一种三维椭圆振动切削装置

摘要

本发明涉及一种三维椭圆振动切削装置，属于难加工材料切削和超精密切削加工领域。金刚石刀具由分别沿X向、Y向和Z向的柔性铰链机构进行导向，并由分别沿X向、Y向和Z向的三个压电叠堆驱动，X向与Z向压电叠堆由沿各自轴线方向的预紧螺栓进行预紧，Y向压电叠堆通过螺栓旋紧楔块预紧，三个方向的预紧过程相互独立；通过调整和匹配三个压电叠堆驱动信号的初始相位和幅值，使金刚石刀具的刀位点运动在X-Y平面和Y-Z平面的投影分别为椭圆运动、在X-Z平面的投影为往复椭圆运动或直线运动。本发明结构新颖简单、易于实施，有利于获得金刚石刀具的最佳切削加工性。

主权项

一种三维椭圆振动切削装置，其特征在于：前挡板通过螺钉与基体固定连接，上挡板与基体固定连接，金刚石刀具与基体上的刀座通过紧定螺钉一固定连接，X向支撑梁通过紧定螺钉二与基体右侧固定连接，X向压电叠堆固定端与X向压电叠堆座固定连接，X向压电叠堆座通过X向预紧螺栓与X向支撑梁固定连接，X向不锈钢球冠体与X向压电叠堆自由端固定连接，该X向不锈钢球冠体前端与X向右导向动臂顶接；Y向压电叠堆固定端通过下方的楔块组与Y向支撑梁连接，楔块组通过Y向预紧螺栓与Y向支撑梁固定连接，支撑梁通过紧定螺钉四与基体连接，Y向不锈钢球冠体与Y向压电叠堆自由端固定连接，该Y向不锈钢球冠体前端与刀座顶接；Z向压电叠堆固定端与Z向压电叠堆座固定连接，Z向压电叠堆座通过Z向预紧螺栓与Z向支撑梁固定连接，Z向支撑梁通过紧定螺钉三与基体的X向右导向动臂和Y向左导向动臂连接，Z向不锈钢球冠体与Z向压电叠堆自由端固定连接，该Z向不锈钢球冠体前端与刀座顶接；X向电容位移传感器与X向电容位移传感器夹紧装置固定连接，X向电容位移传感器夹紧装置通过X向电容位移传感器紧定螺钉与基体左立柱固定连接；Y向电容位移传感器与Y向电容位移传感器夹紧装置通过Y向电容位移传感器紧定螺钉固定连接，Y向电容位移传感器夹紧装置与基体固定连接；Z向电容位移传感器与Z向电容位移传感器夹紧装置固定连接，Z向电容位移传感器夹紧装置通过Z向电容位移传感器紧定螺钉与基体固定连接；基体是一个由线切割加工而成的整体机构，分为左、中、右三部分：所述基体的左侧部分包括左立柱和X向左导向动臂，该X向左导向动臂采用单轴铰链，左立柱上开有通孔用于安装电容位移传感器，以及固定电容位移传感器夹紧装置的螺孔；所述基体的中间部分是刀座部分，刀座向外突出，刀座与能实现Y和Z两个方向的运动四组对称的双轴柔性铰链铰接，该四组对称的双轴柔性铰链分别是左前下双轴柔性铰链、左前上双轴柔性铰链、左后下双轴柔性铰链、左后上双轴柔性铰链、右前下双轴柔性铰链、右前上双轴柔性铰链、右后下双轴柔性铰链、右后上双轴柔性铰链；所述基体的右侧部分有X向右导向动臂，该X向右导向动臂采用单轴铰链。