[发明专利]一种超精密飞切加工机床的压电陶瓷式微进给装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷式微进给装置，具体涉及一种超精密飞切加工机床的压电陶瓷式微进给装置。 

背景技术

在激光核聚变及强激光武器等技术需求的牵引下，许多国家先后建造了多台大型激光装置，需要采用大量的光学零件，KDP即磷酸二氢钾晶体因具有较高的非线性和激光损伤阈值，被广泛的应用于激光和非线性光学领域。KDP晶体光学零件要求具有高精度的面形质量和良好的表面粗糙度，但KDP晶体具有质软、易碎等不利于光学加工的特点，传统的磨削和抛光方法不适于加工KDP晶体，必须采用超精密加工技术加工KDP晶体，KDP晶体的加工必须采用专用的KDP晶体超精密飞切加工机床。而高精度微量进给装置是此种机床的一个关键性装置。目前KDP晶体加工工艺中要求机床具有小于2μm的切削深度，而现有的KDP晶体超精密飞切加工机床的刀架采用丝杆螺母的微进给方案实现进给，其进给分辨率最高仅为10μm，远未达到加工工艺要求，且其调节不便，不能实现进给量的精确调节，严重影响机床的加工精度。此外,目前绝大多数压电陶瓷式微进给装置采用柔性铰链作为压电陶瓷致动器的支撑和导向元件,其刚度较低,不适用于高速飞切机床,不能满足KDP晶体超精密飞切加工机床使用要求。 

发明内容

本发明为解决现有的KDP晶体超精密飞切加工机床刀架的微进给装置采用丝杆螺母的微进给方式，进给分辨率不足、不能精确调节进给量以及目前普遍采用的柔性铰链同压电陶瓷致动器相结合的微进给装置刚度过低不适用于高速飞切机床的问题，进而提供一种超精密飞切加工机床的压电陶瓷式微进给装置。 

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的一种超精密飞切加工机床的压电陶瓷式微进给装置包括刀架壳体、进给轴、预紧螺钉、压电陶瓷致动器、压盖、粗调螺母、两个半圆体钢球、夹刀块、滑环和驱动电源，刀架壳体的中部沿刀架壳体的竖直方向加工有贯通的轴孔，刀架壳体上位于轴孔的中部沿水平方向加工有与轴孔相通的螺母安装槽，且螺母安装槽与轴孔同轴设置，进给轴一端的中心处沿轴向加工有盲孔，进给轴上位于盲孔的底部沿进给轴的径向加工有薄壁空腔，加工完薄壁空腔后，所述薄壁空腔的底部形成弹性薄膜，进给轴的中部外壁上加工有外螺纹，进给轴的一端内壁上加工有内螺纹， 进给轴上部开有沿径向的第一引线孔，压电陶瓷致动器的两端分别固接有一个半圆体钢球，压电陶瓷致动器安装在盲孔的底部，粗调螺母安装在螺母安装槽内，进给轴依次穿过轴孔和粗调螺母，且进给轴中部外壁的外螺纹与粗调螺母螺纹连接，预紧螺钉插入进给轴的盲孔内与内螺纹螺纹连接，压电陶瓷致动器上靠近预紧螺钉一端的半圆体钢球与预紧螺钉底端紧贴设置，压电陶瓷致动器上靠近薄壁空腔一端的半圆体钢球设置在薄壁空腔内，压盖穿过预紧螺钉安装在刀架壳体的外壁上，压盖上加工有第二引线孔，第二引线孔与第一引线孔相连通，压电陶瓷致动器的引线由下至上依次穿过第一引线孔和第二引线孔，并通过机床上的滑环与设置在机床外部的驱动电源连接，进给轴位于薄壁空腔的一端外壁上安装有刀具基座。 

本发明与现有技术相比具有以下有益效果： 

1.本发明采用粗调与精调分开且串联的形式以及变形区域的整体结构避免了由机械连接引起的结构间隙，提高了刀架的进给精度；进给精度达到1μm。 

2.本发明结构简单、尺寸小，压电陶瓷致动器通过滑环连接驱动电源，使刀架得以安装与高速飞切机床上；并且其由薄壁空腔形成弹性薄膜的结构在极大程度上降低进给方向结构刚度的同时，还有效地保持了其它方向上的刚度，从而使刀架在高速旋转的离心作用下保持应有刚度，保证机床的加工精度。 

3.本发明工艺性能好，易于加工制造。 

4.本发明不仅适用于KDP晶体超精密飞切加工机床，同时还适用于其它飞切加工机床。 

附图说明

图1是本发明的微进给刀架的主剖视图。图2是图1中A-A面的剖面图。图3是本发明在KDP晶体超精密飞切加工机床上的安装示意图。 

具体实施方式