近年来,超声加工技术在我国发展十分迅速,尤其是在难加工领域解决了许多关键性的工艺问题,取得了较好的进展。本课题是在国家自然科学基金项目(51075195)资助下,针对硅片的超声振动抛光工艺,探索一种新的基于面外弯曲行波的超声振动抛光方法。本文根据圆盘面外弯曲行波及表面点产生椭圆振动的运动原理,提出了有别于板状振子复合模态的超声振动抛光方法。基于该方法提出一种依靠逆压电效应的圆盘形超声抛光振子,推导了抛光振子表面质点运动的理论模型,并确定了抛光工具(振子)为含有夹持圆柄及端面凸齿的圆盘形结构型式。利用ANSYS有限元分析软件对抛光振子的振动模态进行模拟分析,确定了外径为45毫米的振子样机的B0,7面外弯曲模态及超声范围内的固有频率,并最终制作了两种相近结构的抛光振子。对超声抛光振子的谐振频率、振型及圆周方向和径向振幅进行了测试,试验结果表明,两种振子都符合预先设计的要求,可以产生B0,7阶面外弯曲模态,并在此模态下,可以产生比较均匀的旋转行波。为了更精确的研究抛光垫与振子的交互影响情况,补充设计制作了含齿梁形弯曲试验振子,并就抛光垫与振子齿的交互影响进行了试验研究,实验表明,当梁形振子上没有粘贴抛光垫时,其工作台上的各个质点的振幅几乎相同,满足预先设计的要求。把两种抛光垫分别粘贴在超声抛光振子上后进行了振子试验测试,从测试的结果可以看出,抛光垫表面的振幅略微下降,但B0,7阶模态保持良好。