（1）超声旋转加工的优点

传统的超声加工是利用磨粒对工件的冲击进行加工的。但随着加工深度的增加，磨料悬浮液进入到工具与工件表面之间变得越来越困难，加工效率随之降低。另外，随着磨料悬浮液的流动，孔径变大，孔加工精度降低。

超声旋转加工(Rotary Ultrasonic Machining, RUM)是在传统超声加工的基础上发展起来的，它与传统超声加工的不同之处在于：工具在做超声振动的同时附加了旋转运动；工具由金属粉末和人造金刚石或立方氮化硼磨料按一定比例烧结而成；将冷却水而不是磨料悬浮液输入到工具和工件表面之间。这种加工方法把金刚石工具的优良切削性能和工具的超声频振动结合在一起，与传统超声加工相比，其具有以下优点。

① 加工速度快。超声旋转加工保留了传统超声加工的优点，即导电和非导电材料都可以加工，并且复杂的三维轮廓也可以像简单形状那样快速加工。例如，光学玻璃上加工直径为6mm的孔，加工速度可达100mm/min以上。同样条件下，超声旋转加工的加工速度是传统超声加工的10倍，是传统磨削的6〜10倍。

② 加工方便易行。超声振动减小了工具与加工表面的摩擦因数，切削力小，排屑通畅。钻孔加工时，不需退刀排屑，可一次进刀完成，易实现机械化。

③ 加工精度高。日本采用新型UMT-1三坐标数控超声旋转加工机加工孔径1.6mm、深150mm玻璃小孔的精度为：圆度0. 005mm,圆柱度0.02mm。

④ 加工表面质量好。由于加工过程不会产生一个有害的热量区域，不会在工件表面带来化学、电学变化，而且在工件表面所产生的残余压应力可以提高被加工零件的疲劳强度。

⑤ 对加工材料的适应性广。可用于脆性材料(例如玻璃、石英、陶瓷、YAG激光晶体、碳纤维复合材料等)的钻孔、套料、端铣、内外圆密削及螺纹加工等，特别适用于深小孔加工和细长棒套料。近年来，其应用范围逐步扩大。

⑥ 工具磨损小，使用寿命长。

（2）超声旋转加工的应用

超声旋转加工的主要应用有以下几个方面。

①超声钻孔、套料。传统方法加工小直径深孔时存在的问题是工具偏离，或不能加工出一个完美的垂直孔，且加工过程中钻到一个较短的距离就必须使工具后退，以使切削液进入加工区，冲走碎屑，工具的后退和切削液的注入运动延长了钻削所需的时间。当在薄型材料或工件的边、角处钻孔时，会出现裂纹和边、角破裂现象。超声旋转加工使用金刚石工具进行钻孔，则不需要周期性的工具后退，保持所需的加工压力不变，直到孔加工完成。超声旋转加工可很好地提高孔加工的精度，而且由于其需要的加工压力减小，有助于解决硬脆性材料钻通孔时，冲击点周围的裂纹和薄型材料边、角破裂问题。在此方法中，孔的最小直径受金刚石砂轮的最小直径限制。

利用该工艺，可以方便地在晶片上钻出上百个直径0.022in (0.55mm)、深度达0.4in (10.16rnm)的孔，这是其他方法难以实现的。

利用超声旋转套料加工可以加工10in (254mm)长(或更长)的石英、玻璃、蓝宝石、红宝石棒等，加工出的棒材圆柱度公差在0. 001 in (0. 025mm)以内。

②超声螺纹加工。使用金刚石工具的超声旋转加工可用来加工内、外螺纹。工件固定在旋转卡盘上，卡盘由电机驱动并装在一个导螺丝杠上，可在每转内使卡盘升高或降低一个螺距。内螺纹加工时的最小直径受金刚石工具的最小直径限制。

③超声铣削加工。超声铳削加工装置如图6-54所示。可以看出，釆用简单形状工具，如截面为圆形、方形、管状等，可以像铣刀一样实现三维复杂型腔的加工。通过工具损耗的在线补偿和控制技术，超声铣削加工可以在数控机床上实现。