超声加工和激光加工是近来较为常见的特种加工工艺。由于其具有较好的加工优势,故被广泛应用于航空航天,电子电路器件以及精密机械等行业。超声辅助激光加工是把两者的优势复合的工艺方法。其加工原理:在激光加工的同时超声振动信号激励加工物体作高频的微米级振动,即激光加工为主要加工,超声振动系统辅助加工,物体的高频振动能够加快激光烧蚀区域的空气流动,同时对加工的残渣起到振动抛出的效果,一方面提高了激光的利用率,另一方面降低了熔渣残留在加工表面形成重铸层。现在对超声辅助激光加工的研究还比较少,一些学者对其复合加工机理做了研究,目前对超声辅助激光加工装置的设计和制造还没有一套完整的方案。本文基于此,对超声辅助激光加工装置的设计制造作了以下几点研究:(1)总结超声辅助激光加工的国内外现状,提出对超声振动辅助系统设计的要求。要求设计的超声振动系统能够有助于激光加工,能激励试样做到加工的同时自身沿着纵向做微米级的高频振动,对于不同的加工条件,振动系统能够方便的做出参数调节和改变。(2)对超声振动系统进行有限元分析,分别研究了振板的厚度,换能器的个数,频率和布置方式对振板振动特性的影响。最后得出超声振动系统中各部分参数最优的选择。主要有,振板的尺寸为250mm×150mm×1.5mm,换能器采用3个频率28KHz的沿着振板中线均匀布置方式,用有限元分析超声振动系统可达到振幅3.89μm的高频振动。(3)设计制造了超声振动系统,具体选择了无极调频的超声发生器以及振动系统中包括箱体的加工,夹具的设计加工,整体装置的调试等。(4)对研制的超声振动系统测试,设计并搭建了用压电式加速度传感器测量振幅的装置,得出系统平均能达到振幅3.59μm的高频振动。把研制的超声振动系统与激光设备复合对氮化硅陶瓷切槽,得出试验结果,有超声辅助的槽更深,槽底的微观形貌要优于无超声辅助的情况。本文研究一种新型的复合加工技术,把超声振动引入激光加工,弥补了激光加工的不足,对难加工材料的切槽、打孔等工艺具有很高的应用价值,满足对材料加工质量更高的要求,并提供了专用的复合装置,实现更好的加工效果。