專利名稱：精密微進給工作臺的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于精密，超精密平面磨削加工領域。
華中理工大學教授陳日曜，早在60年代初就提出了極薄切削加工的理論，并先后在《中國科學》、《機械工程學報》、《華中理工大學學報》上發(fā)表過一系列涉及極薄加工概念的文章。德國的PeterLangenback在《PrecisionEngineering》雜志，Jan.1992Vol.14No.1，PP.43－46發(fā)表過一篇題為“Ultrafineinfeedcontrol”的文章，介紹了一種加工光學零件的微細進給控制器，其實現微細進給量的控制利用揳塊工作原理，但該裝置的上部彈性元件處于懸臂狀態(tài)，故而剛性弱，平行位移性能差，不能適合于金屬件的有效高精度要求和表層質量要求的機械加工。
本實用新型的目的在于，針對現有技術中的不足之處，設計一種工作臺位移平穩(wěn)，剛性好，利于保證極薄磨削加工精度的精密微進給工作臺。
本實用新型所說的精密微進給工作臺的構成要點在于，在工作臺支架1上固定安置有彈性筋元件，彈性筋元件由在一塊經過處理的板材上線切割出兩個柔性鉸支2所形成，彈性筋元件的兩端為固定端3，兩個柔性鉸支2之間為彈性工作面4，即彈性工作面4，柔性鉸支2和固定端3共同構成彈性筋元件。彈性工作面4的微位移依靠兩塊楔形塊的相對位移來實現。具體結構為，在彈性工作面下安置有一對楔形塊，一塊為固定楔形塊5，另一塊為滑動楔形塊6，滑動楔形塊6可沿導軌架7滑動，兩楔形塊的斜面相對安置。
本實用新型所述的工作臺的工作原理為，當在滑動楔形塊6上施加驅動力F之后，滑動楔形塊6沿導軌架7上產生橫向位移，由于兩楔形塊的斜面之相互作用，故可使該橫向位移通過固定楔形塊5變換成彈性工作面4的縱向位移。又由于本實用新型所述的工作臺的彈性筋元件上彈性工作面4設置在兩個柔性2之間，并與某一楔形塊大面積結合，加上彈性筋元件的兩端與支架1為全固定聯接，因此，彈性工作面4依靠兩個鉸支2所產生的縱向位移為精密平行位移，以實現高精度加工的要求。
本實用新型所述的精密微進給工作臺，由于采用了全固定式彈性筋元件作為核心元件，因此有工作面運動無摩擦、無間隙、無噪聲、運動平移、可靠的優(yōu)點；又由于采用機械楔塊式橫向移動產生縱向微位移，故有可改變運動方向，改變縮小比例、剛性好，有自鎖能力等優(yōu)點。本實用新型所述的工作臺，能穩(wěn)定地實現微進給，其最小進給量可達0.05μm，且重復性好，機械系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。當采用計算機控制時，能利用設置在支架中與工作臺板和／或彈性工作面相關聯的位移傳感器實現反饋控制，控制精度可達0.03μm(該精度由傳感器精度而定)。該微進給工作臺是一個獨立的部件，可與平面磨床直接配套使用，在不改變平面磨床任何性能的情況下，可將加工精度提高一個數量級。此外，本裝置還有結構緊湊，使用方便，成本低廉，原理簡單，易于實施和推廣使用等優(yōu)點。
附


圖1，精密微進給工作臺原理圖；a)為固定楔形塊與彈性工作面相聯結的柔性鉸支形式；b)為固定楔形塊與彈性工作面相聯結的懸臂形式；c)為固定楔形塊與支架相聯結的柔性鉸支形式；
附圖2，精密微進給工作臺結構圖；附圖3，附圖2的A－A向剖視圖；附圖4，利用壓電陶瓷作為驅動器的結構圖。
以下結合實施例進一步描述本實用新型的構成。
附圖2給出的是一種利用步進電機作為驅動力源的結構形式。如同在本說明書中構成部份所說的結構，在支架1上固定安置有彈性筋元件，在其彈性工作面4的下面安置有固定揳形塊5，與固定楔形塊5的斜面相接觸為安置在導軌架7上的滑動楔形塊6，導軌架7固定在支架1內，在滑動楔形塊6中有與之相對固定的螺母8，和螺母8相配合的螺桿9與驅動器10相聯接，驅動器10可安裝在支架1上。在彈性工作面4上可安置工作臺板11工作臺板11的周圍邊上可有護板12。在所說的支架1與彈性筋元件的固定端3之間可加有調整片13。按附圖2，所說的驅動器可以是步進電機，也可以是手柄輪。
附圖4給出的是一種利用壓電陶瓷作為驅動力源的結構形式。與上例不同之處是不用螺桿螺母付驅動滑動楔形塊6，而使用壓電陶瓷直接驅動滑動楔形塊6，在滑動楔形塊相對驅動器的另一端可安置復位彈簧14。
本實用新型中所說的固定楔形塊5和滑動楔形塊6的位置可以互易。
權利要求1.一種精密微進給工作臺，主要由支架、彈性筋元件，楔形塊、驅動器等組成，其特征在于，彈性筋元件由在一塊板材上線切割的兩個柔性鉸支，位于兩柔性鉸支之間的彈性工作面以及兩端的固定端結合而成，彈性筋元件的固定端安置于支架上；在彈性工作面下安置有一對其斜面相對安置的楔形塊，一塊為固定楔形塊，一塊為可在導軌架上運動的滑動楔形塊。
2.按照權利要求1所說的工作臺，其特征在于，所說的固定楔形塊安置在彈性工作面下，導軌架安置在支架內，滑動楔形塊安置在固定楔形塊與導軌架之間。
3.按照權利要求1所說的工作臺，其特征在于，所說的導軌架安置在彈性工作面下，固定楔形塊安置在支架內，滑動楔形塊安置在固定楔形塊與導軌架之間。
4.按照權利要求2或3所說的工作臺，其特征在于，當所說的驅動器是步進電機或手柄輪時，其驅動器與螺桿相聯接，螺桿與設置在滑動楔形塊中的螺母相配合；當所說的驅動器是壓電陶瓷時，其驅動器可安置于支架與滑動楔形塊之間，在滑動楔形塊相對驅動器的另一端可有復位彈簧。
5.按照權利要求4所說的工作臺，其特征在于，在所說的彈性工作面上可安置有工作臺板。
6.按照權利要求5所說的工作臺，其特征在于，在所說的支架中可設置與工作臺板和／或彈性工作面相關聯的位移傳感器。
專利摘要本實用新型是一種精密微進給工作臺，由支架、驅動器、彈性筋元件、楔形塊等組成。構成彈性工作面的彈性筋元件安置在支架上在彈性工作面下有一楔形塊，與其斜面相配合另有一可在導軌上運動的滑動楔形塊，該滑動楔形塊中可有一螺桿螺母副，螺桿由驅動器驅動，利用兩楔形塊的作用實現彈性工作面的平行微位移。本實用新型具有運行平移，重復性好，能實現反饋控制，精度高，結構緊湊，使用方便，成本低，易于推廣實施等優(yōu)點。
文檔編號B24B41/00GK2180406SQ93216958
公開日1994年10月26日 申請日期1993年6月25日 優(yōu)先權日1993年6月25日
發(fā)明者陳日曜, 張鴻海, 謝良富, 李尚平, 黃奇葵, 師漢民, 江福祥 申請人:華中理工大學