一种楔形预紧的二维柔顺振动平台制造技术

本发明专利技术公开了一种楔形预紧的二维柔顺振动平台，包括驱动源、柔顺振动平台、基座和楔形预紧装置；所述柔顺振动平台包括圆弧型柔性铰链、外侧直梁型柔性铰链、工作台、内侧直梁型柔性铰链和柔顺振动平台外侧架体。当两个方向的驱动源同时运动时，使工作台产生了两个方向的机械振动，实现了二维振动辅助加工。驱动源通过圆弧型柔性铰链为工作台提供微米级的振动，外侧直梁型柔性铰链和内侧直梁型柔性铰链关于工作台对称布置，实现了工作台的解耦运动，为振动平台的高精度运动提供保证。本振动平台采用楔形预紧装置，调节更直观，预紧力均匀。通过调整预紧螺钉的位置，实现为不同类型和尺寸的驱动源预紧的目的，适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种楔形预紧的二维柔顺振动平台
本专利技术涉及精密加工及特种加工领域，具体是一种楔形预紧的二维柔顺振动平台。
技术介绍
在加工结构复杂且尺寸小的微型零件时，微细铣削加工技术占有极其重要的地位。但加工硬脆材料时，容易出现刀具磨损、加工表面质量差、加工效率低等问题。振动辅助加工具有降低切削力，降低刀具磨损率，减少毛刺形成，加工硬脆材料和改善表面光洁度等优点。因此，在加工硬脆材料等难加工的微小零件时，振动辅助微细铣削加工成为了一种有效的加工方法。超声变幅杆、超声换能器的尺寸较大，对微型铣床的整机刚度影响较大。申请号为201610202687.6的文献公开了一种基于柔性铰链结构的二维超声振动平台，其通过两个相互垂直布置的超声波发生装置为柔性铰链结构的平台提供二维振动，但是其尺寸大，对微型铣床的整机刚度影响较大。同时，其没有预紧装置，由于平台刚度的存在，当超声波发生装置高频振动时，存在超声变幅杆与平台相互分离的情况，不能保证加工精度。目前针对压电陶瓷驱动的振动平台多采用螺钉直接预紧，但是存在预紧力调节不直观，预紧力不均匀等问题。并且一个振动平台只能用一种型号的压电陶瓷，适应性不强。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种楔形预紧的二维柔顺振动平台。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种楔形预紧的二维柔顺振动平台，其特征在于该振动平台包括驱动源、柔顺振动平台、基座和楔形预紧装置；所述柔顺振动平台包括圆弧型柔性铰链、外侧直梁型柔性铰链、工作台、内侧直梁型柔性铰链和柔顺振动平台外侧架体；所述柔顺振动平台外侧架体与基座连接；所述工作台位于柔顺振动平台的中间位置，通过对称布置的内侧直梁型柔性铰链与外侧直梁型柔性铰链连接，外侧直梁型柔性铰链与柔顺振动平台外侧架体连接；两个楔形预紧装置相互垂直布置；楔形预紧装置位于柔顺振动平台外侧架体内部，与柔顺振动平台外侧架体内部接触，柔顺振动平台外侧架体为楔形预紧装置的移动提供轨道；楔形预紧装置一端与预紧螺钉接触，另一端内部有驱动源，通过调整预紧螺钉，实现驱动源的预紧；所述驱动源通过圆弧型柔性铰链与工作台接触。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：1)当两个方向的驱动源同时运动时，使工作台产生了两个方向的机械振动，实现了二维振动辅助加工。本振动平台通过压电制动器驱动，其工作频率范围大，幅值、波形可控，运动精度高。2)本振动平台整体尺寸小，对微型铣床的整机刚度影响小，易于提高加工精度。3)本振动平台采用楔形预紧装置，调节更直观，预紧力均匀。通过调整预紧螺钉的位置，实现为不同类型和尺寸的驱动源预紧的目的，适应性强。4)考虑卧式微型铣床的空间布局及微型机床电主轴的结构限制，本振动平台安装在工件一侧，将振动施加在工件一侧，符合实际工况，满足振动辅助微细铣削的实际需求，实施难度小，且驱动源出现问题时可及时进行检测与维护。5)驱动源通过圆弧型柔性铰链为工作台提供微米级的振动，外侧直梁型柔性铰链和内侧直梁型柔性铰链关于工作台对称布置，实现了工作台的解耦运动，为振动平台的高精度运动提供保证。附图说明图1是本专利技术一种实施例的整体结构等轴测示意图；图2是本专利技术一种实施例的整体结构主视示意图；图3是本专利技术一种实施例的整体结构俯视示意图；图4是本专利技术图3中A位置去除预紧装置压板后的局部放大视图；图中：1-预紧装置压板；2-驱动源；3-柔顺振动平台；3.1-圆弧型柔性铰链；3.2-外侧直梁型柔性铰链；3.3-工作台；3.4-内侧直梁型柔性铰链；3.5-柔顺振动平台外侧架体；4-基座；5-楔形预紧装置；5.1-上楔形预紧块；5.2-下楔形预紧块；6-预紧螺钉；具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种楔形预紧的二维柔顺振动平台(参见图1-4，简称振动平台)，其特征在于该振动平台包括驱动源2、柔顺振动平台3、基座4和楔形预紧装置5；所述柔顺振动平台3包括圆弧型柔性铰链3.1、外侧直梁型柔性铰链3.2、工作台3.3、内侧直梁型柔性铰链3.4和柔顺振动平台外侧架体3.5；所述柔顺振动平台外侧架体3.5通过连接件(本实施例为螺钉)与基座4连接；所述工作台3.3位于柔顺振动平台3的中间位置，通过对称布置的内侧直梁型柔性铰链3.4与外侧直梁型柔性铰链3.2连接，外侧直梁型柔性铰链3.2与柔顺振动平台外侧架体3.5连接；两个楔形预紧装置5相互垂直布置；楔形预紧装置5位于柔顺振动平台外侧架体3.5内部，与柔顺振动平台外侧架体3.5内部接触，柔顺振动平台外侧架体3.5为楔形预紧装置5的移动提供轨道；楔形预紧装置5一端与预紧螺钉6接触，另一端内部有驱动源2，通过调整预紧螺钉6，实现驱动源2的预紧；所述驱动源2通过圆弧型柔性铰链3.1与工作台3.3接触，为工作台3.3提供两个自由度的驱动，实现两个方向的振动。该振动平台还包括预紧装置压板1；所述预紧装置压板1通过连接件(本实施例为螺钉)安装在柔顺振动平台外侧架体3.5上，其下表面与楔形预紧装置5接触，防止楔形预紧装置5从柔顺振动平台3内滑脱。所述楔形预紧装置5包括上楔形预紧块5.1和下楔形预紧块5.2；上楔形预紧块5.1和下楔形预紧块5.2相互接触；上楔形预紧块5.1与预紧螺钉6接触，驱动源2位于下楔形预紧块5.2内部。所述驱动源2采用压电制动器。本专利技术的工作原理和工作流程是：通过调节预紧螺钉6，推动上楔形预紧块5.1移动，使下楔形预紧块5.2在柔顺振动平台外侧架体3.5内移动，实现驱动源2的预紧。通过外部装置输入波形，控制驱动源2产生合适的频率和振幅，从而使外侧直梁型柔性铰链3.2和内侧直梁型柔性铰链3.4产生相应微米级变形，从而使工作台3.3产生机械振动。可以通过输入信号改变驱动源2的频率和振幅，调节工作台3.3的振动频率和振幅，提高了振动平台的工作带宽。当两个方向的驱动源2同时运动时，使工作台3.3产生了两个方向的机械振动，实现了二维振动辅助加工。本专利技术未述及之处适用于现有技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维柔顺振动平台，其特征在于该振动平台包括驱动源、柔顺振动平台、基座和楔形预紧装置；所述柔顺振动平台包括圆弧型柔性铰链、外侧直梁型柔性铰链、工作台、内侧直梁型柔性铰链和柔顺振动平台外侧架体；所述柔顺振动平台外侧架体与基座连接；所述工作台位于柔顺振动平台的中间位置，通过对称布置的内侧直梁型柔性铰链与外侧直梁型柔性铰链连接，外侧直梁型柔性铰链与柔顺振动平台外侧架体连接；两个楔形预紧装置相互垂直布置；楔形预紧装置位于柔顺振动平台外侧架体内部，与柔顺振动平台外侧架体内部接触，柔顺振动平台外侧架体为楔形预紧装置的移动提供轨道；楔形预紧装置一端与预紧螺钉接触，另一端内部有驱动源，通过调整预紧螺钉，实现驱动源的预紧；所述驱动源通过圆弧型柔性铰链与工作台接触。

【技术特征摘要】
1.一种二维柔顺振动平台，其特征在于该振动平台包括驱动源、柔顺振动平台、基座和楔形预紧装置；所述柔顺振动平台包括圆弧型柔性铰链、外侧直梁型柔性铰链、工作台、内侧直梁型柔性铰链和柔顺振动平台外侧架体；所述柔顺振动平台外侧架体与基座连接；所述工作台位于柔顺振动平台的中间位置，通过对称布置的内侧直梁型柔性铰链与外侧直梁型柔性铰链连接，外侧直梁型柔性铰链与柔顺振动平台外侧架体连接；两个楔形预紧装置相互垂直布置；楔形预紧装置位于柔顺振动平台外侧架体内部，与柔顺振动平台外侧架体内部接触，柔顺振动平台外侧架体为楔形预紧装置的移动提供轨道；楔形预紧装置一端与预紧螺钉接触，...

【专利技术属性】
技术研发人员：商鹏，黄思硕，刘腾，景秀并，王福军，毛翔，戚开诚，田佳，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12