压电陶瓷微动机构在超精密车削中的应用

摘要：维护的基本元素 高速切削技术 高速干切削技术的产生 刀具长度的测量 刀具的磨损 金刚石在花岗石加工中的应用前景 梯形螺纹 安全化仪表控制系统 控制阀的标准化表现在下列方面 控制阀应用中存在的问题 ,压电陶瓷微动机构在超精密车削中的应用 超精密车削是超精密加工中一种重要的加工方式，主要用于加工金属平面反射镜、红外锗透镜、非球曲面光学透镜等的超精表面。要实现超精密压电陶瓷微动机构在超精密车削中的应用

　　超精密车削是超精密加工中一种重要的加工方式，主要用于加工金属平面反射镜、红外锗透镜、非球曲面光学透镜等的超精表面。要实现超精密车削，除需要配备超精密车床、高精度测量设备及锋利的金刚石刀具外，高精度微进给机构在超精密车削中也起着举足轻重的关键作用。压电陶瓷微动机构在超精密车削中主要用于以下几方面。

　　(1)微量进给机构

　　在超精密车削中，实现刀具的精确微小位移是进行超精密加工的必要条件。超精密加工所能达到的精度水平在很大程度上取决于微进给技术水平的高低，如零件尺寸公差的控制精度取决于横向进给装置的精度［2］，日益兴起的超薄切削以及非对称曲面车削等都需要采用高精度微量进给机构，研究结果表明，采用闭环控制的压电陶瓷微动机构可较好满足这方面的要求。德国DI公司生产的压电陶瓷微动机构采用高精度电容传感器作为测量元件，可实现纳米级精度控制。

　　(2)误差补偿执行机构

　　误差补偿的实质是通过运动副的移动使刀具或工件在机床空间误差的反方向产生相对运动以消除误差。误差补偿在大多数情况下是通过改变切削深度(变化量等于误差值)来实现的，而压电陶瓷微动刀架可作为误差补偿的执行机构直接驱动刀具或工件作微小位移。由于压电陶瓷微动机构具有高频响特性，采用一维压电陶瓷微动刀架补偿机床主轴回转误差效果很好［3，4］。美国LLL实验室1983年研制成功的DTM-3卧式大型光学金刚石车床和1984年研制成功的LODTM立式大型光学金刚石车床均采用了压电陶瓷微动刀架作为误差补偿的执行机构，提高了机床的加工精度［5］。采用二维压电陶瓷微动刀架作为误差补偿执行机构，可大幅度提高工件轮廓加工精度。

　　(3)溜板运动误差校正执行机构

　　在超精密车削加工中，机床溜板运动的直线度误差是影响加工精度的主要误差源之一，仅靠提高溜板零部件的加工精度和装配精度难以完全保证溜板的运动精度，如在生产型机床上要将溜板运动的直线度误差控制在0.1μm／200mm以内是相当困难的，因此需要对溜板的运动进行误差校正。采用压电陶瓷微动机构作为超精密车床溜板运动误差校正的执行机构效果较好。日本东京工业大学采用由标准直尺、电容式非接触位移计以及作为误差校正执行元件的压电陶瓷微动机构组成的控制系统进行了溜板运动误差校正试验，由安装在工作台一侧的两个传感器测量工作台在水平方向的位移和摆动，然后反馈给压电陶瓷微动机构进行导轨在线位移补偿，使溜板在水平方向的运动直线度误差小于0.14μm／600mm，偏摆小于0.14″［8］；Hyung-seokLee等人采用TWYMAN-GREEN干涉仪和压电陶瓷微动机构在线测量和补偿溜板在垂直面内的直线度、滚摆和摇摆误差，使直线度达到纳米级精度，滚摆和摇摆误差分别达到0.1arcs和0.06arcs［9］；作者在HCM-Ⅰ型超精密数控车床上采用自行研制的一维压电陶瓷微动刀架在线补偿溜板的直线度误差，用于加工端面和圆柱面时效果显著［6，7］。

维护的基本元素 高速切削技术 高速干切削技术的产生 刀具长度的测量 刀具的磨损 金刚石在花岗石加工中的应用前景 梯形螺纹 安全化仪表控制系统 控制阀的标准化表现在下列方面 控制阀应用中存在的问题