[发明专利]一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置及方法

权利要求书

1.一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，包括设置在机床主轴上的安装座、设置在所述安装座上的用于对工件进行电加工的电加工机构以及用于辅助电加工的超声波辅助机构；所述机床主轴与安装座保持相对静止的位置关系，其特征在于；

所述超声波辅助机构包括设置在所述安装座上的安装架、固定在所述安装架下端的聚焦超声振子以及用于驱动所述安装架在安装座上在竖直方向做往复运动的往复驱动机构；

所述电加工机构包括设置在机床加工平台上用于存放加工介质的加工液槽、设置在加工液槽中用于夹紧工件的夹具以及用于加工工件的电极；其中，所述电极与所述聚焦超声振子同轴设置，该电极穿过所述聚焦超声振子并竖直向下延伸；所述安装座与所述电极之间设有夹持杆，该夹持杆的一端与所述安装座固定连接，另一端与所述电极的上端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述往复驱动机构包括设置在所述安装座上的音圈电机，所述音圈电机的执行端与所述安装架之间设有水平连接板，所述水平连接板的上端与所述音圈电机的执行端连接，下端与所述安装架的上端连接。

3.根据权利要求2所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述安装座上设有用于引导所述安装架沿着竖直方向运动的导向组件，其中，所述导向组件包括竖直设置在所述安装座上的导轨以及固定连接在所述水平连接板上且与所述导轨滑动配合的滑块。

4.根据权利要求2或3所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述安装架为圆柱形结构，其内部具有内腔，该安装架包括位于上端的法兰部、位于中部的连接部以及位于下端的安装部，其中，所述法兰部安装在所述水平连接板上，所述安装部设有用于安装所述聚焦超声振子的安装槽。

5.根据权利要求4所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述连接部设有用于避让所述夹持杆的避让槽，该避让槽竖直向下延伸且与所述内腔连通，所述避让槽为多个，多个避让槽沿着圆周方向均匀分布，所述夹持杆位于其中一个避让槽中。

6.根据权利要求4所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述安装部下端设有将所述聚焦超声振子固定在安装槽上的固定组件，该固定组件包括设置在安装部下端的挡片以及将所述挡片固定在安装部上的固定螺栓。

7.根据权利要求1或6所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述电极的上端与夹持杆通过可拆卸结构固定连接，其中，所述可拆卸结构包括设置在夹持杆端部的安装孔以及压紧螺栓，其中，所述电极的上端滑动连接在所述安装孔中，所述压紧螺栓将所述电极固定在所述安装孔中。

8.根据权利要求1所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，其特征在于，所述聚焦超声振子的底部为弧形面，该弧形面竖直向上凸出；所述聚焦超声振子的中部设有用于避让所述电极的避让孔。

9.一种高度定域聚焦超声波辅助电加工方法，其特征在于，该方法应用于上述权利要求1-8任一项所述的高度定域聚焦超声波辅助电加工装置，包括以下步骤：

(1)将工件通过夹具安装在加工液槽中；

(2)机床驱动电极在Z轴方向上运动，驱动工件在水平面上沿着X轴与Y轴方向上运动，使得电极与工件运动至加工位置，然后电极对工件开始进行电加工；

(3)往复驱动机构驱动聚焦超声振子沿着所述电极的轴线方向进行往复低频运动。

10.根据权利要求9所述的一种高度定域聚焦超声波辅助电加工方法，其特征在于，上述电加工中，在设定频率下，交替控制聚焦超声振子的电源与电极的电源通断。