[发明专利]一种超声辅助加工负载振幅测量装置及方法

权利要求书

1.一种超声辅助加工负载振幅测量装置，其特征在于，包括三轴数控平台和设置在其上的超声辅助加工机构，所述超声辅助加工机构用于对工件进行超声加工，所述超声辅助加工机构包括超声电源，还包括：

超声辅助加工机构振动机构，其与超声辅助加工机构相连，用于检测超声辅助加工中的超声辅助加工机构振动状态，所述超声电源基于超声辅助加工机构振动状态将超声辅助加工机构的输出端调节至共振状态；

空载振幅检测机构，用于检测超声辅助加工机构空载共振状态下的空载振幅；

超声振幅检测机构，用于检测超声辅助加工机构共振状态下造成的工件凹坑的表面轮廓，该表面轮廓即为超声辅助加工机构加工时的超声振幅。

2.根据权利要求1所述的超声辅助加工负载振幅测量装置，其特征在于，所述所述超声辅助加工机构包括所述超声电源、超声辅助加工刀柄和连接在超声辅助加工刀柄上的刀具，包括铣刀、钻头和砂轮。

3.根据权利要求1所述的超声辅助加工负载振幅监测装置，其特征在于，所述超声辅助加工机构振动机构包括示波器。

4.根据权利要求1所述的超声辅助加工负载振幅测量装置，其特征在于，所述空载振幅检测机构包括激光位移传感器。

5.根据权利要求1所述的超声辅助加工负载振幅测量装置，其特征在于，所述超声振幅检测机构包括表面轮廓仪。

6.根据权利要求1～5任一项所述的超声辅助加工负载振幅测量装置，其特征在于，空载振幅检测机构检测到的空载振幅为A，超声振幅检测机构检测到的超声振幅为A’，衰减系数β＝A’/A。

7.一种超声辅助加工负载振幅测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将合金工件安装在三轴数控机床上，连接超声设备至切削位置；

步骤2、利用示波器将超声刀柄调节至共振状态，利用激光位移传感器测量空载振幅A；

步骤3、关闭超声电源，利用超声刀柄对合金工件进行加工，中途停止加工，保持刀具位置不变，开启超声电源，利用示波器将超声系统调节至共振状态，此时刀具将在主轴静止状态下撞击工件表面，随后将刀柄抬起，拆下工件；

步骤4、利用表面轮廓仪观测工件表面，测量刀柄振动时刀具撞击工件表面留下的凹坑深度，得出超声辅助加工时的超声振幅A’，并与空载振幅进行比较，得出衰减系数β＝A’/A。