一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，涉及一种车刀刀架。柔性铰链整体为n形结构，两侧设有两个竖向支臂，中间位置顶部设有平板，平板与两个竖向支臂之间通过圆弧形柔性铰链部连接为一体，底板固定在两个竖向支臂底部，压电陶瓷固定在底板上且顶部与平板下表面接触，平板上固定金刚石车刀安装板，支撑板顶部设有水平翼并转动连接调高螺栓，其中一个竖向支臂顶部设有调高螺纹孔，调高螺栓与调高螺纹孔旋接配合，支撑板固定有锁紧T型块和导向块，其中一个竖向支臂设有T型槽和导向槽，支撑板底部固定刀架底座。简单方便，精度较高，有效控制超精密切削中金刚石车刀前刀面的高度调节。的高度调节。的高度调节。
【技术实现步骤摘要】
一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架
[0001]本专利技术涉及一种车刀刀架，尤其是一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，属于超精密加工
技术介绍
[0002]20世纪60年代，为了适应现代核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要，超精密加工技术逐渐兴起。目前，使用超精密加工技术制造的超精密组件已经在国防现代化、计算机、电子、现代生物医学等领域实现了广泛的应用。
[0003]由于Y轴制造技术难度较大，所以在超精密车削中，大量使用三轴或四轴(没有Y轴)超精密机床。为获得工件的镜面效果，需要对金刚石车刀的高度进行精确调节，使金刚石车刀前刀面与工件回转轴线处于同一高度。
[0004]传统的金刚石车刀高度调节常采用试切法，刀架整体采用差动螺纹调节装置，调节金刚石车刀高度时，需要先将接触式位移传感器的探头与金刚石车刀上表面接触，然后调节差动螺纹使金刚石车刀向上或向下移动至需要的高度，由于接触式位移传感器需要较长的稳定时间，所以这种高度调节方式需要较长的调节时间，浪费大量的时间。
技术实现思路
[0005]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，它操作简单，方便快捷，且精度较高，能够有效控制超精密切削中金刚石车刀前刀面的高度调节。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，包括底板、柔性铰链、压电陶瓷、金刚石车刀安装板、调高螺栓、支撑板以及刀架底座，所述柔性铰链整体为n形结构，其两侧设有两个竖向支臂，中间位置顶部设有平板，所述平板与所述两个竖向支臂之间通过对称设置的多个圆弧形柔性铰链部连接为一体，所述圆弧形柔性铰链部的数量为大于2的偶数，每个圆弧形柔性铰链部上下均设有圆弧槽，所述底板固定安装在柔性铰链的两个竖向支臂底部，所述压电陶瓷固定在底板上表面，压电陶瓷顶部与柔性铰链的平板下表面接触，柔性铰链的平板上表面固定安装金刚石车刀安装板，所述金刚石车刀安装板上一体设置金刚石车刀固定块对金刚石车刀紧固定位，所述支撑板顶部设有水平翼并竖向开设安装孔，所述调高螺栓上半段与所述安装孔转动连接，柔性铰链的其中一个竖向支臂顶部设有调高螺纹孔，调高螺栓下半段与所述调高螺纹孔旋接配合，支撑板邻近柔性铰链一侧立面中间位置固定有锁紧T型块，所述柔性铰链的其中一个竖向支臂对应位置竖向设有T型槽，所述T型槽与所述锁紧T型块滑动连接，锁紧T型块贯穿有螺纹通孔并旋接紧固螺栓将柔性铰链与支撑板锁紧定位，支撑板邻近柔性铰链一侧立面还固定有导向块，所述柔性铰链的其中一个竖向支臂对应位置竖向设有导向槽，所述导向槽与所述导向块滑动配合，支撑板底部固定刀架底座。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用调高螺栓和压电陶瓷共同进
行高度调节，可实现宏观高度调节和微观高度调节，满足金刚石车刀前刀面高度的大范围精确定位需求，同时保证了刀架整体结构紧凑，柔性铰链采用对称式圆弧形柔性铰链设计，有效提高了柔性铰链整体刚度，该设计方式还避免了两自由度耦合角位移，可有效避免金刚石车刀前刀面发生偏转，使用非接触式电容式位移传感器进行位移测量，避免了传统接触传感器需要长时间稳定的缺点，极大提高了高度的调节效率，增加上防尘盖、左防尘盖和右防尘盖，可有效防止切屑、切削液等杂物进入柔性铰链内部，避免了压电陶瓷控制电路短路，极大提高了装置整体可靠性，压电陶瓷的顶部采用球面设计，保证压电陶瓷不会受到剪切力作用，有效保护压电陶瓷。
附图说明
[0008]图1是本专利技术的拆分结构轴测图；
[0009]图2是本专利技术的组装结构右视图，为便于观看，右防尘盖未表示；
[0010]图3是本专利技术的柔性铰链的轴测图；
[0011]图4是本专利技术的柔性铰链的右视图；
[0012]图5是本专利技术的柔性铰链有限元分析图；
[0013]图6是本专利技术的高度调节流程图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1～图4所示，本专利技术公开了一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，包括底板1、柔性铰链2、压电陶瓷3、金刚石车刀安装板7、调高螺栓10、支撑板11以及刀架底座12，所述柔性铰链2采用对称式圆弧形柔性铰链设计，整体为n形结构，其两侧设有两个竖向支臂25，中间位置顶部设有平板24，所述平板24与所述两个竖向支臂25之间通过对称设置的多个圆弧形柔性铰链部26连接为一体，所述圆弧形柔性铰链部26的数量为大于2的偶数，宜采用4个，每个圆弧形柔性铰链部26上下均设有圆弧槽，所述圆弧槽的圆弧半径取值范围为5～10mm，柔性铰链2整体刚度大于3
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107N/m，所述底板1固定安装在柔性铰链2的两个竖向支臂25底部，所述压电陶瓷3固定在底板1上表面，压电陶瓷3顶部设置为球面并与柔性铰链2的平板24下表面接触，柔性铰链2的平板24上表面固定安装金刚石车刀安装板7，所述金刚石车刀安装板7上一体设置金刚石车刀固定块9，所述金刚石车刀固定块9通过紧固螺钉对金刚石车刀8紧固定位，所述支撑板11顶部设有水平翼并竖向开设安装孔，所述调高螺栓10上半段与所述安装孔转动连接，柔性铰链2的其中一个竖向支臂25顶部设有调高螺纹孔21，调高螺栓10下半段与所述调高螺纹孔21旋接配合，支撑板11邻近柔性铰链2一侧立面中间位置固定有锁紧T型块14，所述柔性铰链2的其中一个竖向支臂25对应位置竖向设有T型槽22，所述T型槽22与所述锁紧T型块14滑动连接，锁紧T型块14贯穿有螺纹通孔并旋接紧固螺栓，通过所述紧固螺栓可将柔性铰链2与支撑板11锁紧定位，支撑板11邻近柔性铰链2一侧立面还固定有导向块15，所述柔性铰链2的其中一个竖向支臂25对应位置
竖向设有导向槽23，所述导向槽23与所述导向块15滑动配合，限定柔性铰链2的竖向移动，支撑板11底部固定刀架底座12，所述刀架底座12可通过螺栓固定在机床上。
[0016]进一步的，在所述压电陶瓷3上通过传感器固定架4固定有电容式位移传感器5，所述电容式位移传感器5用于测定柔性铰链2的平板24下表面的位移，电容式位移传感器5为分辨率0.01μm的非接触式电容式位移传感器。
[0017]进一步的，在所述柔性铰链2的顶部及两侧分别对应固定安装有上防尘盖6、左防尘盖13及右防尘盖16。
[0018]本专利技术整体结构紧凑，通过调高螺栓10和压电陶瓷3共同进行高度调节，调高螺栓10可实现15mm的宏观高度调节，压电陶瓷3可实现0～40μm的微观高度调节，实现了金刚石车刀8前刀面高度的大范围精确定位需求，柔性铰链2采用对称式圆弧形柔性铰链设计，有效提高了整体刚度，参照图5所示，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于压电陶瓷的宏微复合金刚石车刀高度调节刀架，其特征在于：包括底板(1)、柔性铰链(2)、压电陶瓷(3)、金刚石车刀安装板(7)、调高螺栓(10)、支撑板(11)以及刀架底座(12)，所述柔性铰链(2)整体为n形结构，其两侧设有两个竖向支臂(25)，中间位置顶部设有平板(24)，所述平板(24)与所述两个竖向支臂(25)之间通过对称设置的多个圆弧形柔性铰链部(26)连接为一体，所述圆弧形柔性铰链部(26)的数量为大于2的偶数，每个圆弧形柔性铰链部(26)上下均设有圆弧槽，所述底板(1)固定安装在柔性铰链(2)的两个竖向支臂(25)底部，所述压电陶瓷(3)固定在底板(1)上表面，压电陶瓷(3)顶部与柔性铰链(2)的平板(24)下表面接触，柔性铰链(2)的平板(24)上表面固定安装金刚石车刀安装板(7)，所述金刚石车刀安装板(7)上一体设置金刚石车刀固定块(9)对金刚石车刀(8)紧固定位，所述支撑板(11)顶部设有水平翼并竖向开设安装孔，所述调高螺栓(10)上半段与所述安装孔转动连接，柔性铰链(2)的其中一个竖向支臂(25)顶部设有调高螺纹孔(21)，调高螺栓(10)下半段与所述调高螺纹孔(21)旋接配合，支撑板(11)邻近柔性铰链(2)一侧立面中间位置固定有锁紧T型块(14)，所述柔性铰链(2)的其中一个竖向支臂(25)对应位置竖向设有T型槽(22)，所述T型槽(22)与所述锁紧T型块(14)滑动连接，锁紧T型块(14)贯穿有螺纹通孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋禄启，张强，赵学森，胡振江，刘天睿，孙涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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