[發(fā)明專利]二維壓電振動(dòng)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410072859.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN103817064A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東明;叢琳皓;田野;張航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B06B1/06
• 分類號(hào): B06B1/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 梁科穎;李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種超聲振動(dòng)銑削工作臺(tái)。

背景技術(shù)

振動(dòng)銑削與普通銑削加工相比，具有切削力減小、切削熱降低、工件表面質(zhì)量提高、精度提高、切屑處理容易、刀具耐用度提高、加工穩(wěn)定、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，解決了難加工材料和普通材料的加工問題。而振動(dòng)的方式是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)銑削的重要部分，振動(dòng)方式不同對(duì)工件的加工過程有著重大影響。

現(xiàn)如今開展的超聲振動(dòng)銑削研究，多為一維結(jié)構(gòu)，一般利用超聲波發(fā)生器作為激勵(lì)源，提供高頻、小振幅的諧波運(yùn)動(dòng)，再通過超聲波換能器將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，引起特定形狀導(dǎo)管的共振，以放大振幅，帶動(dòng)固定在前端的刀具作往復(fù)高頻振動(dòng)。但是振動(dòng)波形不能根據(jù)需要任意控制，而且這種裝置必須具備很高的抗彎曲剛度，保證刀具能夠平行地往復(fù)振動(dòng)，否則，刀具偏離理想軌跡會(huì)惡化加工質(zhì)量，降低表面粗糙度。

本項(xiàng)目研制的二維壓電振動(dòng)平臺(tái)是通過壓電疊堆執(zhí)行器的周期變形，實(shí)現(xiàn)工件在X、Y方向的低頻振動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件振動(dòng)，利用工件振動(dòng)的方式避免了上述刀具振動(dòng)的缺點(diǎn)，該振動(dòng)工作臺(tái)也可用于振動(dòng)篩選等其他用途。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足和應(yīng)用前景提供一種結(jié)構(gòu)簡單，低頻，振動(dòng)頻率、幅值和波形均可控，可以實(shí)現(xiàn)工件振動(dòng)的二維壓電振動(dòng)平臺(tái)，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種二維壓電振動(dòng)平臺(tái)，它具有以下特點(diǎn)：4只壓電疊堆執(zhí)行器上下、左右對(duì)稱布置，并用螺釘將其各自外側(cè)固定在底板。螺釘為六角螺釘。各壓電疊堆執(zhí)行器的內(nèi)側(cè)通過柔性鉸鏈分別與位于中間位置的圓盤連接。圓盤上設(shè)有至少3個(gè)螺紋孔，本案例中圓盤上設(shè)有的螺紋孔為均布的4個(gè)。底板上設(shè)有安裝孔。底板的一側(cè)還設(shè)有壓電輸入輸出端口通過導(dǎo)線與各壓電疊堆執(zhí)行器分別連接。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種二維壓電振動(dòng)平臺(tái)，通過一種簡單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了低頻，頻率、幅值和波形均可控，工件振動(dòng)的二維振動(dòng)平臺(tái)，可以得到更好的振動(dòng)加工效果。

附圖說明

圖1為二維壓電振動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖2為二維壓電振動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為二維壓電振動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的左視圖；

圖中：1、底板，2、圓盤，3、壓電疊堆執(zhí)行器，4、壓電輸入輸出端口，5、六角螺釘，6、柔性鉸鏈，7、通孔，8、螺紋孔。

具體實(shí)施方式

附圖1表示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，采用的是壓電執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)工件振動(dòng)的方式，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)切削加工。

壓電輸入輸出端口接收不同波形的振動(dòng)信號(hào)。這種二維壓電振動(dòng)平臺(tái)，它用4只壓電疊堆執(zhí)行器3上下、左右對(duì)稱布置，并用螺釘5將其各自外側(cè)固定在底板1上。本案例中螺釘5為六角螺釘。而各壓電疊堆執(zhí)行器3的內(nèi)側(cè)通過柔性鉸鏈6各自分別與連接到位于中間位置的圓盤2連接。圓盤2上設(shè)有至少3個(gè)螺紋孔8。本案例中圓盤2上設(shè)有的螺紋孔）為均布的4個(gè)。底板1上設(shè)有安裝孔7，底板1的一側(cè)還設(shè)有壓電輸入輸出端口4通過導(dǎo)線與各壓電疊堆執(zhí)行器3分別連接。盤2是用來與工件連接的部分，通過螺紋孔8進(jìn)行螺栓連接將工件夾具固定在上面。上下、左右兩對(duì)壓電疊堆執(zhí)行器3與圓盤2通過柔性鉸鏈6連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)壓電疊堆執(zhí)行器3在接到振動(dòng)信號(hào)后，帶動(dòng)圓盤2振動(dòng)，從而帶動(dòng)工件按著給定的波形進(jìn)行XY兩個(gè)方向的振動(dòng)。壓電輸入輸出端口4與外部的壓電放大器連接，接收放大器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)振動(dòng)平臺(tái)所需要的波形，同時(shí)可以通過輸入信號(hào)改變振動(dòng)頻率和幅值，控制工件的振動(dòng)位移和振動(dòng)頻率，從而獲得良好的加工效果，特別是在微細(xì)加工中可有效提高工件的加工質(zhì)量。同時(shí)此振動(dòng)平臺(tái)還可用于生產(chǎn)流程中，用于顆粒、粉狀物料等篩選中。

本項(xiàng)目提出的二維振動(dòng)平臺(tái)，利用了壓電疊堆執(zhí)行器的壓電效應(yīng)。壓電疊堆執(zhí)行器通過柔性鉸鏈與工件固定裝置連接，在其周期振動(dòng)時(shí)，可準(zhǔn)確帶動(dòng)工件XY向振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)二維振動(dòng)銑削加工。

以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明專利的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。