内圆弧表面加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内圆弧表面加工装置，其中，包括：中空柱状壳体、PZT执行器、联轴器、连接螺柱、刀具以及桥式柔性铰链；所述PZT执行器、所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链顺序连接设置所述中空柱状壳体中；所述桥式柔性铰链的一端固定设置所述中空柱状壳体中，所述桥式柔性铰链的另一端连接于所述连接螺柱；所述刀具固定设置于所述桥式柔性铰链上；所述中空柱状壳体具有开口；所述加工装置在使用时，所述PZT执行器依次挤压所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链，使所述桥式柔性铰链形变，从而带动所述刀具从所述开口露出对内圆弧表面进行加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种快刀伺服进给机构，尤其涉及一种内圆弧表面加工装置。
技术介绍
快刀伺服进给机构是快刀加工系统的核心，设计出满足要求的快刀伺服进给机构将为后续的加工实验打下良好的基础。快刀伺服进给机构在圆柱织构化表面切削中，难以具有良好的运动分辨率和定位精度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：本专利技术提供一种内圆弧表面加工装置，其中，包括：中空柱状壳体、PZT执行器、联轴器、连接螺柱、刀具以及桥式柔性铰链；所述PZT执行器、所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链顺序连接设置所述中空柱状壳体中；所述桥式柔性铰链的一端固定设置所述中空柱状壳体中，所述桥式柔性铰链的另一端连接于所述连接螺柱；所述刀具固定设置于所述桥式柔性铰链上；所述中空柱状壳体具有开口；所述加工装置在使用时，所述PZT执行器依次挤压所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链，使所述桥式柔性铰链形变，从而带动所述刀具从所述开口露出对内圆弧表面进行加工。作为进一步改进的，所述内圆弧表面加工装置进一步包括后套以及压紧螺钉，所述后套套设于所述中空柱状壳体上，所述压紧螺钉套设于所述后套中并通过所述后套将所述PZT执行器压紧，使所述PZT执行器获得初始压应力。作为进一步改进的，进一步包括控制单元，用于向所述PZT执行器输入控制信号。作为进一步改进的，所述PZT执行器的最大输出位移为30μm。作为进一步改进的，所述桥式柔性铰链包括两个桥基、桥台以及两个连接部，所述桥台设置于两个桥基之间，所述连接部连接于所述桥台和所述桥基之间。作为进一步改进的，所述连接部包括至少一对内陷的拱形结构，所述拱形结构对称设置于所述连接部的两侧。作为进一步改进的，所述桥式柔性铰链为一体成型结构。作为进一步改进的，所述桥式柔性铰链的材料选自CuBe2、60Si2Mn、65Mn和3J21弹性合金作为进一步改进的，所述拱形结构的半径为2mm，且所述连接部的厚度为1.5mm。本专利技术还提供的所述内圆弧表面加工装置具有以下优点：(1)具有良好的运动分辨率和定位精度，最终成型的加工设备定位精度需达到亚微米级；(2)具有一定范围内可调的行程。不同内圆表面织构由于表面形貌不同，要求快刀伺服进给机构输出不同的位移，根据加工对象的不同，快刀伺服进给机构应该可以在一定范围内输出特定的位移，方便根据加工对象来决定其行程大小；(3)快刀伺服进给机构的导向机构要具备体积小、输出位移较大、传动简单等特点，减少传动环节可以尽量消除间隙误差等带来的影响；(4)具有良好的输入和输出的线性关系，使得快刀伺服进给机构便于控制，响应速度较快。(5)整体尺寸较小。为了能加工更小的内圆表面，扩大加工范围，要求在满足性能要求的同时，其整体尺寸尽量小。附图说明图1是本专利技术实施例提供的内圆弧表面加工装置的结构示意图。图2是本专利技术实施例提供的内圆弧表面加工装置中的桥式柔性铰链的结构示意图。图3是本专利技术实施例提供的内圆弧表面加工装置中的控制框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1-2，本专利技术实施例提供本专利技术提供一种内圆弧表面加工装置，包括：中空柱状壳体10、PZT执行器13、联轴器14、连接螺柱15、刀具17以及桥式柔性铰链18；所述PZT执行器13、所述联轴器14、所述连接螺柱15以及所述桥式柔性铰链18顺序连接设置所述中空柱状壳体10中；所述桥式柔性铰链18的一端固定设置所述中空柱状壳体10中，所述桥式柔性铰链18的另一端连接于所述连接螺柱15；所述刀具17固定设置于所述桥式柔性铰链18上；所述中空柱状壳体10具有开口101；所述加工装置在使用时，所述PZT执行器13依次挤压所述联轴器14、所述连接螺柱15以及所述桥式柔性铰链18，使所述桥式柔性铰链18形变，从而带动所述刀具17从所述开口101露出对内圆弧表面进行加工。所述内圆弧表面加工装置还可以进一步包括后套12以及压紧螺钉11，所述后套12套设于所述中空柱状壳体10上，所述压紧螺钉11套设于所述后套12中并通过所述后套12将所述PZT执行器13压紧，使所述PZT执行器13获得初始压应力。请参照图3，所述内圆弧表面加工装置还可以进一步包括控制单元(图中未标出)，用于向所述PZT执行器13输入控制信号。压电陶瓷驱动器在控制信号的作用下向压电陶瓷执行器输入特定电压，压电陶瓷带动柔性铰链18输出相应的位移，刀具17安装在柔性铰链18上，实现高精度的位移输出。所述PZT执行器13的最大输出位移为30μm。请参照图2，所述桥式柔性铰链18包括两个桥基181、桥台182以及两个连接部183，所述桥台182设置于两个桥基181之间，所述连接部183连接于所述桥台182和所述桥基181之间。所述桥式柔性铰链18为一体成型结构。所述桥式柔性铰链18的材料选自CuBe2、60Si2Mn、65Mn和3J21弹性合金。所述连接部183包括至少一对内陷的拱形结构，所述拱形结构对称设置于所述连接部183的两侧。所述拱形结构的半径优选为2mm，且所述连接部183的厚度优选为1.5mm。如图2为桥式柔性铰链的主要尺寸示意图，其中：R为直圆的切割半径，H＝2R+T，B是柔性铰链的厚度，T为最薄处的厚度，l为两直圆圆心的距离，X和Y分别是两个方向的最大尺寸，总体尺寸X和Y要求尽量小。保持b＝3mm不变。R和T是最重要的两个尺寸参数，对两个参数进行讨论分析。采用ANSYS进行仿真分析，包括三个部分：前处理、计算和后处理。前处理的任务就是建立有限元模型，故又称建模。内容包括定义单元类型、材料特性，建立实体模型并对其进行网格划分、定义边界条件。常见的建模方式有命令流、GUI和外部导入三种方式。本文从solidworks中导入三维模型。为了得到最合适的切割半径R和最小厚度T，取T以0.5的间隔从1mm递增到2mm，R以1mm的间隔从1mm增加到3mm进行仿真。以PZT执行器的最大输出位移30μm作为柔性铰链的输入位移进行仿真分析，每组参数下的有限元分析过程与前文所述一致，以图所示的两个面作为仿真分析中的输入位移(力)、输出位移测量面，最终得到的输出位移结果如表1-2所示：表1不同R、T参数柔性铰链的输出位移(μm)(输入位移＝30μm)表2不同R、T参数柔性铰链的输出位移(μm)(输入力＝200N)由上表结果可知：不管是输入30μm位移的情况还是输入200N力的情况，随着最小厚度T的增大，柔性铰链的输出位移逐渐减小，而相反的随着切割半径R的增大，柔性铰链的输出位移逐渐增大，因此增大切割半径R和减小最小厚度T都可以提高柔性铰链的输出位移。在输入30μm位移的情况下，不同R和T参数的输出位移相差并不大，而在输入200N力的情况下，不同R和T参数的输出位移存在较大差距。结合两表可以发现，当R＝1mm，T＝2mm时，若要达到30μm的输出位移，所需要的输入力是其它参数组合的数倍，乃至数十倍，这对PZT的输出能力提出非常高的要求，对与本设计所采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内圆弧表面加工装置，其特征在于，包括：中空柱状壳体、PZT执行器、联轴器、连接螺柱、刀具以及桥式柔性铰链；所述PZT执行器、所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链顺序连接设置所述中空柱状壳体中；所述桥式柔性铰链的一端固定设置所述中空柱状壳体中，所述桥式柔性铰链的另一端连接于所述连接螺柱；所述刀具固定设置于所述桥式柔性铰链上；所述中空柱状壳体具有开口；所述加工装置在使用时，所述PZT执行器依次挤压所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链，使所述桥式柔性铰链形变，从而带动所述刀具从所述开口露出对内圆弧表面进行加工。

【技术特征摘要】
1.一种内圆弧表面加工装置，其特征在于，包括：中空柱状壳体、PZT执行器、联轴器、连接螺柱、刀具以及桥式柔性铰链；所述PZT执行器、所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链顺序连接设置所述中空柱状壳体中；所述桥式柔性铰链的一端固定设置所述中空柱状壳体中，所述桥式柔性铰链的另一端连接于所述连接螺柱；所述刀具固定设置于所述桥式柔性铰链上；所述中空柱状壳体具有开口；所述加工装置在使用时，所述PZT执行器依次挤压所述联轴器、所述连接螺柱以及所述桥式柔性铰链，使所述桥式柔性铰链形变，从而带动所述刀具从所述开口露出对内圆弧表面进行加工。2.根据权利要求1所述的内圆弧表面加工装置，其特征在于，进一步包括后套以及压紧螺钉，所述后套套设于所述中空柱状壳体上，所述压紧螺钉套设于所述后套中并通过所述后套将所述PZT执行器压紧，使所述PZT执行器获得初始压应力。3.根据权利要求1所述的内圆弧表面加工装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖欢平，
申请(专利权)人：厦门麦科普睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35