[发明专利]一种基于锐角直板型柔性铰链的振动辅助旋转切削装置

权利要求书

1.一种基于锐角直板型柔性铰链的振动辅助旋转切削装置，其特征在于：压电叠堆一、压电叠堆二分别用预紧螺钉一、预紧螺钉二安装在柔性装置平台上，电容式位移测量挡板一、电容式位移测量挡板二分别用紧固螺钉与柔性装置平台连接，电容式位移传感器一、电容式位移传感器二分别通过紧固螺钉安装在电容式位移传感器夹座上，电容式位移传感器夹座通过紧固螺钉安装在柔性装置平台上，金刚石刀具与柔性铰链平台通过紧固螺钉固定连接，柔性铰链平台通过固定螺钉与安装基座连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于锐角直板型柔性铰链的振动辅助旋转切削装置，其特征在于：所述柔性装置平台是左右对称结构，以其中一侧为例，柔性铰链组由并联直角型柔性铰链一、直角型柔性铰链二、直角型柔性铰链三，直圆型柔性铰链，锐角直板型柔性铰链组成，其中，直角型柔性铰链三与刀具安装平台连接，电容式位移测量挡板座两端与并联直角型柔性铰链一连接，该并联式直角型柔性铰链一采用直角柔性铰链、单个柔性铰链中包含的四个小分支间成平行四边形排列，形成单自由度封闭结构，直角型柔性铰链二安装在并联式直角型柔性铰链对面，电容式位移测量挡板座前面与锐角直板型柔性铰链连接，该锐角直板型柔性铰链内的两个铰链成60°夹角，该锐角直板型柔性铰链对面还有两个直圆型柔性铰链。

3.根据权利要求1所述的一种基于锐角直板型柔性铰链的振动辅助旋转切削装置，其特征在于：所述金刚石刀具的刀尖产生的旋转轨迹方程表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{2l_1\left(\right(2-\sqrt{3}\left)A_{2}sin\right(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_2)-2A_{1}sin\left(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_1\right))}{3l_0}\\ y=0\\ z=\frac{2\left(A_2\sin \right(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_2)-A_{1}sin(\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\φ}}_1\left)\right)}{3}+\sqrt{{l_0}^2-x^2}-l_0\end{array}\right.$

其中,A₁,A₂分别为两个压电叠堆驱动信号的幅值，t是时间变量,ω为压电叠堆驱动信号的频率，φ₁,φ₂为压电叠堆驱动信号的相位差，经过运动与刀座参数的空间坐标转换；l₀为压电叠堆不施加力时刀位点P₀到刀尖O₀的距离,l₁为压电叠堆不施加力时刀位点P₀到压电叠堆施加力时刀尖O₁的距离。