[發(fā)明專利]一種模塊化壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010318604.6
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111531374A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東明;胡紅英;高天一;徐婧文
• 申請（專利權(quán)）人: 大連民族大學(xué)
• 主分類號: B23Q1/30
• 分類號: B23Q1/30;B23B21/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 隋秀文;梁科穎

本發(fā)明的模塊化微進(jìn)給刀架包括刀架框模塊、驅(qū)動元件和位移檢測元件承載基體模塊、刀具基座模塊與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模塊，各個模塊之間通過螺釘進(jìn)行聯(lián)接。其特征在于：各模塊零件可以靈活拆卸、替換。現(xiàn)有技術(shù)中的壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架，多采用整體設(shè)計加工方式，刀架各部分結(jié)構(gòu)成一體化模型，只能滿足特定的加工要求，如果在使用過程中需要增大刀架剛度或輸出位移，就必須重新設(shè)計整體刀架結(jié)構(gòu)，耗時耗力，不利于普遍性推廣使用。而本發(fā)明將刀架各主要部分采用模塊化構(gòu)思，各模塊之間可拆卸，可組裝，可重復(fù)利用，具備靈活改變刀架的結(jié)構(gòu)剛度和輸出位移等性能，節(jié)省刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計的時間，滿足在超精密加工、微機(jī)電以及光學(xué)技術(shù)中廣泛應(yīng)用的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、航空航天技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量以及加工效率都提出了更高的要求，精密、超精密加工技術(shù)已成為發(fā)展和制造高新技術(shù)產(chǎn)品的重要支柱，應(yīng)用非常廣泛。傳統(tǒng)的加工方法不能滿足超精密加工的需求，而在超精密機(jī)床的設(shè)計中增加一個微進(jìn)給機(jī)構(gòu)來提高機(jī)床進(jìn)刀系統(tǒng)的精度和剛度，是實現(xiàn)超精密加工的有效方法之一。壓電驅(qū)動式微進(jìn)給刀架具有切削力大、切削熱量小、加工件表面質(zhì)量高、加工穩(wěn)定、控制方便、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于超精密加工領(lǐng)域。主要解決工件加工精度，表面質(zhì)量和加工效率的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中的壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架，多采用整體設(shè)計加工方式，刀架各部分結(jié)構(gòu)成一體化模型，只能滿足特定的加工要求，如果在使用過程中需要增大刀架剛度或輸出位移，就必須重新設(shè)計整體刀架結(jié)構(gòu)，過程耗時耗力，不利于普遍性推廣使用，本發(fā)明研制的模塊化壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架將刀架各主要部分進(jìn)行模塊化分離，各模塊之間可拆卸，可替換，可組裝，實現(xiàn)了設(shè)計和應(yīng)用方面的靈活化，省時省力，增大了零件的可重復(fù)利用率，提高了精密加工的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對以上不足和應(yīng)用前景提供一種可靈活組裝拆卸的模塊化微進(jìn)給刀架，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的：一種模塊化壓電驅(qū)動微進(jìn)給刀架，共特征在于：包括各自獨(dú)立設(shè)計并相互聯(lián)接的刀架框模塊、用于承載驅(qū)動元件和位移檢測元件的基體模塊、刀具基座模塊以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模塊。刀架框為一個開口向上的三邊框，該三邊框的兩個立框側(cè)面均設(shè)有相互對應(yīng)的一組通孔ⅲ而上頂面各設(shè)有螺孔ⅲ，在左側(cè)的立框側(cè)面上方設(shè)有螺孔ⅳ，該三邊框的橫框中部設(shè)有螺孔ⅴ而左側(cè)設(shè)有通孔ⅱ。承載元件的基體模塊為一個兩側(cè)各設(shè)有一組螺孔ⅵ而中間設(shè)有豎向方孔刀槽的方形塊，該方形塊的左側(cè)設(shè)有矩形凹槽，通孔ⅰ在所述矩形凹槽上豎向貫穿基體模塊。螺孔ⅵ的位置與刀架框兩個立框上的通孔ⅲ位置相對應(yīng)。刀具基座內(nèi)設(shè)有方形刀槽并在左下側(cè)固定有擋板，在刀具基座的正面設(shè)有豎向排列的螺孔ⅱ而兩側(cè)面分別設(shè)有橫向排列的螺孔ⅰ。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模塊的厚側(cè)面上設(shè)有豎向排列的螺孔ⅳ而薄側(cè)面上設(shè)有橫向排列的通孔ⅴ。螺孔ⅳ以及通孔ⅴ與螺孔ⅲ以及螺孔ⅰ相互對應(yīng)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模塊為雙平行柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)。壓電陶瓷傳感器與電容傳感器均設(shè)有外接引線。

上述模塊化微進(jìn)給刀架的組裝方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將金剛石刀具(6)插入所述刀具基座(3)內(nèi)的方孔刀槽(7)內(nèi)，用螺釘ⅴ(19)經(jīng)所述刀具基座(3)的正面豎向排列的螺孔ⅱ(21)緊固所述金剛石刀具(6)。

2)用兩個螺釘ⅳ(18)穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(4)的薄壁端通孔ⅴ(28)將該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(4)緊固于刀具基座(3)側(cè)面的螺孔ⅰ(20)中，再用同樣的方法將另一只導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(4)緊固于刀具基座(3)另一側(cè)。

3)把承載基體(2)置于所述刀架框(1)內(nèi)，使所述長槽(8)與矩形凹槽(11)凹口朝上，用螺釘ⅱ(16)經(jīng)刀架框(1)兩個立框側(cè)面的通孔ⅲ(23)在螺孔ⅵ(26)內(nèi)將所述承載基體(2)與刀架框(1)緊固。

4)用螺釘ⅲ(17)穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(4)的厚壁端豎向通孔ⅳ(27)緊固在所述的刀架框(1)兩豎向上端的豎向螺孔ⅲ(22)內(nèi)。