谭聪，沈国浪，李晓高，王兴国

(景德镇陶瓷大学 机械电子工程学院，江西 景德镇 333403)

摘 要：陶瓷材料因其优异的热稳定性、绝缘性和耐磨性被广泛应用于各行各业当中，但在加工时存在加工效率低和加工精度差等缺点，急需一种磨削加工工艺方法和装备以满足当前需求。旋转超声辅助加工是解决上述缺点的一种先进技术，但在装备设计时易忽略前盖板凹槽、后盖板倒角和工具头等零件尺寸，从而影响旋转超声振动系统的振频和振幅，致使加工效果欠佳。根据牛顿定律，设计出旋转超声振动系统的外形尺寸，利用有限元方法分析了前盖板、后盖板和工具头等零件尺寸参数对旋转超声振动特性的变化规律。结果表明，当工具头位置距离为6 mm，前盖板凹槽宽度为14 mm，后盖板无倒角时，旋转超声振动系统的频率为20.5 kHz，工具头末端的振幅为21.346 μm，此时加工性能达到最优。

关键词：陶瓷材料；旋转超声辅助加工；结构优化；有限元分析