[發(fā)明專利]一種電磁伸縮微進給裝置

在審

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN108206647A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅忠輝;張廣潮;白諭幸
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種電磁伸縮微進給裝置，水冷管(1)、左軸承(2)、勵磁線圈(3)、磁致伸縮棒(4)、碟簧(5)、右軸承(6)、負(fù)載(7)、輸出軸(8)、軛鐵(9)、法蘭(10)、永久磁鐵(11)、配重塊(12)、預(yù)緊螺母(13)組成，其中磁致伸縮棒(4)通過法蘭(10)與輸出軸(8)連接，碟簧(5)與軛鐵(8)連接。磁致伸縮棒(3)通過輸出軸法蘭的臺肩壓緊碟簧(4)，碟簧(4)壓緊右軸承(6)，使磁致伸縮棒(3)承受預(yù)置的壓應(yīng)力；用水冷管(1)來保持本裝置的溫度穩(wěn)定，且水冷管(1)環(huán)繞在磁致伸縮棒(3)的上面。磁致伸縮棒在激勵線圈的驅(qū)動下產(chǎn)生伸縮運動，其內(nèi)部表現(xiàn)為應(yīng)力和應(yīng)變的變化，外表現(xiàn)為位移和力的輸出，從而實現(xiàn)電磁能與機械能之間的轉(zhuǎn)換。

1、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密傳動技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電磁伸縮微進給裝置。

2、背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及高新技術(shù)的需要，精密及超精密加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。因此，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展也越來越快。幾十年來，超精密加工已成為工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的、效果最顯著的技術(shù)之一。這是因為隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的興起，產(chǎn)品對加工質(zhì)量的要求越來越高。尤其是在尖端技術(shù)領(lǐng)域如：航空、航天、計算機、現(xiàn)代武器、光學(xué)儀器等，精密加工就顯得更為重要。除此之外，為了提高產(chǎn)品的競爭力，即使是一般產(chǎn)品，質(zhì)量要求也在逐步提高。這也是促進精密及超精密加工技術(shù)發(fā)展的一個重要因素。這就是說，無論現(xiàn)在還是將來，精密及超精密加工技術(shù)都是非常重要的研究方向。微進給機構(gòu)在超精密加工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，它是實現(xiàn)精密加工的關(guān)鍵技術(shù)。

3、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種精密微進給裝置，采用磁致伸縮技術(shù)，能實現(xiàn)微進給運動，主要水冷管(1)、左軸承(2)、勵磁線圈(3)、磁致伸縮棒(4)、碟簧(5)、右軸承(6)、負(fù)載(7)、輸出軸(8)、軛鐵(9)、法蘭(10)、永久磁鐵(11)、配重塊(12)、預(yù)緊螺母(13)組成，其中磁致伸縮棒(4)通過法蘭(10)與輸出軸(8)連接，碟簧(5)與軛鐵(8)連接；采用螺母預(yù)緊結(jié)構(gòu)，磁致伸縮棒(3)通過輸出軸法蘭的臺肩壓緊碟簧(4)，碟簧(4)壓緊右軸承(6)，使磁致伸縮棒(3)承受預(yù)置的壓應(yīng)力；采用水冷管(1)來保持本裝置的溫度穩(wěn)定，且水冷管(1)纏繞在磁致伸縮棒(3)的外表面；采用配重塊(9)來平衡負(fù)載的重量，使得裝置兩端受力均勻。

本發(fā)明包含三個系統(tǒng)，磁場的施加系統(tǒng)、預(yù)應(yīng)力的施加系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。磁致伸縮棒在激勵線圈(2)的強電壓驅(qū)動下產(chǎn)生伸縮運動，其內(nèi)部表現(xiàn)為應(yīng)力和應(yīng)變的變化，內(nèi)部微小的位移以及力的累加輸出，導(dǎo)致宏觀上的位移及力的輸出，實現(xiàn)電磁能與機械能之間轉(zhuǎn)換。

4、附圖說明

圖1為裝置組成圖，包含水冷管(1)、激勵線圈(2)、磁致伸縮棒(3)、碟簧(4)、負(fù)載(5)、軛鐵(6)、輸出桿(7)、永久磁鐵(8)、配重塊(9)、預(yù)緊螺母(10)。

5、具體實施方式

實施例：

磁場的施加系統(tǒng)：選取導(dǎo)熱效果好的銅管，設(shè)計計算磁致伸縮棒(3)外圍的激勵線圈的匝數(shù)，通過控制輸入電流的大小和頻率產(chǎn)生磁場，磁場通過磁致伸縮效應(yīng)，從而使磁致伸縮棒(3)進行伸縮線性運動，本裝置實現(xiàn)位移0-20um微給，可為精密光刻設(shè)備提供進給配套。

預(yù)應(yīng)力的施加系統(tǒng)：由于磁致伸縮材料為脆性材料，抗壓能力強，抗拉能力差，為了提高磁致伸縮棒(3)的強度及壽命，采用預(yù)置壓力的措施，采用預(yù)計預(yù)緊螺母(10和碟簧(4)組合結(jié)構(gòu)，實施時，要根據(jù)材料及尺寸的大小，經(jīng)過計算，確定鎖緊力，這是本裝置正常工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。

冷卻系統(tǒng)：為了防止激勵磁場線圈溫度升高，超出磁致伸縮材料的穩(wěn)定工作溫度，采用水冷系統(tǒng)，根據(jù)本裝置的輸出功率及位移大小工況，冷卻水的流量要動態(tài)調(diào)節(jié)，目的是確保出水溫度穩(wěn)定在一個既定的數(shù)值，從而保證輸出位移的穩(wěn)定性。