一种单晶材料切削自适应微调刀架及切削方法技术

一种单晶材料切削自适应微调刀架及切削方法，刀架包括刀夹、刀具紧固螺钉、刀夹支撑板、刀具加工前角调整组件及刀具切削深度调整组件；刀具加工前角调整组件包括前俯仰驱动机构及后俯仰驱动机构；刀具切削深度调整组件包括底座、前挡板、后挡板、滑块、滑轨、伸缩平衡机构及伸缩驱动机构；方法为：建立平均切削力数据库，数据库中还存储有刀具加工前角和刀具切削深度的最优组合数据；启动切削，对比实际数据与数据库数据，选出匹配数据；根据选出数据调出刀具加工前角和刀具切削深度的最优组合数据；向压电驱动器发出控制信号，对刀具加工前角和刀具切削深度进行微调，直到实际刀具加工前角和刀具切削深度组合数据与数据库中最优组合数据相一致。

A cutting adaptive micro adjusting tool holder and cutting method for single crystal materials

A kind of self-adaptive trimming tool holder and cutting method of single crystal material cutting. Tool holder includes knife clamp, tool fastening screw, knife clamp support plate, tool processing front angle adjusting component and cutting depth adjustment component. The front angle adjusting component of tool processing includes front pitching drive mechanism and rear pitching drive mechanism; cutting depth adjustment of tool is adjusted. The components include the base, the front baffle, the rear baffle, the slide block, the slide rail, the expansion balance mechanism and the expansion and driving mechanism. The method is to establish the average cutting force database, and the database also stores the optimal combined data of the cutting edge and the cutting depth of the cutting tool, and the start cutting is selected for the selection of the data and the data of the actual data and the database. Matching data; the optimal combination of data from the selected data to the cutting edge of cutting tools and cutting depth of cutting tools; a control signal is sent to the piezoelectric actuator to adjust the cutting edge of the tool and the cutting depth of the cutting tool, until the actual cutting depth of the cutting tool is combined with the optimal combination of data in the database. Agreement.

【技术实现步骤摘要】
一种单晶材料切削自适应微调刀架及切削方法
本专利技术属于单晶材料切削加工
，特别是涉及一种单晶材料切削自适应微调刀架及切削方法。
技术介绍
由于单晶材料具有力学和物理性能的各向异性，在经过车加工后，单晶材料的圆周外表面的加工质量也会不尽相同。对于某些单晶材料来说，还会表现出极强的脆硬性，经过单点金刚石刀具的车削后，甚至会在加工表面产生裂纹。在实际切削过程中，单晶材料的切削加工通常是在相同受力条件下完成的，但是由于单晶材料在不同晶向上的塑性变形能力不同，会导致切削力随着晶体取向而产生波动的现象，这种切削力的波动也会导致表面质量出现波动，可能会在一些晶向上发生脆塑转变现象，由于加工后的表面粗糙度存在差异，从而呈现明暗相间的扇形面分布特征。而影响单晶材料表面加工质量的因素有很多，其中金刚石刀具几何参数以及加工工艺参数都会影响表面加工质量。例如，使用金刚石刀具切削单晶硅时，采用合适的负前角、较小的刀具刃口及较小的切削深度，能够更容易获得均匀一致的加工表面。为了实现刀具的一次装夹，提高加工效率，而选用较小的刀具刃口半径，再依据单晶材料特有的力学特性，使用最佳刀具前角和最优切削深度进行组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶材料切削自适应微调刀架，其特征在于：包括刀夹、刀具紧固螺钉、刀夹支撑板、刀具加工前角调整组件及刀具切削深度调整组件；所述刀具加工前角调整组件包括前俯仰驱动机构及后俯仰驱动机构；所述刀具切削深度调整组件包括底座、前挡板、后挡板、滑块、滑轨、伸缩平衡机构及伸缩驱动机构；所述刀夹固装在刀夹支撑板上，刀具通过刀具紧固螺钉与刀夹固定连接；所述刀夹支撑板通过前俯仰驱动机构和后俯仰驱动机构与滑块相连接，且刀夹支撑板位于滑块上方；所述前挡板、后挡板及滑轨固定设置在底座上，滑轨位于前挡板与后挡板之间，且滑轨垂直于前挡板和后挡板；所述滑块安装在滑轨上，滑块相对于滑轨具有直线移动自由度；所述前挡板与滑块...

【技术特征摘要】
1.一种单晶材料切削自适应微调刀架，其特征在于：包括刀夹、刀具紧固螺钉、刀夹支撑板、刀具加工前角调整组件及刀具切削深度调整组件；所述刀具加工前角调整组件包括前俯仰驱动机构及后俯仰驱动机构；所述刀具切削深度调整组件包括底座、前挡板、后挡板、滑块、滑轨、伸缩平衡机构及伸缩驱动机构；所述刀夹固装在刀夹支撑板上，刀具通过刀具紧固螺钉与刀夹固定连接；所述刀夹支撑板通过前俯仰驱动机构和后俯仰驱动机构与滑块相连接，且刀夹支撑板位于滑块上方；所述前挡板、后挡板及滑轨固定设置在底座上，滑轨位于前挡板与后挡板之间，且滑轨垂直于前挡板和后挡板；所述滑块安装在滑轨上，滑块相对于滑轨具有直线移动自由度；所述前挡板与滑块之间通过伸缩平衡机构相连接，所述后挡板与滑块之间通过伸缩驱动机构相连接。2.根据权利要求1所述的一种单晶材料切削自适应微调刀架，其特征在于：所述前俯仰驱动机构与后俯仰驱动机构结构相同，均包括第一压电驱动器、第一传力垫片、第一导向静筒、第一导向动筒及第一支撑弹簧；所述第一导向静筒通过滑块上的安装孔竖直固装在滑块上端面，所述第一导向动筒下端插装于第一导向静筒内，第一导向动筒相对于第一导向静筒具有直线移动自由度；所述第一导向动筒上端通过万向球头结构与刀夹支撑板下端面相连接；所述第一压电驱动器固装在第一导向静筒的最底端，所述第一传力垫片放置于第一压电驱动器上；所述第一支撑弹簧竖直置于第一导向静筒及第一导向动筒内，第一支撑弹簧下端与第一传力垫片抵靠接触，第一支撑弹簧上端与万向球头结构抵靠接触；所述第一压电驱动器的控制端与机床控制系统相连。3.根据权利要求2所述的一种单晶材料切削自适应微调刀架，其特征在于：所述前俯仰驱动机构数量为了两个，两个前俯仰驱动机构对称分布在滑轨两侧；所述后俯仰驱动机构数量为两个，两个后俯仰驱动机构对称分布在滑轨两侧。4.根据权利要求1所述的一种单晶材料切削自适应微调刀架，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括第二压电驱动器、第二传力垫片、第二导向静筒、第二导向动筒及第二支撑弹簧；所述第二导向静筒通过后挡板上的安装孔水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明海，王福宁，郑耀辉，王奔，孔宪俊，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21