要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)微量進(jìn)給和要求微量進(jìn)給裝置有較***動(dòng)特性時(shí),現(xiàn)在多采用壓電陶瓷微量進(jìn)給裝置。
壓電陶瓷具有逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng),這是電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生變形的基本電偶合效應(yīng)。電致伸縮效應(yīng)的變形量與電場強(qiáng)度的平方成正比。壓電陶瓷用于制造微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)有很多***點(diǎn)
1)能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度無間隙位移。
2)能實(shí)現(xiàn)極精細(xì)的微量位移,分辨力可達(dá)1.0~25m
3)變形系數(shù)較大。
4)有很高的響應(yīng)頻率,其響應(yīng)時(shí)間達(dá)100。
5)無空耗電流發(fā)熱問題。
因此,壓電陶瓷微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研究在國內(nèi)外都倍受重視。
圖中所示為一種壓電陶瓷微進(jìn)給裝置。壓電陶瓷器件3在預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài)下與彈性變形載體刀夾1和后墊塊4粘結(jié)安裝。在電壓作用下陶瓷伸長,推動(dòng)刀夾作徽位移。位移量由電感測頭測出,可作為微位移量的校準(zhǔn),或微位移量的監(jiān)測反饋控制之用。此微位移裝置***大位移辨力001m,靜剛度60Ncm,位移的重復(fù)性較
壓電陶瓷材料具有很高的響應(yīng)頻率,其響應(yīng)時(shí)間僅100s,但從國內(nèi)外的文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo)使用壓電陶瓷制成的微位移裝置其頻響都低于200~300H。如微位移裝置將用于動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償,很需要提高其頻響。這可采取下列措施:
1)研制高頻響驅(qū)動(dòng)電源,這可能是***有效的措施。提高電壓使壓電陶瓷伸長,其過程相當(dāng)于對(duì)壓電陶瓷片組成的電容充電。驅(qū)動(dòng)電源常用0~300V連續(xù)可調(diào)。要求驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)阻小,充電快,就可使微進(jìn)給裝置動(dòng)特性改善
2)減少壓電陶瓷片數(shù),這可提高其頻響,但使總位移量減少。壓電陶瓷微進(jìn)給裝置是有應(yīng)用前景的。美國NL實(shí)驗(yàn)室的LODTM和DTM-3大型超精密機(jī)床都采用了壓電陶瓷微進(jìn)給裝置。該微進(jìn)給裝置不僅用于實(shí)現(xiàn)超薄切削和微量進(jìn)給,同時(shí)還用于加工時(shí)的誤差補(bǔ)償,用于切削加工非軸對(duì)稱特殊型面時(shí)刀具微進(jìn)給的控制。
