[发明专利]二维压电振动平台

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种超声振动铣削工作台。

背景技术

振动铣削与普通铣削加工相比，具有切削力减小、切削热降低、工件表面质量提高、精度提高、切屑处理容易、刀具耐用度提高、加工稳定、生产率高等优点，解决了难加工材料和普通材料的加工问题。而振动的方式是实现振动铣削的重要部分，振动方式不同对工件的加工过程有着重大影响。

现如今开展的超声振动铣削研究，多为一维结构，一般利用超声波发生器作为激励源，提供高频、小振幅的谐波运动，再通过超声波换能器将其转化为机械能，引起特定形状导管的共振，以放大振幅，带动固定在前端的刀具作往复高频振动。但是振动波形不能根据需要任意控制，而且这种装置必须具备很高的抗弯曲刚度，保证刀具能够平行地往复振动，否则，刀具偏离理想轨迹会恶化加工质量，降低表面粗糙度。

本项目研制的二维压电振动平台是通过压电叠堆执行器的周期变形，实现工件在X、Y方向的低频振动，工作台带动工件振动，利用工件振动的方式避免了上述刀具振动的缺点，该振动工作台也可用于振动筛选等其他用途。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足和应用前景提供一种结构简单，低频，振动频率、幅值和波形均可控，可以实现工件振动的二维压电振动平台，本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种二维压电振动平台，它具有以下特点：4只压电叠堆执行器上下、左右对称布置，并用螺钉将其各自外侧固定在底板。螺钉为六角螺钉。各压电叠堆执行器的内侧通过柔性铰链分别与位于中间位置的圆盘连接。圆盘上设有至少3个螺纹孔，本案例中圆盘上设有的螺纹孔为均布的4个。底板上设有安装孔。底板的一侧还设有压电输入输出端口通过导线与各压电叠堆执行器分别连接。

由于采用上述技术方案，本发明提供一种二维压电振动平台，通过一种简单的结构，实现了低频，频率、幅值和波形均可控，工件振动的二维振动平台，可以得到更好的振动加工效果。

附图说明

图1为二维压电振动平台结构的主视图；

图2为二维压电振动平台结构的俯视图；

图3为二维压电振动平台结构的左视图；

图中：1、底板，2、圆盘，3、压电叠堆执行器，4、压电输入输出端口，5、六角螺钉，6、柔性铰链，7、通孔，8、螺纹孔。

具体实施方式

附图1表示出本发明的结构示意图，采用的是压电执行器驱动工件振动的方式，从而实现振动切削加工。

压电输入输出端口接收不同波形的振动信号。这种二维压电振动平台，它用4只压电叠堆执行器3上下、左右对称布置，并用螺钉5将其各自外侧固定在底板1上。本案例中螺钉5为六角螺钉。而各压电叠堆执行器3的内侧通过柔性铰链6各自分别与连接到位于中间位置的圆盘2连接。圆盘2上设有至少3个螺纹孔8。本案例中圆盘2上设有的螺纹孔）为均布的4个。底板1上设有安装孔7，底板1的一侧还设有压电输入输出端口4通过导线与各压电叠堆执行器3分别连接。盘2是用来与工件连接的部分，通过螺纹孔8进行螺栓连接将工件夹具固定在上面。上下、左右两对压电叠堆执行器3与圆盘2通过柔性铰链6连接，这样就可以实现压电叠堆执行器3在接到振动信号后，带动圆盘2振动，从而带动工件按着给定的波形进行XY两个方向的振动。压电输入输出端口4与外部的压电放大器连接，接收放大器信号，实现整个振动平台所需要的波形，同时可以通过输入信号改变振动频率和幅值，控制工件的振动位移和振动频率，从而获得良好的加工效果，特别是在微细加工中可有效提高工件的加工质量。同时此振动平台还可用于生产流程中，用于颗粒、粉状物料等筛选中。

本项目提出的二维振动平台，利用了压电叠堆执行器的压电效应。压电叠堆执行器通过柔性铰链与工件固定装置连接，在其周期振动时，可准确带动工件XY向振动，从而实现二维振动铣削加工。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。