基于壓電陶瓷的步進(jìn)式進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研制.pdf

1、超精密加工技術(shù)作為高科技領(lǐng)域中的基礎(chǔ)技術(shù)，已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支撐技術(shù)。精密和超精密機(jī)床在超精密加工技術(shù)的研究和發(fā)展過(guò)程中起著決定性的作用。傳統(tǒng)的超精密機(jī)床的精度主要是靠機(jī)床的基準(zhǔn)元部件的精度達(dá)到的，然而，依靠繼續(xù)提高超精密機(jī)床部件的精度來(lái)提高加工精度已十分困難。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于超精密加工中，以實(shí)現(xiàn)刀具的精確微小位移，并在加工過(guò)程中對(duì)加工誤差做出相應(yīng)補(bǔ)償以保證零件尺寸加工精度和表面質(zhì)量。因此

2、，在超精密加工領(lǐng)域中，微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為十分重要的組成部分。本課題的研究對(duì)于提高超精密機(jī)床的加工精度和工件表面質(zhì)量有著重要的意義。
　　本文采用摩擦驅(qū)動(dòng)原理設(shè)計(jì)了大行程、高分辨率的步進(jìn)式微進(jìn)給機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)、滾珠絲杠傳動(dòng)、空氣靜壓導(dǎo)軌支撐的微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)。本文采用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)壓電陶瓷微驅(qū)動(dòng)器的特性進(jìn)行了測(cè)試，得到了相應(yīng)的特性曲線。根據(jù)氣體潤(rùn)滑的基本原理，推導(dǎo)了空氣靜壓導(dǎo)軌的靜態(tài)性能解析計(jì)算公式，同時(shí)對(duì)空氣靜壓導(dǎo)軌的靜

3、態(tài)特性進(jìn)行了分析。本文設(shè)計(jì)的施壓裝置采用由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的柔性四桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)壓力，用有限元方法對(duì)柔性四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了建模和計(jì)算，通過(guò)對(duì)柔性四桿機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性分析得到了在靜力作用下的變形和應(yīng)力分布。分析了摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性，對(duì)摩擦表面接觸的特性進(jìn)行了分析，并對(duì)摩擦傳動(dòng)在精密定位方面的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文對(duì)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩問(wèn)題進(jìn)行了深入分析，得到了對(duì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響因素；還對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈剛度進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈剛度計(jì)算公式。本文建