本发明专利技术涉及一种适于立式外圆加工的并联式椭圆振动车削装置，属于微纳与超精密制造以及难加工材料复杂光学零件加工技术领域。两个压电叠堆与并联一体式铰链基体连接，两个位移测量挡板与并联一体式铰链基体连接，电容式位移传感器安装在位移传感器夹座上，位移传感器夹座分别通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体上，金刚石刀具通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体前端。优点是：结构新颖，采用的平行式柔性铰链能够消除驱动的附生运动，在空间结构上柔性铰链采用对称分布，减小了相互间的耦合运动，计算过程简单，容易实现精确控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微纳与超精密制造W及难加工材料复杂光学零件加工
，特别 是设及一种适于立式外圆加工的并联式楠圆振动车削装置。
技术介绍
在近年来科技迅猛发展的背景下，一些应用领域对所加工零件的精度要求逐渐提 高，例如航空航天、精密测量仪器等，但是传统加工工艺的限制，导致了零件的加工出现了 瓶颈现象，很难再进一步突破，金刚石刀具在机械加工领域的应用为提高零件加工精度带 来了希望，但是对于一些含铁金属材料的加工，金刚石刀具的快速磨损，不但使零件加工精 度难W有很大程度的提高，并且增加了加工陈本，所W寻求一种高效的机械加工方法是目 前提高零件加工精度的重点，振动切削正是在此需求之上被提出来，很快被广大学者所接 受，其独特的间歇性切削方式有效避免了金刚石刀具的快速磨损，延长了刀具的使用寿命， 提高了零件加工精度。 振动切削于1966年成功应用在难加工材料的机械加工而受到全世界学者的广泛 关注，但是在加工过程中刀具后刀面具有的變压特性，破坏了已加工表面的精度，并且加大 了刀具磨损，无法在延长刀具寿命方面有很大的提高，名古屋大学的社本英二教授等人于 1993年首次提出楠圆振动切削巧IlipticalVibration化tting)的概念，同时对于一些常 见的难加工材料，例如硬质合金等，进行了相关试验，研究的结果表明，楠圆振动切削可W 抑制加工过程中的颤振，很大程度上减小了切削力，减少刀具磨损，延长刀具寿命，提高零 件的表面加工质量，对于脆性材料可W试验延展性切削等。 国内外目前针对楠圆振动切削的研究主要有日本的神户大学和名古屋大学，德国 的化emen大学，美国NodhCarolina大学和西北大学，新加坡国立大学，国内的清华大学， 吉林大学，北京航空航天大学，南京航空航天大学，哈尔滨工业大学，香港理工大学，厦口大 学，河南理工大学等。研究设及到的主要有楠圆振动切削装置，楠圆振动切削路径，楠圆振 动切削控制，楠圆振动切削难加工材料塑脆转变性能，楠圆振动切削微沟槽加工性能，楠圆 振动切削力等。 楠圆振动切削装置的研究主要分为压电片换能器超声振动型装置和压电驱动柔 性较链型非共振型装置。前者属于共振型装置，其主要的特点是在加工的过程中能够实现 较高的频率，根据目前资料统计，楠圆振动切削加工频率最高可达到60KHZ，但是共振型的 楠圆振动切削装置也存在一些内在的缺陷，例如在加工过程中需要根据装置本身的固有频 率实现共振，进而在共振频率的基础上实施切削加工，运样一来，加工的频率就不可调整， 同时各阶振型之间容易产生禪合，控制的难度较大，所W在装置的设计方面，非共振型楠圆 振动切削装置逐渐受到研究人员的关注，非共振型楠圆振动切削装置一般是由压电叠堆驱 动柔性较链而成，柔性较链的形状、尺寸大小W及分配方式都对楠圆振动切削的效果有所 影响。根据柔性较链的分配方式来合成金刚石刀尖的楠圆轨迹，楠圆振动切削非共振型装 置根据目前的文献记载，有柔性较链并联式和柔性较链串联式两种，非共振型楠圆振动切 削装置一般都是根据邸式车床所设计，装置上刀具形成的楠圆运动轨迹平面与机床主轴中 屯、线垂直，能够形成有效的间歇性切削运动，而对于立式车床，运类装置上刀具形成的楠圆 运动轨迹平面与机床主轴中屯、线平行，不利于形成间歇性切削运动。 目前已有的非共振楠圆振动切削装置专利可查的有：专利（CN102078967A)提及 的一种混频=维楠圆振动切削方法，采用的是并联式的柔性较链，采用压电叠堆进行驱动， 该并联式装置由于其各个运动轴之间呈直角分布，容易产生运动禪合，控制起来很困难。专 利（CN102059575A)提及的楠圆切削装置，采用的是串联式的柔性较链，但是在设计过程 中，动部件的质量较大，难W实现高频切削，参数调整的范围有限，对于可匹配加工的机床 要求较高，不具有普遍性。专利（CN102371359A)提及的一种S维楠圆振动切削装置也同样 具有上述局限，而针对于立式外圆车削的楠圆振动切削装置尚未见报道。 综上所述，现有的非共振楠圆振动切削装置还存在着一些不足。因此必须针对运 些不足之处，研究并提出一种新的楠圆振动切削装置，W实现金刚石切削各种难加工材料 及不同面型的需求，获得最佳的切削加工性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种适于立式外圆加工的并联式楠圆振动车削装置，从而实现立式车 床上难加工材料的超精密切削加工。 本专利技术采取的技术方案是：压电叠堆一通过安装在孔五上的预紧螺钉一与并联一 体式较链基体连接，压电叠二堆通过安装在孔四上的预紧螺钉二与并联一体式较链基体连 接，位移测量挡板一通过紧固螺钉安装在并联一体式较链基体的孔屯上，位移测量挡板二 通过紧固螺钉安装在并联一体式较链基体的孔二上，电容式位移传感器一和电容式位移传 感器二分别对应安装在位移传感器夹座一和位移传感器夹座二上，位移传感器夹座一和位 移传感器夹座二分别通过紧固螺钉安装在并联一体式较链基体的孔六和孔=上，金刚石刀 具通过紧固螺钉安装在并联一体式较链基体前端，由紧固螺钉固定在孔八上。 本专利技术并联一体式较链基体采用一次加工成型的方式加工。 本专利技术并联一体式较链基体上两个并联式柔性较链均采用矩形较链，且单个较链 中包含的四个小分支间成平行四边形排列，形成单自由度封闭系统。 本专利技术并联一体式较链基体通过4个孔一用螺钉与力传感器固定连接。 本专利技术优点是：结构新颖，其中并联一体式较链基体一次加工而成，整体结构相对 简单，易于制造，且很大程度上减小了由于装配造成的误差，该并联式楠圆振动车削装置的 体积小，质量小，易于实现楠圆振动的高频切削加工；采用的柔性较链全部为平行四边形， 其优点是能够最大程度上减小附生运动，充分保证运动的单向性；本专利技术通过并联一体式 较链基体中底座上的螺纹孔安装在力传感器上，实现对切削力的进一步优化，也可W直接 安装在立式车床的导轨上，同时由于装置的整体高度较小，对于机床的适用性更强。本由两 个压电叠堆驱动，采取的是非共振的方式，楠圆参数可W由压电叠堆驱动信号来进行调整 空间楠圆的位置，两个压电叠堆驱动分别驱动独立的柔性较链，相互之间不存在禪合，能够 实现并联一体式楠圆振动切削柔性装置较高的控制精度。【附图说明】 图I是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术并联一体当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适于立式外圆加工的并联式椭圆振动车削装置，其特征在于：压电叠堆一通过安装在孔五上的预紧螺钉一与并联一体式铰链基体连接，压电叠二堆通过安装在孔四上的预紧螺钉二与并联一体式铰链基体连接，位移测量挡板一通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体的孔七上，位移测量挡板二通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体的孔二上，电容式位移传感器一和电容式位移传感器二分别对应安装在位移传感器夹座一和位移传感器夹座二上，位移传感器夹座一和位移传感器夹座二分别通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体的孔六和孔三上，金刚石刀具通过紧固螺钉安装在并联一体式铰链基体前端，由紧固螺钉固定在孔八上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢明明，林洁琼，周晓勤，韩金国，谷岩，刘强，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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