[发明专利]一种激光辅助式微振切削装置

权利要求书

1.一种激光辅助式微振切削装置，其特征在于：包括柔性微振机构、压电驱动器和压电驱动器固紧支架，所述柔性微振机构包括U形底座、四个类弹簧直板柔性铰链组、纵向位移放大机构、双向扫描振镜和装刀基座；所述柔性微振机构为一体式柔顺运动机构，利用柔性微振机构的U形底座与机床固接，U形底座左右两支撑臂分别与四个类弹簧直板形柔性铰链组一端连接，四个类弹簧直板形柔性铰链组另一端分别与纵向位移放大机构左右两侧面连接，纵向位移放大机构输出端与双向扫描振镜和装刀基座连接，柔性微振机构内侧纵向位移放大机构部分装配有一个压电驱动器，并利用螺钉预紧，通过控制输入信号并基于纵向位移放大机构把横向输入位移转变成纵向输出位移，以实现沿装刀基座y方向的上下振动，柔性微振机构U形底座一端设计有对称的两个缺口，用以装配压电驱动器固紧支架，利用螺钉通过压电驱动器固紧支架中间的螺纹孔对压电驱动器进行预紧，通过控制输入信号以实现装刀基座x方向的左右振动；所述双向扫描振镜和装刀基座为一整体结构，双向扫描振镜包括两个垂直配置的反射镜，能够实现两个反射镜上下位置的微调，并能实现反射镜的90度旋转；所述的一种激光辅助式微振切削装置，可以通过双向扫描振镜的主动调整，把侧向射入的聚焦激光束导向刀具前刀面前方一定距离处，所述激光辅助式微振切削装置可以通过主动控制两个压电驱动器的输入信号，实现聚焦激光束和刀具在同一平面内同频同向振动，进而保证刀具切削材料状态的一致性；

所述纵向位移放大机构的结构是：纵向位移放大机构采用杠杆和半桥式位移放大原理实现沿y轴方向位移的放大，杠杆底部采用直圆形柔性铰链作为导向，半桥式位移放大机构采用直板形柔性铰链作为导向，半桥式位移放大机构输出端与双向扫描振镜和装刀基座连接，并通过直板形柔性铰链进行导向，杠杆底部直圆型柔性铰链与上方半桥式位移放大机构组合，将靠近杠杆底部直圆形柔性铰链一侧的压电驱动器提供的水平力变为竖直力，通过输出端作用于双向扫描振镜和装刀基座，实现双向扫描振镜和装刀基座的上下微振。

2.根据权利要求1所述的一种激光辅助式微振切削装置，其特征在于：该装置可以安装在不同超精密机床上，利用机床运动轴和激光辅助式微振切削装置中两压电驱动器的协调动作，可以实现对难加工材料的高精密切削，尤其适用于大尺寸复杂表面微结构的高效高质加工，同时也可以显著提高切削用量的可调阈值，减小刀具磨损，增加面向不同尺度微结构表面的加工柔性。