[实用新型]一种超精密微进给刀架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精密、超精密机械加工装置技术领域，尤其是涉及一种利用超磁致伸缩以实现微进给的精密、超精密微进给刀架。

背景技术

精密和超精密加工技术的发展和推广，提高了整个机械制造业的加工精度和技术水平，并普遍提高了机械产品的质量、性能和竞争力。超精密加工已达到了亚微米级，甚至是纳米级。精密制造技术在超精密零件加工、超精密异形零件加工、超精密光学零件加工、微机电系统器件加工等领域有广泛应用。

超精密位移机构是定位系统进给元件，也是对工艺系统误差进行动态、静态补偿的关键机构。为了获得高精度的位移分辨率，运动系统对驱动器及其相关部件均有很高要求。超精密进给机构一般是利用机械传动、直线电机、电磁力和智能材料等实现超精密进给。

目前使用较多的智能材料是压电陶瓷，由于压电陶瓷驱动器具有体积小、分辨率高、不发热、无噪声等特点，是应用较广泛的微位移机构控制器件。其基本原理是利用压电陶瓷的逆压电效应，给压电陶瓷施加相应的控制电压，使压电陶瓷产生相应的应力和应变。利用压电陶瓷产生相应的应力和应变，可以直接驱动二维柔性铰链微动机构实现微位移，使后者达到精确的二维定位目的。但压电陶瓷驱动器在超精密进给中的运用存在以下问题：压电陶瓷本身固有的非线性、滞后、蠕变等特点，导致压电陶瓷的非线性效应，给压电陶瓷的控制带来了困难；压电陶瓷驱动器由于采用叠片结构，从而带来漂移现象；压电陶瓷在高压下工作下防止漏电的结构较为复杂。

发明内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单实用、控制精确的超精密微进给刀架。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种超精密微进给刀架，通过连接板与机床溜板连接，其不同之处在于：它包括有工控机、D/A转换器、超磁致微进给驱动器、弹性刀杆、检测装置；工控机、D/A转换器、超磁致微进给驱动器依次做电连接，超磁致微进给驱动器与弹性刀杆连接，在靠近弹性刀杆的机床上设置有检测装置，检测装置与工控机做电连接；其中：超磁致微进给驱动器包括有壳体、筒形骨架、线圈、超磁致伸缩棒、输出轴、压簧、预压螺母，壳体为中空结构，筒形骨架连接在壳体内部，超磁致伸缩棒套在筒形骨架内，环形的线圈缠绕在超磁致伸缩棒外侧的筒形骨架筒体上；输出轴一端穿入筒形骨架抵住超磁致伸缩棒，另一端穿出预压螺母与弹性刀杆相连，预压螺母与壳体联接，在输出轴与预压螺母间配备有压簧；线圈与所述D/A转换器电连接以接收信号产生磁场，超磁致伸缩棒产生轴向应变推动输出轴微进给输出。

所述检测装置包括有微位移传感器、A/D转换器，微位移传感器与A/D转换器电连接后接入所述工控机，微位移传感器测量弹性刀杆的微位移并传送给工控机进行反馈控制.

所述超磁致伸缩棒与线圈间设置有冷却系统，冷却系统由进水管、冷却管、出水管组成，进水管、出水管设置在所述壳体上，冷却管包绕在超磁致伸缩棒外侧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)采用超磁致伸缩材料实现超精密微位移进给，控制方便，能够实现超精密微小位移进给；

(2)微位移传感器测量微进给刀架的微位移进给，实现刀架的微位移可控；

(3)弹性连接刀杆安装刀具，实现高精度和高表面质量的微细加工；

(4)通过溜板连接板可方便地与现有精密、超精密、各种加工中心溜板的连接，连接方便可靠，而且与各种机床互换性好，简单易行。

附图说明：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型图1的左视图；

图3为本实用新型实施例的超磁致微进给驱动器的剖示图；

图4为本实用新型实施例的弹性刀杆的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的控制系统原理图。

图中：1-过渡连接板，2-超磁致微进给驱动器，3-连接螺钉，4-垫圈，5-输出轴，6-进水管，7-出水管，8-溜板连接板，9-螺钉，10-线圈，11-超磁致伸缩棒，12-压簧，13-壳体，14-预压螺母，15-连接螺栓，16-弹性刀杆，17-压紧螺钉，18-金刚石车刀，19-工控机，20-D/A转换器，21-微位移传感器，22-A/D转换器，131-筒形骨架，501-连接螺孔。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，参见图1至图5：