高精度小型銑床(關(guān)鍵技術(shù))的研究與開發(fā).pdf

1、隨著民用和國防等眾多領(lǐng)域?qū)ξ⑿⌒突a(chǎn)品需求的不斷增加，人們開始越來越關(guān)注微小零件的設(shè)計(jì)與加工問題。微細(xì)銑削加工技術(shù)在制造復(fù)雜三維幾何形狀微小零件中具有重要的作用。然而，目前許多由金屬材料制成的三維微小零件都是在常規(guī)尺寸的超精密機(jī)床上加工而成的，這些機(jī)床成本高、效率低、能耗大、主軸轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，微小型機(jī)床的誕生就是為了解決這些問題。微小型機(jī)床不僅有助于提高空間利用率和降低成本；而且由于慣性減小，從而容易達(dá)到高速加工和高精度運(yùn)動(dòng)控制。

2、 從銑床的研發(fā)過程來看，高精度小型銑床主要由三個(gè)關(guān)鍵的部分組成，即主軸系統(tǒng)、微進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。本課題針對(duì)于高精度小型銑床的微進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究，設(shè)計(jì)了尺蠖式壓電微進(jìn)給系統(tǒng)。此系統(tǒng)利用了壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生微位移，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器所具有的體積小、位移分辨率高、出力大的有點(diǎn)保證系統(tǒng)具有較高的精度和驅(qū)動(dòng)能力；但是受材料性能的限制，本課題使用的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的最大進(jìn)給距離僅為50μm，對(duì)很多零件來說這很難滿足加工要求。

3、因此，我們利用仿生學(xué)原理模仿尺蠖的爬行方式設(shè)計(jì)了尺蠖式壓電微進(jìn)給裝置，以實(shí)現(xiàn)較長距離的加工進(jìn)給。 設(shè)計(jì)過程中為了不影響壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)精度，本文利用柔性鉸鏈所具備的結(jié)構(gòu)緊湊、無磨損、無傳動(dòng)空程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了柔性鉸鏈平臺(tái)來完成微位移的傳遞，最大限度的減少微位移傳遞過程中在精度上的損失；為了彌補(bǔ)壓電陶瓷進(jìn)給步幅小的缺點(diǎn)，文章利用了杠桿傳遞原理設(shè)計(jì)了柔性鉸鏈杠桿放大機(jī)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)給步幅進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆糯?。文章還針對(duì)尺蠖式壓電微進(jìn)給