[發(fā)明專利]一種楔形預(yù)緊的二維柔順振動平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910022544.0
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109530198A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 商鵬;黃思碩;劉騰;景秀并;王福軍;毛翔;戚開誠;田佳
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本發(fā)明公開了一種楔形預(yù)緊的二維柔順振動平臺，包括驅(qū)動源、柔順振動平臺、基座和楔形預(yù)緊裝置；所述柔順振動平臺包括圓弧型柔性鉸鏈、外側(cè)直梁型柔性鉸鏈、工作臺、內(nèi)側(cè)直梁型柔性鉸鏈和柔順振動平臺外側(cè)架體。當(dāng)兩個方向的驅(qū)動源同時運(yùn)動時，使工作臺產(chǎn)生了兩個方向的機(jī)械振動，實(shí)現(xiàn)了二維振動輔助加工。驅(qū)動源通過圓弧型柔性鉸鏈為工作臺提供微米級的振動，外側(cè)直梁型柔性鉸鏈和內(nèi)側(cè)直梁型柔性鉸鏈關(guān)于工作臺對稱布置，實(shí)現(xiàn)了工作臺的解耦運(yùn)動，為振動平臺的高精度運(yùn)動提供保證。本振動平臺采用楔形預(yù)緊裝置，調(diào)節(jié)更直觀，預(yù)緊力均勻。通過調(diào)整預(yù)緊螺釘?shù)奈恢茫瑢?shí)現(xiàn)為不同類型和尺寸的驅(qū)動源預(yù)緊的目的，適應(yīng)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密加工及特種加工領(lǐng)域，具體是一種楔形預(yù)緊的二維柔順振動平臺。

背景技術(shù)

在加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜且尺寸小的微型零件時，微細(xì)銑削加工技術(shù)占有極其重要的地位。但加工硬脆材料時，容易出現(xiàn)刀具磨損、加工表面質(zhì)量差、加工效率低等問題。振動輔助加工具有降低切削力，降低刀具磨損率，減少毛刺形成，加工硬脆材料和改善表面光潔度等優(yōu)點(diǎn)。因此，在加工硬脆材料等難加工的微小零件時，振動輔助微細(xì)銑削加工成為了一種有效的加工方法。

超聲變幅桿、超聲換能器的尺寸較大，對微型銑床的整機(jī)剛度影響較大。申請?zhí)枮?01610202687.6的文獻(xiàn)公開了一種基于柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的二維超聲振動平臺，其通過兩個相互垂直布置的超聲波發(fā)生裝置為柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的平臺提供二維振動，但是其尺寸大，對微型銑床的整機(jī)剛度影響較大。同時，其沒有預(yù)緊裝置，由于平臺剛度的存在，當(dāng)超聲波發(fā)生裝置高頻振動時，存在超聲變幅桿與平臺相互分離的情況，不能保證加工精度。

目前針對壓電陶瓷驅(qū)動的振動平臺多采用螺釘直接預(yù)緊，但是存在預(yù)緊力調(diào)節(jié)不直觀，預(yù)緊力不均勻等問題。并且一個振動平臺只能用一種型號的壓電陶瓷，適應(yīng)性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種楔形預(yù)緊的二維柔順振動平臺。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種楔形預(yù)緊的二維柔順振動平臺，其特征在于該振動平臺包括驅(qū)動源、柔順振動平臺、基座和楔形預(yù)緊裝置；所述柔順振動平臺包括圓弧型柔性鉸鏈、外側(cè)直梁型柔性鉸鏈、工作臺、內(nèi)側(cè)直梁型柔性鉸鏈和柔順振動平臺外側(cè)架體；

所述柔順振動平臺外側(cè)架體與基座連接；所述工作臺位于柔順振動平臺的中間位置，通過對稱布置的內(nèi)側(cè)直梁型柔性鉸鏈與外側(cè)直梁型柔性鉸鏈連接，外側(cè)直梁型柔性鉸鏈與柔順振動平臺外側(cè)架體連接；兩個楔形預(yù)緊裝置相互垂直布置；楔形預(yù)緊裝置位于柔順振動平臺外側(cè)架體內(nèi)部，與柔順振動平臺外側(cè)架體內(nèi)部接觸，柔順振動平臺外側(cè)架體為楔形預(yù)緊裝置的移動提供軌道；楔形預(yù)緊裝置一端與預(yù)緊螺釘接觸，另一端內(nèi)部有驅(qū)動源，通過調(diào)整預(yù)緊螺釘，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動源的預(yù)緊；所述驅(qū)動源通過圓弧型柔性鉸鏈與工作臺接觸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1)當(dāng)兩個方向的驅(qū)動源同時運(yùn)動時，使工作臺產(chǎn)生了兩個方向的機(jī)械振動，實(shí)現(xiàn)了二維振動輔助加工。本振動平臺通過壓電制動器驅(qū)動，其工作頻率范圍大，幅值、波形可控，運(yùn)動精度高。

2)本振動平臺整體尺寸小，對微型銑床的整機(jī)剛度影響小，易于提高加工精度。

3)本振動平臺采用楔形預(yù)緊裝置，調(diào)節(jié)更直觀，預(yù)緊力均勻。通過調(diào)整預(yù)緊螺釘?shù)奈恢茫瑢?shí)現(xiàn)為不同類型和尺寸的驅(qū)動源預(yù)緊的目的，適應(yīng)性強(qiáng)。

4)考慮臥式微型銑床的空間布局及微型機(jī)床電主軸的結(jié)構(gòu)限制，本振動平臺安裝在工件一側(cè)，將振動施加在工件一側(cè)，符合實(shí)際工況，滿足振動輔助微細(xì)銑削的實(shí)際需求，實(shí)施難度小，且驅(qū)動源出現(xiàn)問題時可及時進(jìn)行檢測與維護(hù)。

5)驅(qū)動源通過圓弧型柔性鉸鏈為工作臺提供微米級的振動，外側(cè)直梁型柔性鉸鏈和內(nèi)側(cè)直梁型柔性鉸鏈關(guān)于工作臺對稱布置，實(shí)現(xiàn)了工作臺的解耦運(yùn)動，為振動平臺的高精度運(yùn)動提供保證。

附圖說明