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精密平面磨床微进给及微位移工作台的设计 精密平面磨床微进给及微位移工作台的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:09:20

《精密平面磨床微进给及微位移工作台的设计》修改意见稿

1、“.....往往采用微量进给运动,例如,超光滑表面的精加工,要求每次进给量为微米级,这是般机械所难于达到的,用微位移机构很容易实现。微调微调是精密机械中常遇到的难题,实现高精度准确可靠的微调,是保证机构调整到正确位置的关键,特别是在车床运作时的动态实时调整,难度相当大,而微位移系统真是解决这类问题的关键。无锡太湖学院学士学位论文微位移器件在磨床中所需要具备的条件位移的压电器件,应满足下列要求压电灵敏度高,即单位电压变形大。行程大,电压变形曲线重复性好。体积小,稳定性好不易老化。压电陶瓷的主要特点是变形量小,即在压电陶瓷上施加较高的电压时,任然获得的行程很小。所以在设计微位移器件时,应该尽量提高压电陶瓷的变形量,以满足设计的要求。微位移行程的提高提高微位移行程有利有弊,其措施可以从以下几个层面考虑增加压电陶瓷的成长度和提高施加的电压或采用压电堆,提高变形量,此为常用的方法......”

2、“.....而提高电压则会造成使用不便。减少压电陶瓷的厚度,可使变形量增加,但是减少压电陶瓷的厚度,会使机械强度下降,如果是承受较大的轴向载荷时,可能会破坏器件,在设计时应该兼顾机械强度。不同的材料压电系数不同,可根据需要选择不同的材料。压电晶体在不同的方向施加电压,产生的压电系数不同。压电电致伸缩器件在微位移系统结构中的优点压电电致伸缩器件是本课题设计所采用的新型微位移器件。它本身具有体积小结构紧凑分辨率高控制简便等优点,并且它没有热问题,这意味着它不会对该精密平面磨床产生因发热而引起的附加误差。采用这种器件制成微位移系统还能较容易的实现精度为的超精密定位,因此,作为理想的微位移驱动器,压电电致伸缩器件在精密机床中得到了广泛的应用。压电与电致伸缩效应机电偶合效应电介质在外加电场作用下......”

3、“.....会产生两种效应,即逆压电效应和电致伸缩效应,统称机电耦合效应。电致伸缩效应在外界电场的作用下,电介质因感应极化作用而引起的应变,该应变的大小与电场平方成正比,与电场的方向无关。精密平面磨床微进给及微位移工作台设计逆压电效应电介质在外界电场的作用下,产生应变,应变的大小与电场成正比,应变的方向与施加电场方向有关。逆压电效应仅在无对称中心晶体才有,而电致伸缩效应应在所有的电介质晶体中都存在,但是般都比较软弱。压电单晶体如石英罗息盐等的压电系数比电致伸缩系数打几个数量级,在低于的电场作用下,只有逆电压效应。微位移系统的结构设计微位移工作台的组成个良好的微位移系统,需要组性能良好的微进给机构,而微位移机构是精密加工中的关键装置。根据本设计的要求,并从位移精度位移范围机构刚度预紧结构剪应力传递和密封性能等等方面综合考虑,微位移工作台设计成立时结构......”

4、“.....推动板弹簧产生变形,并在计算机控制下输入精度的电压信号以产生相应的微位移。微位移工作台工作原理该系统包括宏进给定位工作台和微位移定位工作台。首先,机床工作台进行粗进给,即级进给,粗进给工作台实现高速运动,满足磨削加工的高响应高效率的要求。微位移工作台的具体结构见图。图微位移工作台结构图电阻应变片压盘电致伸缩陶瓷子紧弹簧子紧螺栓密封圈密封帽上平台压紧圈板弹簧支撑套基座。微位移机构工作台采用电致伸缩瓷驱动器和板弹簧组合的方式,利用子紧弹簧和子紧无锡太湖学院学士学位论文螺栓的微小弹性变形来传递位移,推动微动工作台,实现微量寄给,具有体积小,机构紧凑。无机械摩擦无间隙等优点,。满足精密加工对微定位的要求。由图可见,它由电致伸缩陶瓷制动器板弹簧支撑套后套基座上平台压紧圈压盘预紧螺栓密封帽及形圈等零部件组装而成。板弹簧的设计与用途弹簧有各种各样的用途......”

5、“.....弹簧是种对负荷很敏感的蓄能装置,其主要性能是能够容许很大的扰度而不致损坏并当负荷除去之后能回复到它原来的大小和形状,尽管大多数弹簧是机械弹簧,其效果能来自金属构件固有的弹簧也可以采用液压弹簧和空气弹簧。为了使弹性材料发生变形,施加的力必须逐渐增大。根据定义,功等于作用力的平均值乘以距离。就弹簧来说,变形时所做的功是作为弹性势能储存在弹簧里的,当负荷减去时,弹性势能就会再释放出来。而储存在弹簧里的能量可用来减振或推动机构。板弹簧是微位移工作系统中的主要变形元件,它的设计,计算十分重要。微位移工作台的行程很小,约小于,所以板弹簧在强度能满足的前提下,变形量却不大,为此主要计算板弹簧在电致伸缩陶瓷推动力作用下其变形量是否能达到设计要求。板弹簧作为微位移工作台中的弹性元件......”

6、“.....所以可以将上平台和压盘视为刚体,装配时上平台板弹簧,压盘紧密连接。因此,板弹簧,上平台与压盘连接部分不发生形变,则板弹簧可简化为外径,内径的弹性圆环,内嵌直径为的刚体,二者之间刚性连接。工作台受力模型可简化为图。图工作台受力模型预紧力与系统分辨率分辨率是指机构输入信号改变最小量值时,微位移机构最大的变化量,其值为式中系统的分辨率精密平面磨床微进给及微位移工作台设计微位移机构最大的位移量控制系统的精度。由上式可知,系统分辨率与系统最大位移量成线性关系。电致伸缩陶瓷制动器的位移量随着载荷的增加而减小。当预紧力增大时,随着陶瓷致动器位移量的减小,系统的位移量也减小,但由于消除了间隙,提高了接触刚度,在不提高控制系统精度的情况下,可以提高系统的分辨率。预紧力增加,可以使微进给机构的刚度频响和分辨率提高,但同时会减少微进给机构的工作行程......”

7、“.....在不超过陶瓷制动器设计载荷的前提下,施加合理的预紧力。本章小结微位移系统的分类设计实用性的合理分析是本章内容的关键,也是整个精密平面磨床设计的核心骨干,在设计方面查阅了很多的资料,筛选的过程数据虽然冗杂但是在耐心仔细钻研下都被攻克。弹簧板和预紧力分析更是将工作台的精密性和可靠性得到了提升。无锡太湖学院学士学位论文微进给机构系统的设计微进给机构的结构和特点根据平面磨床加工的不同工作情况,采用垂直微进给机构可以使得磨头得到手动进给自动进给快速升降等运动。其中自动进给和手动进给是该机构主要结构和特点自动进给由伺服电机驱动蜗杆,传动与其相啮合的螺旋齿轮,转动与螺旋齿轮刚性连接的丝杆副的螺母,移动丝杆使其与其固定在连接的磨头架垂直运动。手动进给在床身后,与伺服电机相连接的蜗杆轴上装有直吃锥齿轮,转动相啮合的另锥齿轮轴,通过蜗杆螺旋齿轮副可获得磨头上下调整移动,在平时......”

8、“.....手动进给是自动进给此外,垂直进给机构与横向进给机构最大的不同点是垂直进给机构中往往有个转向的传动副,如锥齿轮涡轮蜗杆副等。如垂直进给机械机构装配图图所示,可得出本磨床垂直微进给机构的结构和特点。图垂直进给机构装配图精密平面磨床微进给及微位移工作台设计图进给机构示意图确定微进给机构设计方案数控车床靠步进电机带动滚珠丝杠传动,由于滚珠丝杠可以有过盈量,传动无间隙,精度主要靠机床本身和程序保证。在加工过程中可以自动测量,并能自动补偿刀具磨损及其他原因产生的误差。所以加工质量好,精度稳定。还可以用编程的方法车出形状复杂,普通和接口提供电源。机床控制面板通过芯扁平电缆直接与连接。将模块和驱动模块分别通过总线与线连驱动模块为伺服惦记和主轴惦记提供电源,同时伺服电机和主轴电机通过反馈电缆将信号反馈驱动模块,进而通过总线反馈给。检查系统接线是否正确,可以通过按的按件......”

9、“.....如果状态表中地址发生变化,则说明接线基本正确。本章小结老机床的数字化改造,使旧机床焕发了新的生命力,提高了生产率,加工精度和可靠性。作为可应用于机床数字化改造的产品之西门子数控系统,讲其运用于工作台可实现数字化控制,且提升加工精度的同时,方便的技术人员的操作与管理。数控技术与微进给机构微位移系统相结合。平面磨床的工作台设计得以完整。精密平面磨床微进给及微位移工作台设计结论和展望本次设计在收集了相关微进给机构系统方面的资料以及原有机型的基础上,对微进给及微位移技术进行了进步的认识和理解。是我对大学这几年来所学知识的个总结。此次设计进行的主要工作和结论如下在总结了国内外精密平面磨床加工技术的基础上了解到精密加工技术和超精密加工技术在全国乃至世界制造业中占有不可小觑的地位。在以广东机械厂的为原型机的基础上,结合四年大学所学......”

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