐振频率设计为43 kHz，大端面设计为20 mm，小端面设计为12 mm。计算其余参数后使用ANSYS进行有限元分析、参数优化，并对加工后的超声系统进行阻抗分析试验，再安装于电火花机床上对不同材料进行微孔加工，观测入口形貌。计算与试验表明：仿真优化后的超声系统的频率与实际频率相差很小，稳定性较高；添加超声加工微孔，不论是加工效率还是孔的表面形貌，都比普通电火花加工质量好。试验结果验证了该超声系统符合初始设计要求。

关键词：难切削材料;微小孔加工;超声电火花系统;变幅杆

基金资助：国家自然科学基金面上项目（51875532）；山西省留学基金（HGKY2019065）；2021年成果转化培育项目（2021047）；2021年度山西省研究生创新项目（2021Y586）