1.一种多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,包括工件二维超声振动系统和刀具旋转超声振动系统;
所述工件二维超声振动系统包括多孔超声变幅器、第一超声电源、两个超声变幅杆和两个超声换能器,所述多孔超声变幅器的两侧分别依次连接所述超声变幅杆和超声换能器,两个所述超声换能器均与所述第一超声电源连接,所述多孔超声变幅器顶部设有用于固定两个待加工工件的加工工位,所述多孔超声变幅器可将双向输入的水平超声振动转变为竖直超声振动,并负载两个待加工工件在竖直平面内同步实现椭圆轨迹超声振动;
所述刀具旋转超声振动系统包括旋转超声振动刀柄和第二超声电源,所述旋转超声振动刀柄上固定有切削刀具,所述第二超声电源和所述旋转超声振动刀柄连接并提供高频电信号,所述旋转超声振动刀柄用于与数控机床主轴相连接,所述切削刀具与所述待加工工件垂直设置,用于对所述待加工工件进行加工,采用刀具旋转超声振动系统对椭圆超声振动工件表面进行切削加工,即形成多维超声振动辅助切削加工过程。
2.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述多孔超声变幅器、超声变幅杆和超声换能器均水平放置,两个所述超声变幅杆和超声换能器的结构和性能完全相同,所述第一超声电源同步输出两个频率相同且振动相位差连续可调的超声波信号,经两个所述超声换能器转换为相应的高频振动后,与多孔超声变幅器一起实现竖直平面内椭圆二维超声振动模态输出,并可通过对相位差的调节实现对椭圆振动模态的精确控制。
3.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述旋转超声振动刀柄的变幅杆通过在设置或不设置螺旋槽来分别实现切削刀具的纵扭超声振动或单一轴向超声振动。
4.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述超声变幅杆为阶梯型超声变幅杆,所述超声变幅杆上设有法兰。
5.如权利要求4所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述法兰安装于法兰支撑座上。
6.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述多孔超声变幅器和所述超声变幅杆之间通过双头螺栓连接。
7.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述超声换能器和所述超声变幅杆之间通过双头螺栓连接。
8.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述待加工工件与多孔超声变幅器之间通过石蜡粘贴固定或螺栓连接固定。
9.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述多孔超声变幅器的主体为沿高度方向中部突出的上下对称凸台结构,上表面和下底面的四条边与中部凸台间分别通过4个圆弧面过渡,上凸台的上表面和下凸台的下表面上分别沿z方向均匀分布多个具有相同直径且上、下对称分布的螺纹盲孔,可实现工件的灵活装夹;多孔超声变幅器通过整体结构特性实现输入水平超声振动与输出竖直平面内椭圆二维超声振动的转换。
10.如权利要求1所述的多维超声振动辅助切削加工装置,其特征在于,所述的切削刀具包括铣削刀具或磨削金刚石磨头。