[发明专利]激光辅助在线测量三维椭圆超声振动辅助微细加工平台

摘要

本发明属于特种加工技术中的超声振动辅助加工技术领域，公开了激光辅助在线测量三维椭圆超声振动辅助微细加工平台；所述微细加工平台包括包括沿进给方向超声振动系统、沿侧吃刀量方向超声振动系统、沿竖直方向超声振动系统和激光位移传感器测量系统；三个超声振动空间中呈相互垂直分布。该发明无需对机床主轴进行任何的改动，在普通的机床上，根据实际需要耦合出不同的椭圆振动轨迹，实现待加工工件的一、二和三维超声振动辅助加工，解决多维椭圆振动过程中不同方向上振动位移之间相互干涉的问题，增加激光位移传感器的振幅和频率，便于对超声振动系统振动参数的调节，实现在普通机床上对难加工材料高效率、高精度的三维椭圆超声振动辅助加工。

主权项

1.一种激光辅助在线测量三维椭圆超声振动辅助微细加工平台，其特征在于，包括沿进给方向超声振动系统、沿侧吃刀量方向超声振动系统、沿竖直方向超声振动系统和激光位移传感器测量系统；所述沿侧吃刀量方向超声波振动系统布置于沿进给方向超声波振动系统上方，所述沿进给方向超声波振动系统布置于沿竖直方向超声波振动系统上方，所述三个超声振动系统在空间中呈相互垂直分布；其中沿侧吃刀量方向超声振动系统包括换能器A(1)、变幅杆A(2)；长支撑板(3)、上谐振块(4)、待加工工件(5)、紧固螺钉(6)；沿进给方向超声波振动系统包括换能器B(7)、变幅杆B(8)、短支撑板(9)、下谐振块(10)、直线导轨A(13)、直线导轨B(14)；沿竖直方向超声波振动系统包括换能器C(11)、变幅杆C(12)；换能器A(1)和变幅杆A(2)组成的超声振子A在变幅杆A(2)节点位置通过长支撑板(3)固定在直角形底板(28)上；换能器B(7)和变幅杆B(8)组成的超声振子B在变幅杆B(8)节点位置通过短支撑板(9)固定在直角形底板(28)上；换能器C(11)和变幅杆C(12)组成的超声振子C通过变幅杆C(12)上的法兰固定在直角形底板(28)上；超声振子A与超声振子B在水平面内呈垂直布置，超声振子C与超声振子A和超声振子B组成的平面相垂直，三组超声振子的结构和性能完全相同；/n所述上谐振块(4)的固定端与变幅杆A(2)、变幅杆A(2)与换能器A(1)之间分别通过双头螺柱连接，两个双头螺柱的中心轴共线；所述下谐振块的固定端(10)与变幅杆B(8)、变幅杆B(8)与换能器B(7)之间分别通过双头螺柱连接，两个双头螺柱的中心轴共线；所述下谐振块(10)的末端下侧面通过直线导轨B(14)安装在变幅杆C(12)端面上，直线导轨B(14)的导轨方向与下谐振块(10)振动方向一致；所述上谐振块(4)和下谐振块(10)通过直线导轨A(13)相连接，直线导轨A(13)固定于下谐振块(10)的末端与直线导轨B(14)相对的上侧面，直线导轨A(13)的导轨方向与上谐振块(4)振动方向一致；所述待加工工件(5)通过螺纹连接直接固定于上谐振块的末端；超声振子A与超声振子B通过导线与双输出协调相位超声波发生器A(26)相连接，超声振子C通过导线与超声波发生器B(27)相连接；/n所述激光位移传感器测量系统包括激光位移传感器A(19)、激光位移传感器B(24)和支座结构；激光位移传感器A(19)、激光位移传感器B(24)分别通过支座结构固定在直角形底板(28)上。/n