專利名稱：一種可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具及其補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面型磨損誤差主動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪ゾ呒胺椒ǎ瑢儆诔芗庸ぜ夹g(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超精密器件加工要求同時(shí)達(dá)到材質(zhì)密度高度一致和尺寸、波紋度和粗糙度等指標(biāo)的納米精度，采用傳統(tǒng)去除材料方法加工時(shí)面臨著超低應(yīng)力難以實(shí)現(xiàn)和超低應(yīng)力下難以實(shí)現(xiàn)材料去除的難題。以磨削為基本加工手段，要達(dá)到納米級(jí)尺寸精度、面型精度、表面波紋度、表面粗糙度，且具有好的表面質(zhì)量、小的表面變質(zhì)層、小的殘余應(yīng)力、滿足表面完整性要求，除了需要磨床提供優(yōu)于納米精度的進(jìn)給、準(zhǔn)確控制磨粒的作用方向和作用力之外，對(duì)磨具面型進(jìn)行實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償至關(guān)重要。由于納米精度的磨具難以獲得，尤其是納米精度的面型。當(dāng)磨具覆蓋硬質(zhì)磨粒以后，面型的修整就更加困難。此外，在磨削加工的過程中磨具表面的磨損也會(huì)造成零件加工精度的降低。因此，不能期望磨具具有完美的精度，必須能夠?qū)δゾ弑砻嫘螤钸M(jìn)行控制和調(diào)離
iF. ο現(xiàn)有補(bǔ)償表面誤差方法主要是基于彈性力學(xué)原理的應(yīng)力盤拋光中的拋光工具主動(dòng)變形技術(shù)，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，很難保證生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)傳統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)娜毕?，提出一種可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具及其面型磨損誤差補(bǔ)償方法，實(shí)現(xiàn)高效率低成本、穩(wěn)定可靠的納米精度制造。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案?！N可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具，包括磨具、磨具基體、壓電陶瓷陣列和電壓信號(hào)輸入端子；其中，
所述壓電陶瓷陣列內(nèi)置于磨具中，電壓信號(hào)輸入端子置于壓電陶瓷陣列與磨具基體之間，所述電壓信號(hào)輸入端子的數(shù)量與壓電陶瓷陣列中的壓電陶瓷數(shù)量相同；其中
所述電壓信號(hào)輸入端子的一端與直流電壓相連接，所述電壓信號(hào)輸入端子的另一端與對(duì)應(yīng)的壓電陶瓷陣列中的壓電陶瓷相連接。進(jìn)一步的，為了使每一個(gè)壓電陶瓷單元施加電壓時(shí)互不干擾，在相鄰的壓電陶瓷之間，形成非導(dǎo)電區(qū)。本發(fā)明還提供一種磨具面型磨損誤差主動(dòng)補(bǔ)償方法，包括如下步驟
步驟A，檢測磨具表面面型初始誤差分布情況，確定壓電陶瓷陣列中各單元需要提供的伸
縮變形量F = O1 Λ · · ·根據(jù)壓電陶瓷單元的逆壓電特性和結(jié)構(gòu)的變形關(guān)系矩陣
權(quán)利要求
1.一種可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具，包括磨具、磨具基體，其特征在于還包括壓電陶瓷陣列和電壓信號(hào)輸入端子；其中，所述壓電陶瓷陣列內(nèi)置于磨具中，電壓信號(hào)輸入端子置于壓電陶瓷陣列與磨具基體之間，所述電壓信號(hào)輸入端子的數(shù)量與壓電陶瓷陣列中的壓電陶瓷數(shù)量相同；其中所述電壓信號(hào)輸入端子的一端與直流電壓相連接，所述電壓信號(hào)輸入端子的另一端與對(duì)應(yīng)的壓電陶瓷陣列中的壓電陶瓷相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具，其特征在于在相鄰的壓電陶瓷單元之間具有非導(dǎo)電區(qū)。
3.一種磨具面型磨損誤差主動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于包括如下步驟步驟A，檢測磨具表面面型初始誤差分布情況，確定壓電陶瓷陣列中各單元需要提供的伸縮變形量Y = (y1 y2 ......ym)T，根據(jù)壓電陶瓷單元的逆壓電特性和結(jié)構(gòu)的變形關(guān)系矩陣
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可主動(dòng)補(bǔ)償面型磨損誤差的磨具及其補(bǔ)償方法，屬于超精密加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置利用內(nèi)置壓電陶瓷陣列進(jìn)行磨具面型誤差主動(dòng)補(bǔ)償，壓電陶瓷陣列由壓電陶瓷單元、電壓信號(hào)輸入端子組成；壓電陶瓷陣列置于磨具內(nèi)部，電壓信號(hào)輸入端子置于壓電陶瓷陣列與磨具基體之間。本發(fā)明的方法如下將壓電陶瓷陣列均勻置于磨具內(nèi)部，根據(jù)磨具初始面型或磨損情況，對(duì)相應(yīng)位置的壓電陶瓷施加一定的直流電壓信號(hào)，使壓電陶瓷產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮變形，迫使磨具面型產(chǎn)生變化，以達(dá)到調(diào)整當(dāng)前磨具表面面型的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械集成度高、穩(wěn)定可靠，在精密加工，尤其是面型加工中具有廣泛應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B24D3/00GK102390045SQ20111018384
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者吳飛, 季瑞南, 金家楣, 陳小建 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)