[實(shí)用新型]一種具有提高徑向剛度能力的液壓式微量進(jìn)給裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820215006.0
• 申請(qǐng)日: 2008-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201309101Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹(shù)林;張兵;王貴成;劉遠(yuǎn)偉;陳興華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q5/26
• 分類號(hào): B23Q5/26
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，特指一種具有提高徑向剛度能力的液壓式微量進(jìn)給裝置，用于超精密加工機(jī)床中，可提高機(jī)床刀具的微量進(jìn)給的分辨率，實(shí)現(xiàn)超精密機(jī)床的超薄切削、高精度尺寸加工和在線誤差補(bǔ)償。

背景技術(shù)

微量位移驅(qū)動(dòng)器是一種能產(chǎn)生微米、亞微米級(jí)運(yùn)動(dòng)的裝置，它在精密加工、精密測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。微量位移驅(qū)動(dòng)器按其工作原理分類，有靜電、電磁、壓電、形狀記憶合金、熱和光驅(qū)動(dòng)、超導(dǎo)驅(qū)動(dòng)等類型。但在現(xiàn)有微量位移驅(qū)動(dòng)器中，有的輸出與輸入是非線性關(guān)系，有的微量位移驅(qū)動(dòng)器剛度較低，抗干擾能力較差，有的不能同時(shí)承受拉壓載荷。基于上述原因，各國(guó)都在致力于開(kāi)發(fā)新型高性能微量位移驅(qū)動(dòng)器。一種以高壓油為驅(qū)動(dòng)力，利用缸體在高壓油作用下發(fā)生的彈性變形來(lái)獲得微量位移的微量位移驅(qū)動(dòng)器便是其中一種具有發(fā)展前途的微量位移驅(qū)動(dòng)器。

液壓式微量進(jìn)給裝置的最基本的特征是采用薄壁圓柱缸體的薄壁受力變形，即當(dāng)薄壁圓柱缸體中通入高壓油，薄壁缸體在高壓油作用下發(fā)生微量彈性變形，利用此變形量來(lái)推動(dòng)刀具微量進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的精密與超精密加工。液壓式微量進(jìn)給裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出與輸入保持線性、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

但這種液壓式微量進(jìn)給裝置，在實(shí)際應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題是：

液壓式微量進(jìn)給裝置的徑向剛度不高。在已開(kāi)發(fā)的微量進(jìn)給裝置中，薄壁圓柱缸體的前端與基座內(nèi)孔是間隙配合。當(dāng)固在缸體前端的刀具受到切削力作用時(shí)，由于缸體的前端與基座內(nèi)孔是有間隙的，基座內(nèi)孔不能夠很好地起到徑向支承缸體前端作用，因此缸體前端的徑向剛度較小，這將直接影響到刀具微量進(jìn)給的穩(wěn)定性和可靠性。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，為了提高微量進(jìn)給裝置的徑向剛度，有些微量進(jìn)給裝置采用了柔性鉸鏈作為徑向支承來(lái)提高裝置的徑向剛度。柔性鉸鏈具有較高的位移分辨率和較高的導(dǎo)向精度，沒(méi)有機(jī)械摩擦和間隙，不需要潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。這種方法雖然能提高裝置的徑向剛度，但是當(dāng)行程較大時(shí)，必須增大鉸鏈的尺寸，使其有更大的懸臂長(zhǎng)度，以減小柔性鉸鏈的軸向抗力，這就必然導(dǎo)致柔性鉸鏈的尺寸增大，引起整個(gè)裝置的尺寸增大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種以十字片彈簧作為徑向支承的液壓式微量進(jìn)給裝置，解決原裝置在使用中受到切削力和外界干擾力作用情況下徑向剛度不容易保證的問(wèn)題，同時(shí)又可以使整個(gè)裝置的尺寸不會(huì)增大。

一種具有提高徑向剛度能力的液壓式微量進(jìn)給裝置，包括薄壁圓柱缸體、基座，其特征是在薄壁圓柱缸體前端凸臺(tái)安裝了一個(gè)十字片彈簧，十字片彈簧與薄壁圓柱缸體前端凸臺(tái)為過(guò)盈配合。這種結(jié)構(gòu)提高了微量進(jìn)給裝置的徑向剛度、降低了其制造和裝配的難度。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

十字片彈簧的內(nèi)徑孔徑為厚度為h，寬度為B，懸臂長(zhǎng)度為k，液壓式微量進(jìn)給裝置中的薄壁圓柱缸體前端圓柱體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，外徑為缸體前端圓柱體與片彈簧內(nèi)孔為小過(guò)盈量，并保證薄壁圓柱缸體前端法蘭與片彈簧的裝配間隙Δ。

本實(shí)用新型相關(guān)功能參數(shù)可在以下范圍內(nèi)選擇：

十字片彈簧的厚度h＝0.5～1.5mm

十字片彈簧的內(nèi)孔直徑

十字片彈簧的寬度B＝5～15mm

十字片彈簧的懸臂長(zhǎng)度k＝5～15mm

薄壁圓柱缸體前端凸臺(tái)(為圓柱體)的長(zhǎng)度L＝4～8mm

薄壁圓柱缸體前端法蘭面與片彈簧的裝配間隙Δ＝1～2mm

實(shí)現(xiàn)提高液壓式微量進(jìn)給裝置徑向剛度的作用過(guò)程為：

當(dāng)固定在薄壁圓柱缸體前端的刀具受到切削力作用或者外界干擾力作用時(shí)，十字片彈簧起到一個(gè)徑向支承作用，減小了刀具的徑向位移，使得整個(gè)裝置的徑向剛度大大地提高。另外，十字片彈簧的懸臂長(zhǎng)度較長(zhǎng)，軸向抗力很小，安裝上十字片彈簧不會(huì)影響整個(gè)裝置的輸出與輸入關(guān)系。

本實(shí)用新型與普通液壓式微量進(jìn)給裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)徑向剛度高，抗振性好。由于在液壓式微量進(jìn)給裝置的前端設(shè)置了徑向支承的十字片彈簧，大大地提高了這個(gè)系統(tǒng)的徑向剛度。理論分析和試驗(yàn)表明，采用本實(shí)用新型后，微量進(jìn)給裝置的徑向剛度與沒(méi)有徑向支承的相比，提高了3倍以上。故本實(shí)用新型能提高系統(tǒng)的抗振性，保證精密加工質(zhì)量。

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。只是在原來(lái)裝置的前端增設(shè)了一個(gè)作為徑向支承十字片彈簧，不改變裝置中其它零件結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的工作原理圖

圖2為薄壁圓柱缸體前端凸臺(tái)的局部放大示意圖

圖3為十字片彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖