[發明專利]一種大承載超精密快速加工定位臺

有效

• 申請號: 202011064784.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112222439B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳峰;閆巍;徐國飛;楊明遠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱芯明天科技有限公司
• 主分類號: B23B27/00
• 分類號: B23B27/00;B23B29/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種大承載超精密快速加工定位臺，包括快刀主臺體和刀具組合件，刀具組合件安裝在快刀主臺體的左側上方，快刀主臺體為長方體狀結構，在快刀主臺體的中心開設貫通左右端面的臺體中部階梯孔，自快刀主臺體的前端面貫穿至后端面切割快刀主臺體形成若干柔性鉸鏈，切割柔性鉸鏈形成若干切割縫；每一柔性鉸鏈自快刀主臺體的上部分至下部分布置；在相鄰兩個柔性鉸鏈之間的快刀主臺體的前后端面上均開設有細長切割孔，每一細長切割孔連通相鄰的切割柔性鉸鏈形成的切割縫；在臺體中部階梯孔內安裝有驅動元件，驅動原件驅動快刀主臺體的上部分產生微位移，帶動刀具組合件運動。本發明具有超高精度、大行程、高剛度以及快速的響應速度的特點。

技術領域

本發明屬于精密加工技術領域，尤其是涉及一種大承載超精密快速加工定位臺。

背景技術

微結構表面光學元件在軍事、航天、能源等領域有廣泛的應用，是光電子系統中的核心元件。傳統的多軸銑削難以滿足加工精度且效率低，其它的新型加工方法也存在著各種不足，而使用超精密車削加工技術可以直接車削加工出納米級精度的微結構表面。快刀伺服刀架是加工微結構表面的關鍵，它決定了系統可以加工的微結構表面的復雜程度和加工后的表面精度，所以快速刀具定位系統必須要能夠實現高速和高精度的進給。

目前在工業中，對復雜曲面零件的使用越來越頻繁，常規機床加工難以實現高精度以及微米級的尺寸加工，并且傳統刀具是大范圍進給，精度低，傳統刀具進給速度慢，而基于壓電陶瓷驅動的快刀由壓電陶瓷直接驅動柔性鉸鏈，鉸鏈易損壞，且運動方向剛度較低，抗干擾能力弱，會增加快刀進給誤差。如現有的快刀伺服器和剛度可調節的快刀伺服器均為陶瓷直接驅動鉸鏈，鉸鏈易損壞，抗干擾能力弱，且可搭載的刀具重量受限，無法實現大承載快速加工。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種大承載超精密快速加工定位臺，可實現超高精度、大行程、高剛度以及快速的響應速度，可用于精密金屬加工，重要零件表面研磨以及大負載工件精密定位。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種大承載超精密快速加工定位臺，包括快刀主臺體和刀具組合件，所述刀具組合件安裝在快刀主臺體的左側上方，所述快刀主臺體為長方體狀結構，在快刀主臺體的中心開設貫通左右端面的臺體中部階梯孔，自快刀主臺體的前端面貫穿至后端面切割快刀主臺體形成若干柔性鉸鏈，切割柔性鉸鏈形成若干切割縫；每一柔性鉸鏈自快刀主臺體的上部分至下部分布置；

在相鄰兩個柔性鉸鏈之間的快刀主臺體的前后端面上均開設有細長切割孔，且所有的細長切割孔均開設在相應端面的上部，且均同一高度布置，每一所述細長切割孔連通相鄰的切割柔性鉸鏈形成的切割縫；

在臺體中部階梯孔內安裝有驅動元件，驅動元件通電后產生的驅動力傳遞至臺體中部階梯孔的左端，在柔性鉸鏈和細長切割孔的作用下，快刀主臺體的上部分產生微位移，進而帶動刀具組合件運動。

進一步的，所述刀具組合件包括刀頭、兩塊刀頭側夾板、刀頭上夾板和若干刀具與臺體連接螺栓，所述刀頭位于兩塊刀頭側夾板之間，所述刀頭上夾板設置在兩塊刀頭側夾板的上方，若干刀具與臺體連接螺栓依次穿過刀頭上夾板、刀頭側夾板后與快刀主臺體的上部分連接；刀頭的上部分與刀頭上夾板螺栓連接，刀頭的兩側分別與兩塊刀頭側夾板螺栓連接。

進一步的，所述臺體中部階梯孔左端為小孔徑端，右端為大孔徑端。

進一步的，所述驅動元件為封裝式壓電陶瓷構件，所述封裝式壓電陶瓷構件包括第一球窩頂絲、第一球體和封裝式壓電陶瓷，所述第一球窩頂絲安裝在臺體中部階梯孔的小孔徑端，所述第一球體位于第一球窩頂絲和封裝式壓電陶瓷的活動端之間。