El mecanizado asistido por vibración en dos dimensiones (VAM) es una técnica utilizada para mejorar el rendimiento de corte de los procesos de mecanizado al reducir las fuerzas de corte y la temperatura, extender la vida útil de la herramienta y mejorar la calidad de la superficie. Entre los dispositivos vibratorios en 2D desarrollados para VAM, algunas limitaciones afectan la estabilidad del proceso. Este artículo tiene como objetivo presentar un dispositivo vibratorio en 2D que se aplicará durante el proceso de fresado con una estructura de configuración que supera las limitaciones de los otros dispositivos desarrollados. El dispositivo opera a alta frecuencia de vibración, previene el problema del efecto de acoplamiento, proporciona un movimiento de vibración preciso y es fácilmente fabricable, ensamblable, instalable y mantenible. Se aplicó análisis de elementos finitos (FEA) para verificar y modificar el diseño propuesto. Los componentes del diseño final fueron fabricados y se evaluó la vibración generada en cada dirección. Se presentó un sistema de control detallado para mantener la estabilidad de la vibración aplicada. Finalmente, se realizaron experimentos de fresado de ranuras para validar y probar el rendimiento del dispositivo. Los resultados de los experimentos de corte mostraron algunos beneficios de aplicar la vibración ultrasónica y validaron que el dispositivo vibratorio en 2D está funcionando correctamente.