[發(fā)明專(zhuān)利]一種超精密飛切加工機(jī)床的壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310282090.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103481106A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張飛虎;張超;張勇;張強(qiáng);梁迎春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q5/38
• 分類(lèi)號(hào): B23Q5/38;B23Q5/56
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置，具體涉及一種超精密飛切加工機(jī)床的壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置。?

背景技術(shù)

在激光核聚變及強(qiáng)激光武器等技術(shù)需求的牽引下，許多國(guó)家先后建造了多臺(tái)大型激光裝置，需要采用大量的光學(xué)零件，KDP即磷酸二氫鉀晶體因具有較高的非線性和激光損傷閾值，被廣泛的應(yīng)用于激光和非線性光學(xué)領(lǐng)域。KDP晶體光學(xué)零件要求具有高精度的面形質(zhì)量和良好的表面粗糙度，但KDP晶體具有質(zhì)軟、易碎等不利于光學(xué)加工的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的磨削和拋光方法不適于加工KDP晶體，必須采用超精密加工技術(shù)加工KDP晶體，KDP晶體的加工必須采用專(zhuān)用的KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床。而高精度微量進(jìn)給裝置是此種機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵性裝置。目前KDP晶體加工工藝中要求機(jī)床具有小于2μm的切削深度，而現(xiàn)有的KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床的刀架采用絲桿螺母的微進(jìn)給方案實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，其進(jìn)給分辨率最高僅為10μm，遠(yuǎn)未達(dá)到加工工藝要求，且其調(diào)節(jié)不便，不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給量的精確調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度。此外,目前絕大多數(shù)壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置采用柔性鉸鏈作為壓電陶瓷致動(dòng)器的支撐和導(dǎo)向元件,其剛度較低,不適用于高速飛切機(jī)床,不能滿足KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床使用要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床刀架的微進(jìn)給裝置采用絲桿螺母的微進(jìn)給方式，進(jìn)給分辨率不足、不能精確調(diào)節(jié)進(jìn)給量以及目前普遍采用的柔性鉸鏈同壓電陶瓷致動(dòng)器相結(jié)合的微進(jìn)給裝置剛度過(guò)低不適用于高速飛切機(jī)床的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種超精密飛切加工機(jī)床的壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明的一種超精密飛切加工機(jī)床的壓電陶瓷式微進(jìn)給裝置包括刀架殼體、進(jìn)給軸、預(yù)緊螺釘、壓電陶瓷致動(dòng)器、壓蓋、粗調(diào)螺母、兩個(gè)半圓體鋼球、夾刀塊、滑環(huán)和驅(qū)動(dòng)電源，刀架殼體的中部沿刀架殼體的豎直方向加工有貫通的軸孔，刀架殼體上位于軸孔的中部沿水平方向加工有與軸孔相通的螺母安裝槽，且螺母安裝槽與軸孔同軸設(shè)置，進(jìn)給軸一端的中心處沿軸向加工有盲孔，進(jìn)給軸上位于盲孔的底部沿進(jìn)給軸的徑向加工有薄壁空腔，加工完薄壁空腔后，所述薄壁空腔的底部形成彈性薄膜，進(jìn)給軸的中部外壁上加工有外螺紋，進(jìn)給軸的一端內(nèi)壁上加工有內(nèi)螺紋，?進(jìn)給軸上部開(kāi)有沿徑向的第一引線孔，壓電陶瓷致動(dòng)器的兩端分別固接有一個(gè)半圓體鋼球，壓電陶瓷致動(dòng)器安裝在盲孔的底部，粗調(diào)螺母安裝在螺母安裝槽內(nèi)，進(jìn)給軸依次穿過(guò)軸孔和粗調(diào)螺母，且進(jìn)給軸中部外壁的外螺紋與粗調(diào)螺母螺紋連接，預(yù)緊螺釘插入進(jìn)給軸的盲孔內(nèi)與內(nèi)螺紋螺紋連接，壓電陶瓷致動(dòng)器上靠近預(yù)緊螺釘一端的半圓體鋼球與預(yù)緊螺釘?shù)锥司o貼設(shè)置，壓電陶瓷致動(dòng)器上靠近薄壁空腔一端的半圓體鋼球設(shè)置在薄壁空腔內(nèi)，壓蓋穿過(guò)預(yù)緊螺釘安裝在刀架殼體的外壁上，壓蓋上加工有第二引線孔，第二引線孔與第一引線孔相連通，壓電陶瓷致動(dòng)器的引線由下至上依次穿過(guò)第一引線孔和第二引線孔，并通過(guò)機(jī)床上的滑環(huán)與設(shè)置在機(jī)床外部的驅(qū)動(dòng)電源連接，進(jìn)給軸位于薄壁空腔的一端外壁上安裝有刀具基座。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：?

1.本發(fā)明采用粗調(diào)與精調(diào)分開(kāi)且串聯(lián)的形式以及變形區(qū)域的整體結(jié)構(gòu)避免了由機(jī)械連接引起的結(jié)構(gòu)間隙，提高了刀架的進(jìn)給精度；進(jìn)給精度達(dá)到1μm。?

2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小，壓電陶瓷致動(dòng)器通過(guò)滑環(huán)連接驅(qū)動(dòng)電源，使刀架得以安裝與高速飛切機(jī)床上；并且其由薄壁空腔形成彈性薄膜的結(jié)構(gòu)在極大程度上降低進(jìn)給方向結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)，還有效地保持了其它方向上的剛度，從而使刀架在高速旋轉(zhuǎn)的離心作用下保持應(yīng)有剛度，保證機(jī)床的加工精度。?

3.本發(fā)明工藝性能好，易于加工制造。?

4.本發(fā)明不僅適用于KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床，同時(shí)還適用于其它飛切加工機(jī)床。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的微進(jìn)給刀架的主剖視圖。圖2是圖1中A-A面的剖面圖。圖3是本發(fā)明在KDP晶體超精密飛切加工機(jī)床上的安裝示意圖。?

具體實(shí)施方式