[发明专利]水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置

权利要求书

1.水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，该装置包括：支撑单元、X方向滑台、Y方向滑台、X方向超声振子、Y方向超声振子、XY方向正交架、高频超声振子、水位传感器、位移传感器、微控水箱、微铣刀、高速气浮主轴、主轴Z方向滑台、相机Z方向滑台、相机Y方向滑台和观测相机；所述X方向滑台和Y方向滑台从下到上依次设置在所述支撑单元的水平部件上，控制设置在所述Y方向滑台上的微控水箱在X方向和Y方向的运动；所述XY方向正交架和水位传感器设置在所述微控水箱内，所述位移传感器安装在所述XY方向正交架上；所述XY方向正交架的两端分别连接X方向超声振子和Y方向超声振子，所述XY方向正交架的上表面设有所述高频超声振子，待加工的微小工件设置在所述高频超声振子上方；在支撑单元的竖直部件上，靠近微控水箱方向设有主轴Z方向滑台，所述高速气浮主轴设置在所述主轴Z方向滑台的端面上，所述高速气浮主轴下设有微铣刀；在支撑单元的竖直部件上，远离微控水箱方向设有相机Z方向滑台，所述相机Z方向滑台的下端面上设有相机Y方向滑台，所述相机Y方向滑台的下端面安装观测相机，所述相机Z方向滑台和相机Y方向滑台控制所述观测相机在支撑单元的竖直部件的镂空空间内往复运动；工作时将微控水箱内水位调整至淹没加工区域的深度，打开高频超声振子，根据空化效果设置水位传感器的数值反馈给计算机，计算机自动调整水位的高低；打开X方向超声振子和Y方向超声振子，位移传感器将测得XY方向正交架的振动位移反馈给计算机，计算机自动调整X方向超声振子和Y方向超声振子超声波发生器电流；计算机根据设计图纸控制电机移动X方向滑台、主轴Z方向滑台、Y方向滑台进行切削加工；相机Z方向滑台与主轴Z方向滑台由计算机并联控制，实现Z向同步位移；相机Y方向滑台由计算机控制调焦，实现对微铣刀和微小工件的在线观测；所述X方向超声振子和Y方向超声振子的振动频率小于高频超声振子的振动频率，且所述高频超声振子、X方向超声振子和Y方向超声振子做防水绝缘处理。

2.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述X方向滑台通过XY滑台垫板安装在所述支撑单元的水平部件上。

3.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述微控水箱通过超声振子座压板和超声振子座底板安装在所述Y方向滑台的上表面。

4.根据权利要求1或3所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述微控水箱上设有进水口和出水口。

5.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述X方向超声振子和Y方向超声振子的轴肩分别通过各自的超声振子压盖压紧在各自的超声振子座内阶梯孔上，由此固定在所述微控水箱内。

6.根据权利要求2所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述支撑单元的水平部件固定在支撑单元的竖直部件上，所述XY滑台垫板安装在支撑单元的水平部件上，所述主轴Z滑台垫板与相机Z滑台垫板安装在支撑单元的竖直部件两侧，皆通过安装柱装配。

7.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述相机Z方向滑台的侧端面与相机滑台L连接板的侧端面连接，所述相机滑台L连接板的下端面与相机Y方向滑台的上端面连接。

8.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述观测相机通过相机垫板与所述相机Y方向滑台的下端面连接。

9.根据权利要求1所述的水表层空化泡环境高低频复合超声振动微铣削装置，其特征在于，所述微控水箱为透明材质构成。