CN117283065A - 超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声振动辅助加工技术领域，尤其是提供了一种超声振动辅助电化学放电‑磨削一体化加工方法和装置。该方法包括在加工的过程中，工具电极与微通道的加工间隙发生电化学反应形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，产生的凹坑将被工具电极外镀的金刚石磨粒旋转磨削去除，在电化学放电上，提高了电化学放电能量与磨削静态匹配的精确度，在超声振动辅助的作用下，通过细化电化学产生的氢气膜降低了临界击穿电压值，从而减小了单次放电能量，降低了加工材料出现损伤的问题，提高了加工精度和加工质量；在对凹坑的磨削上，超声振动下可以实现更细小单元的材料去除，降低了切削力。
Description
技术领域
本发明涉及超声振动辅助加工技术领域，尤其涉及一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法和装置，用于对具有微通道结构的材料进行加工，如陶瓷材料。
背景技术
陶瓷材料具有高硬度、高耐热性、高耐磨性和低摩擦系数以及优异的耐腐蚀性、绝缘性等特性，使其在现代工业中被广泛应用于电子、光学、航空航天等领域。然而，由于陶瓷材料的硬脆性，目前，由于对陶瓷材料的加工技术或方法存在不足，在陶瓷材料的加工过程中仍存在一定的限制和挑战，难以完成对其高精度、高质量、低成本加工。
现有加工陶瓷材料的方法主要有传统切削加工、激光加工、电化学放电磨削一体化加工等。传统切削加工在切削的过程中需要较高的切削力和切削温度，容易导致刀具磨损和表面质量不理想；激光加工中所需的设备成本高、加工速度较慢，同时对于某些特殊陶瓷材料进行加工时，会出现裂纹和应力问题；电化学放电磨削一体化加工本身是一种低成本的加工方法，然而现有的电化学放电磨削一体化技术未对磨削层高度进行深入研究，电化学放电能量与磨削并不匹配，导致陶瓷材料因磨削层过大而出现崩边和裂纹或者磨削层过低而出现残余热影响区凹坑，使表面加工精度和加工质量不能达到最佳效果。
微通道作为陶瓷材料的一种典型结构，针对陶瓷微槽的磨削加工方法需要满足一些复杂形状的加工需求，如具有尖角、曲线、倒角、锯齿等特殊形状的微槽，对目前的加工方法也提出了挑战。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法和装置，用以在超声振动辅助的作用下，提高电化学放电能量与磨削静态匹配的精确度，降低加工材料出现损伤的问题，提高加工精度、加工质量以及降低切削力，并提高工程应用价值。
第一方面，本发明提供了一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将测试工件水平固定于电解液槽的工件夹具中，保持电解液槽中电解液完全浸没测试工件，浸没的高度大于或等于1.5mm；
步骤二、在步骤一完成浸没操作后，将石墨板紧贴在电解液槽的侧边，并通过霍尔电流传感器与高频脉冲电源的正极连通，连通后将石墨板作为辅助阳极；将高频脉冲电源的阴极与筒夹夹持的工具电极连通，连通后将工具电极作为放电阴极；
步骤三、由步骤二连通辅助阳极和放电阴极后，打开超声电源开关，设置超声波振幅以及超声振动频率；打开高频脉冲电源，设置脉冲电压、脉冲频率和占空比；
步骤四、在步骤三检测到超声波振动发生和设置完成高频脉冲电源的数据后，在控制端通过二维制图窗口画出测试工件的微通道截面图，并设置加工数据，控制端根据加工数据生成加工路径；
步骤五、由步骤四生成测试工件微通道的加工路径后，控制端根据加工路径进行加工，供液泵通过水管获取电解液箱中的电解液，并将电解液注入主轴夹具夹持的超声波电主轴中，以向工具电极供液；工具电极内部六孔喷液，并根据步骤四中的加工路径对测试工件7的微通道进行多次不同深度的加工，工具电极8与微通道的加工间隙发生电化学反应生成氢气泡，形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，形成凹坑；
步骤六、在步骤五中形成凹坑后，控制端控制Z轴方向进给装置、X轴方向进给装置或Y轴方向进给装置进行Z向、X向、或Y向进给，超声波电主轴带动工具电极旋转振动，将步骤五中形成的凹坑磨削去除；
步骤七、在步骤六中完成X向加工后，关闭超声电源和高频脉冲电源，停止供液泵对工具电极的供液，超声波电主轴停止旋转，X轴方向进给装置、Y轴方向进给装置和Z轴方向进给装置停止进给。
可选地，所述电解液为磷酸二氢钾溶液。
可选地，所述步骤三中的超声波振幅的范围为1.5um至5um；超声波频率为25khz；脉冲电压的范围为27V至37V；脉冲频率为5khz；占空比的范围为50％至80％。
可选地，步骤四中的加工数据包括加工深度、超声波电主轴的转速以及Z轴方向进给装置、X轴方向进给装置和Y轴方向进给装置的进给速度。
可选地，步骤六中的工具电极旋转的速率范围为3um/s至7um/s。
可选地，所述工具电极为中空管电极，内部为六孔结构，其外表面镀设有具体高度的金刚石磨粒，金刚石磨粒在工具电极的外表面形成金刚砂镀层，其中，金刚石磨粒的粒度为200#。
可选地，所述金刚石磨粒的高度H计算公式为：
H＝1.5(h+δ气膜+δ电解液层)，
其中，h为电化学软化区深度，δ气膜为氢气膜的厚度，δ电解液层为电解液层的厚度。
第二方面，本发明提供了一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工装置，所述装置应用于第一方面或第一方面任一可能的实现方式中的方法，所述装置包括：
实验平台，超声电源，石墨板，电解液槽，电解液，工件夹具，测试工件，工具电极，筒夹，霍尔电流传感器，主轴夹具，超声波电主轴，供液泵，水管，电解液箱，Z轴方向进给装置，X轴方向进给装置，Y轴方向进给装置，高频脉冲电源，金刚砂镀层；
实验平台的一侧固定设置有超声电源，石墨板固定在电解液槽一侧，并通过霍尔电流传感器与高频脉冲电源的正极相连；工具电极通过筒夹夹持在超声波电主轴的前端，并与高频脉冲电源的阴极相连；X轴方向进给装置上设置有调平装置，调平装置与电解液槽固定连接，X轴方向进给装置和Y轴方向进给装置的滑轨固定于实验平台的水平底座上，Z轴方向进给装置的滑轨采用双立柱龙门结构支撑；测试工件由固定在电解液槽中的工件夹具水平固定，测试工件水平面完全浸没于电解液中；超声波电主轴由主轴夹具夹持固定安装在Z轴方向进给装置上，且超声波电主轴后端的一接口与超声电源相连，超声波电主轴后端的另一接口为供液口；超声波电主轴的供液口与水管的一端相连，水管的另一端放置于电解液箱内部，供液泵固定安装在超声波电主轴的上部，供液泵将电解液箱中的电解液通过水管注入到超声波电主轴内部，并通过工具电极喷出电解液。
可选地，所述超声电源通过显示模块显示超声波振幅和超声波振动频率，通过按键模块对超声波振幅和超声波振动频率进行调节。
本发明提供的技术方案中，在加工的过程中，工具电极与微通道的加工间隙发生电化学反应形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，产生的热影响区凹坑将被工具电极外镀的金刚石磨粒旋转磨削去除，在电化学放电上，提高了电化学放电能量与磨削静态匹配的精确度，在超声振动辅助的作用下，通过细化电化学产生的氢气膜降低了临界击穿电压值，从而减小了单次放电能量，降低了加工材料出现损伤的问题，提高了加工精度和加工质量；在对凹坑的磨削上，超声振动下可以实现更细小单元的材料去除，降低了切削力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的超声电源闭环控制的流程图；
图3为本发明实施例提供的超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的金刚砂镀层的示意图。
图中：1为实验平台，2为超声电源，3为石墨板，4为电解液槽，5为电解液，6为工件夹具，7为测试工件，8为工具电极，9为筒夹，10为霍尔电流传感器，11为主轴夹具，12为超声波电主轴，13为供液泵，14为水管，15为电解液箱，16为Z轴方向进给装置，17为X轴方向进给装置，18为Y轴方向进给装置，19为高频脉冲电源，20为金刚砂镀层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
图1为本发明实施例提供的超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工装置的结构图，如图1所示，该装置包括：
实验平台1，超声电源2，石墨板3，电解液槽4，电解液5，工件夹具6，测试工件7，工具电极8，筒夹9，霍尔电流传感器10，主轴夹具11，超声波电主轴12，供液泵13，水管14，电解液箱15，Z轴方向进给装置16，X轴方向进给装置17，Y轴方向进给装置18，高频脉冲电源19，金刚砂镀层20。
实验平台1的一侧固定设置有超声电源2，石墨板3固定在电解液槽4一侧，并通过霍尔电流传感器10与高频脉冲电源19的正极相连；工具电极8通过筒夹9夹持在超声波电主轴12的前端，并与高频脉冲电源19的阴极相连；X轴方向进给装置17上设置有调平装置，调平装置与电解液槽4固定连接，X轴方向进给装置17和Y轴方向进给装置18的滑轨固定于实验平台1的水平底座上，Z轴方向进给装置16的滑轨采用双立柱龙门结构支撑；测试工件7由固定在电解液槽4中的工件夹具6水平固定，测试工件7水平面完全浸没于电解液5中；超声波电主轴12由主轴夹具11夹持固定安装在Z轴方向进给装置16上，且超声波电主轴12后端的一接口与超声电源2相连，超声波电主轴12后端的另一接口为供液口；超声波电主轴12的供液口与水管14的一端相连，水管14的另一端放置于电解液箱15内部，供液泵13固定安装在超声波电主轴12的上部，供液泵13将电解液箱15中的电解液通过水管14注入到超声波电主轴12内部，并通过工具电极8喷出电解液。
本发明实施例中，测试工件7为具有微通道结构的工件，例如，具有微通道结构的工件为陶瓷；筒夹9包括弹簧筒夹；超声波电主轴12的内部结构为中空结构，用于给工具电极8输送电解液。
超声电源2通过显示模块显示超声波振幅和超声波振动频率，通过按键模块对超声波振幅和超声波振动频率进行调节。
图2为本发明实施例提供的超声电源闭环控制的流程图，如图2所示，整体为闭环控制，超声波电源可检测加工过程中电流和相位变化，实现阻抗匹配,确保加工在最大功率输出的工作状态，从而提升能源效益。由于工具电极8在加工过程中，阻抗实时变化，通过检测超声波电主轴12内部超声换能器的相位和电流，实现阻抗匹配，通过单片机控制器将处理后的信号传递给驱动电路进而驱动半桥逆变电路，将直流电变成交流电，进而输送至高频变压器反馈给超声换能器，维持超声波振幅的动态平衡。
图3为本发明实施例提供的超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤一、将测试工件7水平固定于电解液槽4的工件夹具6中，保持电解液槽4中电解液5完全浸没测试工件7，浸没的高度大于或等于1.5mm。
步骤二、在步骤一完成浸没操作后，将石墨板3紧贴在电解液槽4的侧边，并通过霍尔电流传感器10与高频脉冲电源19的正极连通，连通后将石墨板3作为辅助阳极；将高频脉冲电源19的阴极与筒夹9夹持的工具电极8连通，连通后将工具电极8作为放电阴极。
本发明实施例中，通过霍尔电流传感器10实时检测脉冲电流和电压的波形。
步骤三、由步骤二连通辅助阳极和放电阴极后，打开超声电源2开关，设置超声波振幅以及超声振动频率；打开高频脉冲电源19，设置脉冲电压、脉冲频率和占空比。
步骤四、在步骤三检测到超声波振动发生和设置完成高频脉冲电源的数据后，在控制端通过二维制图窗口画出测试工件7的微通道截面图，并设置加工数据，控制端根据加工数据生成加工路径。
本发明实施例中，超声波电主轴12带动工具电极8移动至测试工件7的一侧，再将工具电极8移动到电解液液面下，此时工具电极8并不与工件7表面发生接触，超声波电主轴12带动工具电极8向测试工件7靠近进行对刀。
本发明实施例中，控制端包括但不限于手机、平板电脑、便携式PC、台式机等。
步骤五、由步骤四生成测试工件7微通道的加工路径后，控制端根据加工路径进行加工，供液泵13通过水管14获取电解液箱15中的电解液，并将电解液注入主轴夹具11夹持的超声波电主轴12中，以向工具电极8供液；工具电极8内部六孔喷液，并根据步骤四中的加工路径对测试工件7的微通道进行多次不同深度的加工，工具电极8与微通道的加工间隙发生电化学反应生成氢气泡，形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，形成凹坑。
本发明实施例中，输入进入加工操作为实验操作者点击电脑中“开始加工”图标的操作。
本发明实施例中，放电高温蚀除过程发生在工具电极8端面与微通道加工面之间，工具电极8的外表面镀有金刚石磨粒层，会产生微弱的二次放电效应。
本发明实施例中，超声波振动可拖拽生成的氢气泡，使其变成小氢气泡，进而细化氢气膜，使膜两侧的临界脉冲击穿电压值降低，提高加工精度，节约能源。
步骤六、在步骤五中形成凹坑后，控制端控制Z轴方向进给装置16、X轴方向进给装置17或Y轴方向进给装置18进行Z向、X向、或Y向进给，超声波电主轴12带动工具电极8旋转振动，将步骤五中形成的凹坑磨削去除。
本发明实施例中，超声波振动的引入可以增大材料脆塑性转变临界切深，进而扩大在磨削加工中材料的塑性去除域，因而材料塑性去除占比提高，应力降低且应力集中现象减少，加工过程中的脆性破坏也得以减少，对工具电极的磨损也大幅度降低。
步骤七、在步骤六中完成X向加工后，关闭超声电源2和高频脉冲电源19，停止供液泵13对工具电极8的供液，超声波电主轴12停止旋转，X轴方向进给装置17、Y轴方向进给装置18和Z轴方向进给装置16停止进给。
本发明实施例中，电解液为磷酸二氢钾溶液。
本发明实施例中，步骤三中的超声波振幅的范围为1.5um至5um；超声波频率为25khz；脉冲电压的范围为27V至37V；脉冲频率为5khz；占空比的范围为50％至80％。
本发明实施例中，步骤四中的加工数据包括加工深度、超声波电主轴12的转速以及Z轴方向进给装置16、X轴方向进给装置17和Y轴方向进给装置18的进给速度。
本发明实施例中，工具电极8为中空管电极，内部为六孔结构，其外表面镀设有具体高度的金刚石磨粒。
本发明实施例中，工具电极8通过六孔中心喷液，减小其孔径，可以避免单孔以及其他孔径过大的孔中心无法放电，端面放电而出现的残余中心柱现象。
图4为本发明实施例提供的金刚砂镀层的示意图，如图4所示，金刚石磨粒在工具电极8的外表面形成金刚砂镀层20，其中，金刚石磨粒的粒度为200#。
本发明实施例中，金刚石磨粒的高度H计算公式为：
H＝1.5(h+δ气膜+δ电解液层)，
其中，h为电化学软化区深度，δ气膜为氢气膜的厚度，δ电解液层为电解液层的厚度。
本发明提供的技术方案中，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明实施例中，磨削和放电能量匹配机制更加完善，精确了金刚石磨粒的高度，防止了因金刚石磨粒的高度过高而超出放电软化区的深度，减少了材料直接磨削去除，易出现崩边、裂纹等损伤的情况，并且降低了工具电极的磨损程度；同时也防止了因金刚石磨粒的高度过低而低于放电软化区的深度，避免出现材料的热影响区域凹坑未完全去除，使表面加工精度和加工质量无法达到最佳效果的问题。
在微通道的电化学放电磨削加工的方法上，复合了超声波振动，将超声振动作为辅助方式引入电化学放电磨削加工工艺中具有多重优化效果。对流场分布而言，超声振动下的泵吸作用及涡流作用可以增强流场扰动，从而促进电解液的循环供给及加工产物的排出；对气膜形态及放电而言，超声振动作用下气泡脱离工具电极的临界直径减小进而气膜厚度降低，同时气膜形态随电极振动呈周期性变化促使电化学放电位置分布均匀化，实现更为完整的材料软化作用；对磨削过程而言，超声振动下可以实现更细小单元的材料去除，且切削力得到降低。
与现有的电化学放电磨削装置相比，本发明的加工装置实现了实时异常检测和闭环控制。对于不稳定的高频脉冲电源而言，其电源和电压的波形通过霍尔传感器实时检测，可及时发现加工异常处并及时停止实验防止意外发生；其次，专用设计的一体化超声电源可根据管电极在加工过程中阻抗的变化，实现阻抗匹配，检测加工时的相位和电流，实时调整超声波振幅的大小，使加工的稳定性提升。
本发明提供的技术方案中，在加工的过程中，工具电极与微通道的加工间隙发生电化学反应形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，产生的热影响区凹坑将被工具电极外镀的金刚石磨粒旋转磨削去除，在电化学放电上，提高了电化学放电能量与磨削静态匹配的精确度，在超声振动辅助的作用下，通过细化电化学产生的氢气膜降低了临界击穿电压值，从而减小了单次放电能量，降低了加工材料出现损伤的问题，提高了加工精度和加工质量；在对凹坑的磨削上，超声振动下可以实现更细小单元的材料去除，降低了切削力。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将测试工件(7)水平固定于电解液槽(4)的工件夹具(6)中，保持电解液槽(4)中电解液(5)完全浸没测试工件(7)，浸没的高度大于或等于1.5mm；
步骤二、在步骤一完成浸没操作后，将石墨板(3)紧贴在电解液槽(4)的侧边，并通过霍尔电流传感器(10)与高频脉冲电源(19)的正极连通，连通后将石墨板(3)作为辅助阳极；将高频脉冲电源(19)的阴极与筒夹(9)夹持的工具电极(8)连通，连通后将工具电极(8)作为放电阴极；
步骤三、由步骤二连通辅助阳极和放电阴极后，打开超声电源(2)开关，设置超声波振幅以及超声振动频率；打开高频脉冲电源(19)，设置脉冲电压、脉冲频率和占空比；
步骤四、在步骤三检测到超声波振动发生和设置完成高频脉冲电源的数据后，在控制端通过二维制图窗口画出测试工件(7)的微通道截面图，并设置加工数据，控制端根据加工数据生成加工路径；
步骤五、由步骤四生成测试工件7微通道的加工路径后，控制端根据加工路径进行加工，供液泵(13)通过水管(14)获取电解液箱(15)中的电解液，并将电解液注入主轴夹具(11)夹持的超声波电主轴(12)中，以向工具电极(8)供液；工具电极(8)内部六孔喷液，并根据步骤四中的加工路径对测试工件(7)的微通道进行多次不同深度的加工，工具电极(8)与微通道的加工间隙发生电化学反应生成氢气泡，形成氢气膜，当氢气膜两边达到临界脉冲击穿电压时，发生放电效应将微通道的槽面高温蚀除，形成凹坑；
步骤六、在步骤五中形成凹坑后，控制端控制Z轴方向进给装置(16)、X轴方向进给装置(17)或Y轴方向进给装置(18)进行Z向、X向、或Y向进给，超声波电主轴(12)带动工具电极(8)旋转振动，将步骤五中形成的凹坑磨削去除；
步骤七、在步骤六中完成X向加工后，关闭超声电源(2)和高频脉冲电源(19)，停止供液泵(13)对工具电极(8)的供液，超声波电主轴(12)停止旋转，X轴方向进给装置(17)、Y轴方向进给装置(18)和Z轴方向进给装置(16)停止进给。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液为磷酸二氢钾溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中的超声波振幅的范围为1.5um至5um；超声波频率为25khz；脉冲电压的范围为27V至37V；脉冲频率为5khz；占空比的范围为50％至80％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中的加工数据包括加工深度、超声波电主轴(12)的转速以及Z轴方向进给装置(16)、X轴方向进给装置(17)和Y轴方向进给装置(18)的进给速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤六中的工具电极(8)旋转的速率范围为3um/s至7um/s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工具电极(8)为中空管电极，内部为六孔结构，其外表面镀设有具体高度的金刚石磨粒，金刚石磨粒在工具电极(8)的外表面形成金刚砂镀层(20)，其中，金刚石磨粒的粒度为200#。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金刚石磨粒的高度H计算公式为：
H＝1.5(h+δ气膜+δ电解液层)，
其中，h为电化学软化区深度，δ气膜为氢气膜的厚度，δ电解液层为电解液层的厚度。
8.一种超声振动辅助电化学放电-磨削一体化加工装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求1至7任一项所述的方法，所述装置包括：
实验平台(1)，超声电源(2)，石墨板(3)，电解液槽(4)，电解液(5)，工件夹具(6)，测试工件(7)，工具电极(8)，筒夹(9)，霍尔电流传感器(10)，主轴夹具(11)，超声波电主轴(12)，供液泵(13)，水管(14)，电解液箱(15)，Z轴方向进给装置(16)，X轴方向进给装置(17)，Y轴方向进给装置(18)，高频脉冲电源(19)，金刚砂镀层(20)；
实验平台(1)的一侧固定设置有超声电源(2)，石墨板(3)固定在电解液槽(4)一侧，并通过霍尔电流传感器(10)与高频脉冲电源(19)的正极相连；工具电极(8)通过筒夹(9)夹持在超声波电主轴(12)的前端，并与高频脉冲电源(19)的阴极相连；X轴方向进给装置(17)上设置有调平装置，调平装置与电解液槽(4)固定连接，X轴方向进给装置(17)和Y轴方向进给装置(18)的滑轨固定于实验平台(1)的水平底座上，Z轴方向进给装置(16)的滑轨采用双立柱龙门结构支撑；测试工件(7)由固定在电解液槽(4)中的工件夹具(6)水平固定，测试工件(7)水平面完全浸没于电解液(5)中；超声波电主轴(12)由主轴夹具(11)夹持固定安装在Z轴方向进给装置(16)上，且超声波电主轴(12)后端的一接口与超声电源(2)相连，超声波电主轴(12)后端的另一接口为供液口；超声波电主轴(12)的供液口与水管(14)的一端相连，水管(14)的另一端放置于电解液箱(15)内部，供液泵(13)固定安装在超声波电主轴(12)的上部，供液泵(13)将电解液箱(15)中的电解液通过水管(14)注入到超声波电主轴(12)内部，并通过工具电极(8)喷出电解液。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述超声电源(2)通过显示模块显示超声波振幅和超声波振动频率，通过按键模块对超声波振幅和超声波振动频率进行调节。
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