并联驱动振动辅助旋转车削装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种并联驱动振动辅助旋转车削装置，所述装置包括：柔性装置平台、压电叠堆一、压电叠堆二；所述压电叠堆一、压电叠堆二分别用压电叠堆预紧螺钉一、压电叠堆预紧螺钉二安装在所述柔性装置平台上；电容式位移测量挡板一和电容式位移测量挡板二分别用紧固螺钉与所述柔性装置平台进行联接；电容式位移传感器一、电容式位移传感器二分别对应安装在电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二上。本实用新型专利技术采用L型直板柔性铰链，优点是结构新颖、柔性好，呈对称性分布，易于控制微位移运动的精度，易于控制其刀具运动平台空间中的旋转轨迹。

Parallel driven vibration assisted rotary turning device

The utility model discloses a parallel driving vibration auxiliary rotary turning turning device. The device comprises a flexible device platform, a piezoelectric stack one and a piezoelectric stack two, and the piezoelectric stack one and the piezoelectric stack two are pre tightened with a piezoelectric stack, and the piezoelectric stack pre tightening screw two is installed on the flexible device platform. The capacitive displacement measuring baffle 1 and the capacitive displacement measuring baffle two are connected with the flexible device platform respectively with the fastening screws, and the capacitive displacement sensor one and the capacitive displacement sensor two are respectively installed on the capacitance displacement sensor clip seat one and the capacitive displacement sensor clamp two. The utility model adopts the L type direct plate flexure hinge, which has the advantages of novel structure, good flexibility, symmetry distribution, easy to control the precision of micro displacement motion, and easy to control the rotation trajectory in the space of the tool motion platform.

【技术实现步骤摘要】
并联驱动振动辅助旋转车削装置
本技术涉及零件加工
，具体地说，特别涉及一种并联驱动振动辅助旋转车削装置。
技术介绍
碳化硅、陶瓷等硬脆性材料耐磨损、耐腐蚀、生物相容性以及高温稳定性等优点而被广泛应用于超精密切削及难加工材料复杂光学零件加工
但同时，该类材料硬度高、断裂韧性低，加工过程中刀具磨损严重，导致工件表面质量降低。近年来全世界范围内的专家学者们致力于研究一种难加工材料的高效加工技术，椭圆振动切削正是在此基础上发展起来的，椭圆振动切削间歇型切削和摩擦力逆转特性使得其被公认为是最具有发展潜力的一种高效加工难加工材料的方式，但是其又由于相邻轨迹间的振痕无法消除，成为限制其进一步发展的瓶颈，振动辅助旋转切削加工是在椭圆振动辅助切削的基础上发展而来，不仅汲取了椭圆振动切削优点，且旨在解决椭圆存在以上问题进而提高加工效率和质量。在振动辅助旋转切削过程中，刀具绕刀尖圆弧中心(刀位点)以一定的旋转速度来回摆动，工件绕旋转主轴高速旋转，刀具的振动切削振动相对于工件表面产生了连续重叠的S型轨迹，在每一个周期，刀具刀触点相对于工件的位置在不停的变化，同时在工件的切削方向上留下微型形貌。因此，本技术通过建立刀具角-位、轨迹数学模型，进而对工件曲面进行微观形貌分析，实际振动切削实验之前的建模仿真对整个实验无疑有着重要的参考和指导意义。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本技术实施例提供了一种并联驱动振动辅助旋转车削装置。所述技术方案如下：一方面，提供了一种并联驱动振动辅助旋转车削装置，包括：柔性装置平台、压电叠堆一、压电叠堆二；所述压电叠堆一、压电叠堆二分别用压电叠堆预紧螺钉一、压电叠堆预紧螺钉二安装在所述柔性装置平台上；电容式位移测量挡板一和电容式位移测量挡板二分别用紧固螺钉与所述柔性装置平台进行联接；电容式位移传感器一、电容式位移传感器二分别对应安装在电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二上；所述电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二通过电容式位移传感器安装夹紧固螺钉安装在柔性装置平台上；金刚石刀具安装在旋转平台上通过紧固螺钉连接；力传感器通过紧固螺钉固定连接；上盖板与柔性装置平台通过紧固螺钉固定连接。可选地，所述柔性装置平台包括：柔性铰链，所述柔性铰链包括：直板型并联柔性铰链一、直板型并联柔性铰链二、直板型并联柔性铰链三、直板型并联柔性铰链四以及L型直板柔性铰链五；所述直板型并联柔性铰链一位于所述柔性装置平台后端立柱上，所述电容式位移传感器安装夹安装插孔位于两固定连接柔性装置平台螺纹孔之间，所述柔性装置平台固定连接螺纹孔位于柔性装置平台与力传感器固定结构上，直板型并联柔性铰链二位于压电叠堆驱动块上下两侧，直板型并联柔性铰链三位于压电叠堆驱动块前端下方，直板型并联柔性铰链四位于柔性装置平台前段下侧，柔性装置平台运动台位于柔性装置平台前段中间位置分布两侧分布L型直板柔性铰链五。可选地，所述柔性铰链平台上设置有三个呈120°分布的直板型并联柔性铰链四，作为所述金刚石刀具的定位刀位点，其中，L直板型柔性铰链五通过优化其尺寸进而实现刀具摆角的角度控制。可选地，所述L型直板柔性铰链五包括两个直板型柔性铰链，单侧L型直板铰链两两平行，形成两自由度封闭系统，并且直板型并联柔性铰链二单侧柔性铰链中包含的四个小分支间成平行四边形排列，也形成单自由度封闭系统。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术柔性铰链平台上设计了三个呈120°分布的直板型并联柔性铰链四来实现金刚石刀具的定位刀位点，运动定位精度比只在一侧分布柔性铰链定位高，同时，利用L型直板柔性铰链五具有良好的弹性功能保证了刀具绕刀位点左右摆动的有效运动，其中，直板型并联柔性铰链三起到驱动力定位作用，使驱动力一直沿Y方向直线运动。本技术通过旋转装置使金刚石刀具刀尖绕刀尖圆弧中心(刀位点)往复旋转，刀具参与切削的圆弧随着刀具的旋转而改变，刀具与工件在切削过程中始终接触，但刀具切削力不再固定于一点，刀具切削力被均匀化，从而提高刀具寿命。本技术由于刀具摆动过程中切削点的切削时间将变的非常短，致使温度对刀具的影响将显著降低；同时在旋转切削过程中，切削液由于毛细管壁网络在刀具接口中的动力学作用而进入切削区域，并且通过物理和化学作用吸附在毛细管壁上形成边界润滑层，然而，当切削高强度陶瓷材料时，刀具-工件接触压力非常大，使得毛细管壁难以形成，并且液体不能进入切削区域，这种情况可以通过刀具的旋转来改善，由于刀具周围的润滑剂可以穿透前刀面和后刀面，致使增加了润滑效果，进而提高加工质量。本技术采用L型直板柔性铰链，优点是结构新颖、柔性好，呈对称性分布，易于控制微位移运动的精度，易于控制其刀具运动平台空间中的旋转轨迹。本技术的旋转柔性装置中两个压电叠堆一，压电叠堆二驱动相互平行，分别驱动独立的柔性铰链，相互之间不存在耦合，能够实现柔性装置较高的控制精度，同时旋转角度可以由压电叠堆驱动信号的参数来调整。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例一的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置建立整体装配前轴侧图；图2是本技术实施例一的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置建立整体装配后轴侧图；图3是本技术实施例一的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置建立柔性铰链平前轴侧图；图4是本技术实施例一的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置前端示意图；图5是本技术实施例一的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置前端简化示意图；图6是本技术实施例二的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置建立运动仿真示意图；图7是本技术实施例二的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置建立运动轨迹仿真示意图；图8是本技术实施例二的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置简化示意图；图9是本技术实施例二的一种并联驱动振动辅助旋转车削装置简化左侧驱动运动模型示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本技术提供了一种并联驱动振动辅助旋转车削装置，是一种基于L型柔性铰链的并联驱动振动辅助旋转车削装置，参见图1-5，将压电叠堆一10、压电叠堆二6分别用压电叠堆预紧螺钉一11、压电叠堆预紧螺钉二5安装在柔性装置平台4上；电容式位移测量挡板一8和电容式位移测量挡板二(图中未标示)分别用紧固螺钉与柔性装置平台4进行联接；电容式位移传感器一7、电容式位移传感器二(图中未标示)分别对应安装在电容式位移传感器夹座一9、电容式位移传感器夹座二(图中未标示)上；电容式位移传感器夹座一9、电容式位移传感器夹座二通过电容式位移传感器安装夹紧固螺钉安装在柔性装置平台4上；金刚石刀具2安装在旋转平台408上通过紧固螺钉连接；力传感器3通过紧固螺钉固定连接；上盖板1与柔性铰链平台4通过紧固螺钉固定连接。本技术所述柔性装置平台4呈对称分布如图3、4、5所示，对右侧进行分析，直板型并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联驱动振动辅助旋转车削装置，其特征在于，包括：柔性装置平台、压电叠堆一、压电叠堆二；所述压电叠堆一、压电叠堆二分别用压电叠堆预紧螺钉一、压电叠堆预紧螺钉二安装在所述柔性装置平台上；电容式位移测量挡板一和电容式位移测量挡板二分别用紧固螺钉与所述柔性装置平台进行联接；电容式位移传感器一、电容式位移传感器二分别对应安装在电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二上；所述电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二通过电容式位移传感器安装夹紧固螺钉安装在柔性装置平台上；金刚石刀具安装在旋转平台上通过紧固螺钉连接；力传感器通过紧固螺钉固定连接；上盖板与柔性装置平台通过紧固螺钉固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种并联驱动振动辅助旋转车削装置，其特征在于，包括：柔性装置平台、压电叠堆一、压电叠堆二；所述压电叠堆一、压电叠堆二分别用压电叠堆预紧螺钉一、压电叠堆预紧螺钉二安装在所述柔性装置平台上；电容式位移测量挡板一和电容式位移测量挡板二分别用紧固螺钉与所述柔性装置平台进行联接；电容式位移传感器一、电容式位移传感器二分别对应安装在电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二上；所述电容式位移传感器夹座一、电容式位移传感器夹座二通过电容式位移传感器安装夹紧固螺钉安装在柔性装置平台上；金刚石刀具安装在旋转平台上通过紧固螺钉连接；力传感器通过紧固螺钉固定连接；上盖板与柔性装置平台通过紧固螺钉固定连接。2.如权利要求1所述的并联驱动振动辅助旋转车削装置，其特征在于，所述柔性装置平台包括：柔性铰链，所述柔性铰链包括：直板型并联柔性铰链一、直板型并联柔性铰链二、直板型并联柔性铰链三、直板型并联柔性铰链四以及L型直板柔性铰链五；所述直...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洁琼，赵东坡，卢明明，周家康，周刚，陈斌，王浩，谷岩，韩金国，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22