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工程陶瓷材料具有优良的物理、化学特性,如耐高温、耐腐蚀、硬度高等。超声加工受工件的电、化学特性的影响较小,是加工这一类硬脆材料的好方法。目前国内超声加工的功率通常几十瓦到几百瓦,超声加工中材料去除率较低,一般为1～5mm3/mm。对于比较大的零件采用超声加工就显得加工效率太低。近年来大功率压电陶瓷超声换能器的进展给大功率超声加工铺平了道路。首先利用非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对超声波加工过程进行数值模拟分析。以碳化硼磨粒与玻璃板为研究对象,分别对单颗球形、楔形、锥形磨粒和多颗磨粒组合冲击玻璃面板过程进行模拟。从一定程度上直观地验证已有的关于超声加工机理的理论分析,而且能够更有方向性地指导具体的实验研究。接下来本文针对大功率情形下超声加工做了一系列工艺试验并进行分析研究,主要完成了以下工作：(1)选择磨料粒度A、磨料浓度B、作用力C这三个因素对超声加工进行了单因素试验,得到各个因素下的加工效率(材料去除率)变化曲线；(2)选取磨料粒度A、磨料浓度B、作用力C这三个因素,而每个因素分为五个水平,完成了功率1档和功率2档两组超声加工试验,试验为三因素五水平正交试验,并对试验数据进行了分析；(3)选取磨料粒度A、磨料浓度B、作用力C这三个因素,而每个因素分为五个水平,完成了一组超声加工试验,对试验数据进行了分析,并与之前所做试验进行了对比；.(4)对前面所做的超声套料加工及圆柱形工具头超声加工的工件表面质量做一些分析,主要是两个方面,一是裂纹和碎裂,另一方面是表面粗糙度。这一系列的试验和分析主要得出以下结论：(1)大功率超声加工的材料去除率确实要比一般的小功率超声加工要高得多。在本次实验中,最大的材料去除率超过600mm3/min。(2)超声套料加工的材料去除率确实要比一般的小功率超声加工要高得多。在一些特殊形状的硬脆材料的零件需要超声加工时,可以合理设计工具头的形状,从而得到比较高的生产效率；(3)大功率情况下超声加工表面质量方面,裂纹和碎裂受作用力影响比较大,作用力在超过一定数值时,越大则裂纹和碎裂情况越严重。同时相同情况下,超声套料工具头加工所产生的裂纹和碎裂情况要比圆柱形工具头要严重一些。另一方面表面粗糙度则是磨料粒度的影响更大一些,磨料越细,则越有可能获得较小的表面粗糙度值。