一种用于精密车床的三维椭圆金刚石振动切削装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于精密车床的三维椭圆金刚石振动切削装置，属于材料自由光学曲面的加工装置。底座与L形预紧板通过上方紧定螺钉、后侧紧定螺母和底侧紧定螺钉固定连接，“口”字形支撑架通过四个对称分布的直圆形柔性铰链与刀架连接，右侧两个相同的压电陶瓷驱动器通过右侧预紧螺钉与“口”字形支撑架顶接，刀架的正后方也有一个后侧压电陶瓷，后侧压电陶瓷通过后侧预紧螺钉与刀架顶接，底座后方底板上有两个相同的固定孔。本实用新型的优点在于：结构新颖简单，易于装配，便于实现，减小了切削力、切削热，同时能够得到较高的振动频率，延长了刀具的使用寿命。
【专利说明】—种用于精密车床的三维椭圆金刚石振动切削装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于材料自由光学曲面的加工装置，尤其是指一种椭圆振动辅助切削装直。
【背景技术】
[0002]自由曲面(Freeform surfaces)光学元件近年来在许多重要的工业领域有着日益增长的应用需求，受到国内外学术界和工程界的高度关注。
[0003]利用快速刀具伺服(Fast Tool Servo)或慢速溜板伺服(Slow Slide Servo)的金刚石车削被认为是一种最有发展前途的光学自由曲面加工方法。然而迄今为止也暴露出了一些问题，主要涉及如下:I)超硬材料、脆性材料、以及黑色金属材料等难加工材料，使得金刚石车削方法对于这些难加工材料的切削加工性受到挑战；2)即使不涉及难加工材料的切削加工性，在车削中名义切削速度总是逐渐减小并趋于零，这使得切削速度趋于零的加工区域表面质量恶化，因此需要探索解耦切削速度对刀具位置的依赖。
[0004]椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting)是二十世纪90年代发展起来的一种加工方法。国内外学者们的研究表明，EVC可减小平均切削力、破坏刀具-工件之间的热化学反应机制、增加材料脆塑性转变的临界切削厚度，因此在改善难加工材料的切削加工性等方面获得了前所未有的关注。尤其是，在车削中利用EVC方法有可能减少切削速度对刀具位置的依赖。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种用于精密车床的三维椭圆金刚石振动切削装置，以解决现有技术不能实现难加工材料自由光学曲面加工的问题。
[0006]本实用新型的技术方案是:底座与L形预紧板通过上方紧定螺钉、后侧紧定螺母和底侧紧定螺钉固定连接，L形预紧板通过四个对称分布的双轴矩形柔性铰链与“ 口 ”字形支撑架连接，“ 口 ”字形支撑架通过四个对称分布的直圆形柔性铰链与刀架连接，右侧两个相同的压电陶瓷驱动器通过右侧预紧螺钉与“ 口”字形支撑架顶接，底侧两个相同的压电陶瓷驱动器通过底侧预紧螺钉与“ 口 ”字形支撑架顶接，刀架的正后方也有一个后侧压电陶瓷，后侧压电陶瓷通过后侧预紧螺钉与刀架顶接，底座后方底板上有两个相同的固定孔。
[0007]本实用新型的优点在于:结构新颖简单，易于装配，便于实现，减小了切削力、切削热，同时能够得到较高的振动频率，延长了刀具的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构示意图；
[0009]图2是本实用新型的正视图；
[0010]图3是图2的后视图；
[0011]图4是图2的左视图；[0012]图5是图2的右视图；
[0013]图6是图2的俯视图；
[0014]图7是图2的仰视图；
[0015]图中，右侧预紧螺钉1、右侧压电陶瓷2、底座3、底侧压电陶瓷4、直圆型柔性铰链
5、刀架6、上方紧定螺钉7、L形预紧板8、双轴矩形柔性铰链9、“口 ”字形支撑架10、底侧预紧螺钉11、后侧压电陶瓷12、后侧预紧螺钉13、后侧紧定螺母14、底侧紧定螺钉15、固定孔16。
【具体实施方式】
[0016]底座3与L形预紧板8通过上方紧定螺钉7、后侧紧定螺母14和底侧紧定螺钉15固定连接，L形预紧板8通过四个对称分布的双轴矩形柔性铰链9与“口 ”字形支撑架10连接，“口”字形支撑架10通过四个对称分布的直圆形柔性铰链5与刀架6连接，右侧两个相同的压电陶瓷驱动器2通过右侧预紧螺钉I与“口”字形支撑架10顶接，底侧两个相同的压电陶瓷驱动器4通过底侧预紧螺钉11与“口 ”字形支撑架10顶接，刀架6的正后方也有一个后侧压电陶瓷12，后侧压电陶瓷12通过后侧预紧螺钉13与刀架6顶接，底座3后方底板上有两个相同的固定孔16。
[0017]本实用新型通过固定孔与车床的固定连接，将底座、微位移柔性机构与压电陶瓷利用螺钉螺母进行装配，并将装配好的装置固定于车床上。通过给三个垂直方向的压电陶瓷施加不同相位差的正弦信号，即给X方向、y方向和z方向分别施加如下信号:
【权利要求】
1.一种用于精密车床的三维椭圆金刚石振动切削装置，其特征在于:底座与L形预紧板通过上方紧定螺钉、后侧紧定螺母和底侧紧定螺钉固定连接，L形预紧板通过四个对称分布的双轴矩形柔性铰链与“ 口”字形支撑架连接，“ 口”字形支撑架通过四个对称分布的直圆形柔性铰链与刀架连接，右侧两个相同的压电陶瓷驱动器通过右侧预紧螺钉与“口”字形支撑架顶接，底侧两个相同的压电陶瓷驱动器通过底侧预紧螺钉与“ 口 ”字形支撑架顶接，刀架的正后方也有一个后侧压电陶瓷，后侧压电陶瓷通过后侧预紧螺钉与刀架顶接，底座后方底板上有两个相同的固定孔。
【文档编号】B23B1/00GK203610672SQ201320848075
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月22日 优先权日:2013年12月22日
【发明者】韩金国, 荆丹, 卢明明, 林洁琼, 靖贤 申请人:长春工业大学