[发明专利]一种用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置

说明书

一种用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置，包括基座、刀柄、镗刀以及进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器，刀柄一端插置在基座内，另一端与镗刀固定连接，杠杆轴前后穿过基座、刀柄将刀柄与基座连接在一起、并使刀柄可沿杠杆轴旋转，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器分别通过预紧螺钉可调节地穿置在基座的上下两侧，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器与杠杆轴垂直设置且里端分别与刀柄靠近尾部的上下两侧相抵，进刀或退倒时，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器的变形位移通过杠杆轴转变为刀具的径向位移。本发明结构简单、易于加工制造，具有高精度、高分辨率和快速响应的特点。

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置，具体涉及一种用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置。

背景技术

活塞在高温、高压和周期性冲击的恶劣环境下工作，发动机燃烧气体的压力会导致活塞不均匀的变形。为了使工作状态下活塞外部形状和圆柱形缸体相适应，活塞销孔与活塞销相适应，提高发动机活塞连杆部件的承载能力，活塞外部形面设计为中凸变椭圆，销孔侧母线设计为双曲线或多段微变量折线。其中销孔侧母线轮廓度误差不大于3μm，线段升程锥度不大于1:1000，即镗削刀具轴向进给1mm，径向进给1μm，因此需要研制高精度、高分辨率的微量进给装置才能保证活塞销孔的形状精度。

经查，现有专利公开号为CN 103481106B的中国专利《一种超精密飞切加工机床的压电陶瓷式微进给装置》，进给轴加工有薄壁空腔，在其底部形成弹性薄膜，压电陶瓷致动器通过两个半圆体钢球安装在预紧螺钉与弹性膜之间，并通过滑环与驱动电源连接；粗调螺母安装在螺母安装孔内，进给轴依次穿过轴孔和粗调螺母，预紧螺钉插入进给轴的盲孔内与内螺纹螺纹连接，进给轴的位于薄壁空腔的一端外壁上安装有刀具基座。该微进给装置也是采用压电陶瓷驱动，但该装置仅能实现轴向上微量进给，不能满足销孔加工的径向进给要求。另外，国防科学技术大学的王宏亮也设计了一种基于压电陶瓷驱动的活塞异形销孔镗削径向微进给机构，该机构由于采用柔性铰链作为压电陶瓷驱动器的支撑和导向元件实现位移转变，刚度较低，不能保证加工精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单合理、易加工的用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置，具有高精度、高分辨率和快速响应的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于活塞销孔加工的压电陶瓷配合杠杆机构的微进给装置，其特征在于：包括基座、刀柄、镗刀以及进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器，刀柄的一端插置在基座内，另一端伸出基座外与镗刀固定连接，一杠杆轴前后穿过基座、刀柄将刀柄与基座连接在一起、并使刀柄可沿杠杆轴旋转，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器分别通过预紧螺钉可调节地穿置在基座的上下两侧，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器与杠杆轴垂直设置且进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器的里端分别与刀柄靠近尾部的上下两侧相抵，进刀或退倒时，进刀压电陶瓷驱动器和退刀压电陶瓷驱动器的变形位移通过杠杆轴转变为刀具的径向位移。

作为改进，所述基座的外端凹设有供刀柄插置的U型槽，U型槽的宽度大于刀柄的直径，基座的中部靠近外端的一侧前后方向开设有供杠杆轴穿置的贯穿孔，杠杆轴的前端设有与贯穿孔相抵的端面，后端设有外螺纹段，刀柄的中部开设有供杠杆轴穿置的轴孔，杠杆轴穿过基座的前端面、刀柄的轴孔、基座的后端面，通过一配套的螺母拧紧固定。

再改进，所述刀柄的轴孔的前后两端凹设有扩径的台阶孔，杠杆轴的前段成型有与刀柄的轴孔前端的扩径的台阶孔相抵定位的扩径段，在刀柄的轴孔后端的扩径的台阶孔内设有一弹簧，弹簧套设在杠杆轴外，支撑在该台阶孔与基座内壁之间以实现对刀柄的夹紧。