[发明专利]一种基于压电陶瓷片逆压电效应的一维振动装置

说明书

技术领域

本发明属于能量辅助机械加工的技术领域。

背景技术

薄壁微构件是高精度惯导传感器中的核心构件，其加工质量直接影响导航精度，由于其特征尺寸为微米级，目前比较好的办法就是采用微细铣削的加工方式进行加工，但是在实际的加工过程中，由于微细铣削过程，切削刀具的刚度很低，切削过程复杂，常规微铣削的加工方式中刀具磨损严重，直接造成加工表面质量差，成品率地低，振动辅助微铣削能够对切削过程中产生的再生振颤可以很好的抑制，另外振动切削对刀具使用寿命的延长也有一定作用，对加工表面质量和残余应力都有很好的改善作用，因而具有重要研究意义。

现有的一维振动装置主要包括谐振式振动和非谐振式振动。谐振式振动的特点是频率不可调，并且振动过程中速度时刻变化，因此使用场合受到很大限制，在应用到振动辅助切削时加工表面质量较差，形成的刀纹杂乱，深浅不一，残余应力大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压电陶瓷片逆压电效应的一维振动装置，是为了解决现有高精度惯导传感器中薄壁微构件加工时，所用的一维振动装置存在谐振式振动的特点是频率不可调，并且振动过程中速度时刻变化，及刀纹杂乱、深浅不一和残余应力大的问题。

所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种基于压电陶瓷片逆压电效应的一维振动装置，它包括左侧第一压电陶瓷环组1、左侧第二压电陶瓷环组2、右侧第一压电陶瓷环组3、右侧第二压电陶瓷环组4、第一球面垫圈5、第二球面垫圈6、振动台7、第一螺栓8、第二螺栓9、楔形块动块10、工作台左侧板11、工作台右侧板12、工作台底板13、楔形块定块14；

工作台左侧板11的左侧面上和右侧面上之间水平排列有通孔11-1和通孔11-2，工作台右侧板12的左侧面上和右侧面上之间水平排列有螺纹孔12-1和螺纹孔12-2，振动台7的左侧面上和右侧面上之间水平排列有通孔7-1和通孔7-2，振动台7的上表面开有用于装夹被加工工件15的槽7-3，第一螺栓8穿过工作台左侧板11的通孔11-1、左侧第一压电陶瓷环组1、振动台7的通孔7-1、右侧第一压电陶瓷环组3和第一球面垫圈5后与工作台右侧板12的螺纹孔12-1螺纹紧固连接，第二螺栓9穿过工作台左侧板11的通孔11-2、左侧第二压电陶瓷环组2、振动台7的通孔7-2、右侧第二压电陶瓷环组4和第二球面垫圈6后与工作台右侧板12的螺纹孔12-2螺纹紧固连接，工作台左侧板11和工作台右侧板12都安装在工作台底板13，工作台左侧板11与工作台右侧板12相互平行，使第一螺栓8的轴心线和第二螺栓9的轴心线互相平行并处在同一个水平面内，楔形块定块14的小角度锐角的角度与楔形块动块10的小角度锐角的角度相同，楔形块定块14的长度小于楔形块动块10的长度，楔形块定块14和楔形块动块10都设置在振动台7的槽7-3内，楔形块定块14的长直角面与振动台7的槽7-3内的左侧面固定连接，楔形块定块14的斜面与楔形块动块10的斜面滑动连接，并使楔形块定块14的长直角面与楔形块动块10的长直角面平行，当楔形块动块10的长直角面平行向右移动时能夹紧设置在楔形块动块10的长直角面与振动台7的槽7-3内的右侧面之间的被加工工件15，其中左侧第一压电陶瓷环组1和左侧第二压电陶瓷环组2与右侧第一压电陶瓷环组3和右侧第二压电陶瓷环组4两端施加的交变电场相位相差180°。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

1、本发明利用了压电陶瓷的逆压电效应，振动台左右两端压电陶瓷施加的相位相差180°交变电压，使左右两端产生相同方向的应力，推动振动台向一个方向运动，并且振动的频率可以调节；

2、本发明通过调整交变电压幅值可以调整一维平台的振幅，通过调整交变电压的频率可以调整振动平台的振动频率；

3、本发明中设置了自锁式夹紧装置，不会因为振动而造成振动台上工件的松脱，同时也可以减小安装误差；

4、本发明中的压电陶瓷和工作台侧板中间安装了球面垫圈，这样既可以利用球面垫圈的弹性吸收侧板的加工和安装误差，同时又可以增加摩擦力，在螺栓受到轴向应力是防止螺栓松脱。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图。

具体实施方式