雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學(xué)自由曲面加工裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學(xué)自由曲面加工裝置，屬于精密和超精密切削加工硬脆性等難加工材料【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：底座、底板緊固孔、底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔、底座側(cè)壓電預(yù)緊孔、“T”形固定板、“十”字形刀架、刀具槽、底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔、壓電疊堆、固定板側(cè)壓電安裝槽、倒圓角直梁型柔性鉸鏈、刀架側(cè)壓電安裝槽、圓柱形柔性鉸鏈固定孔、圓柱形柔性鉸鏈、刀具槽緊固螺釘。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，易于實(shí)現(xiàn)，提供了兩種不同的形成三維橢圓運(yùn)動(dòng)的工作模式，可以與精密車(chē)床相配合實(shí)現(xiàn)三維橢圓振動(dòng)切削加工流程，也為金剛石切削光學(xué)自由曲面提供了一種新的三維橢圓振動(dòng)形成裝置。
【專利說(shuō)明】雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學(xué)自由曲面加工裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于精密和超精密切削加工硬脆性等難加工材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種可以雙模式工作的三維橢圓振動(dòng)切削裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，光學(xué)元件不但在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，而且在航天、軍事、醫(yī)學(xué)、通訊等一些尖端的科技領(lǐng)域中也起著關(guān)鍵甚至決定性的作用。因此光學(xué)自由曲面零件的超精密加工越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，各國(guó)家都在致力于自由曲面光學(xué)零件超精密加工技術(shù)的研究。
[0003]能否實(shí)現(xiàn)自由曲面光學(xué)零件高效、高精密、低成本的制造，關(guān)鍵在于自由曲面光學(xué)零件的加工方法。目前自由曲面光學(xué)零件一般采用磨削/研磨/拋光的工藝來(lái)加工。然而這種工藝的加工效率低，尤其是對(duì)非球面自由曲面，采用傳統(tǒng)的研拋工藝，不但周期長(zhǎng)、成本高，加工精度也難以保證，而且加工過(guò)程不易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。
[0004]隨著橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的發(fā)展，為自由曲面光學(xué)元件的加工開(kāi)辟了新的途徑，由橢圓金剛石飛切加工自由曲面光學(xué)元件，能有效降低切削力，提高表面加工精度，延長(zhǎng)刀具壽命。并且加工過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，提高了加工效率。迄今為止的研究表明，三維橢圓振動(dòng)切削是最有前途的一種切削方法，橢圓振動(dòng)切削裝置對(duì)橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的實(shí)現(xiàn)起著重要的作用，尤其是三維橢圓振動(dòng)切削裝置的質(zhì)量關(guān)乎三維橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的良好實(shí)現(xiàn)，但目前現(xiàn)存的三維橢圓振動(dòng)切削裝置具有數(shù)量少，工作模式單一等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學(xué)自由曲面加工裝置，以解決現(xiàn)有三維橢圓振動(dòng)切削裝置數(shù)量少，工作模式單一的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:底座的底板上的前方和后方各有三個(gè)底板緊固孔，底座的立板上分別有八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔，每組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔由三個(gè)孔組成，底座立板的中心有底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔，這八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔呈中心對(duì)稱分布，其中兩組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對(duì)稱，底座的立板上有八個(gè)底座側(cè)壓電預(yù)緊孔，其中兩個(gè)壓電預(yù)緊孔與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對(duì)稱，四個(gè)“T”形固定板上每個(gè)都帶有三個(gè)固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔、固定板側(cè)壓電安裝槽和一個(gè)固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔，十二對(duì)柔性機(jī)構(gòu)緊定螺釘和緊定螺母通過(guò)底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔和固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔將四個(gè)“T”形固定板與底座固定連接，四個(gè)“T”形固定板根據(jù)立板中心對(duì)稱呈十字架形分布，并通過(guò)四個(gè)支撐柱與倒圓角直梁型柔性鉸鏈連接，“十”字形刀架通過(guò)倒圓角直梁型柔性鉸鏈與四個(gè)支撐柱連接，“十”字形刀架中心帶有刀架側(cè)固定孔，刀具槽上有刀槽側(cè)固定孔，刀具槽緊固螺釘通過(guò) 刀槽側(cè)固定孔和刀架側(cè)固定孔前側(cè)將刀具槽和“十”字形刀架固定連接，圓柱形柔性鉸鏈上有圓柱形柔性鉸鏈固定孔，圓柱形柔性鉸鏈一端與“十”字形刀架連接，另一端通過(guò)圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘與底座立板固定連接，四個(gè)相互平行的壓電疊堆與“T”形固定板上的固定板側(cè)壓電安裝槽和“十”字刀架梁上的刀架側(cè)壓電安裝槽相配合，并由壓電預(yù)緊螺釘與固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔和底座側(cè)壓電預(yù)緊孔螺紋連接。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，易于實(shí)現(xiàn)，提供了兩種不同的形成三維橢圓運(yùn)動(dòng)的工作模式，可以與精密車(chē)床相配合實(shí)現(xiàn)三維橢圓振動(dòng)切削加工流程，也為金剛石切削光學(xué)自由曲面提供了一種新的三維橢圓振動(dòng)形成裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型“T”形固定板和“十”字形刀架呈“十”字形連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1的后視示意圖；
[0010]圖3是底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4是圖3的后視示意圖；
[0012]圖5是“T”形固定板和“十”字形刀架的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是圖5的后視示意圖；
[0014]圖7是刀具槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖8是本實(shí)用新型“T”形固定板和“十”字形刀架呈“X”形連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖9是圖8的后視不意圖；
[0017]圖中，底座1、底板緊固孔2、底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3、底座側(cè)壓電預(yù)緊孔4、“ T ”形固定板5、支撐柱6、“十”字形刀架7、刀具槽8、底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔9、壓電預(yù)緊螺釘10、緊定螺母11、
[0018]圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘12、壓電疊堆13、柔性機(jī)構(gòu)緊定螺釘14、
[0019]刀槽側(cè)固定孔15、刀架側(cè)固定孔16、固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔17、固定板側(cè)壓電安裝槽18、倒圓角直梁型柔性鉸鏈19、固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔20、刀架側(cè)壓電安裝槽21、圓柱形柔性鉸鏈固定孔22、圓柱形柔性鉸鏈23、刀具槽緊固螺釘24。
【具體實(shí)施方式】
[0020]底座I的底板上的前方和后方各有三個(gè)底板緊固孔2，底座I的立板上分別有八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3，每組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3由三個(gè)孔組成，底座I立板的中心有底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔9，這八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔9呈中心對(duì)稱分布，其中兩組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔9在垂直方向呈中心對(duì)稱，底座I的立板上有八個(gè)底座側(cè)壓電預(yù)緊孔4，其中兩個(gè)壓電預(yù)緊孔4與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔9在垂直方向呈中心對(duì)稱，四個(gè)“T”形固定板5上每個(gè)都帶有三個(gè)固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔17、固定板側(cè)壓電安裝槽18和一個(gè)固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔20，十二對(duì)柔性機(jī)構(gòu)緊定螺釘14和緊定螺母11通過(guò)底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔3和固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔17將四個(gè)“T”形固定板5與底座I固定連接，四個(gè)“T”形固定板5根據(jù)立板中心對(duì)稱呈十字架形分布，并通過(guò)四個(gè)支撐柱6與倒圓角直梁型柔性鉸鏈19連接，“十”字形刀架7通過(guò)倒圓角直梁型柔性鉸鏈19與四個(gè)支撐柱6連接，“十”字形刀架7中心帶有刀架側(cè)固定孔16，刀具槽8上有刀槽側(cè)固定孔15，刀具槽緊固螺釘24通過(guò)刀槽側(cè)固定孔15和刀架側(cè)固定孔16前側(cè)將刀具槽8和“十”字形刀架7固定連接，圓柱形柔性鉸鏈23上有圓柱形柔性鉸鏈固定孔22，圓柱形柔性鉸鏈23 —端與“十”字形刀架7連接，另一端通過(guò)圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘12與底座I立板固定連接，四個(gè)相互平行的壓電疊堆13與“T”形固定板5上的固定板側(cè)壓電安裝槽18和“十”字刀架梁上的刀架側(cè)壓電安裝槽21相配合，并由壓電預(yù)緊螺釘10與固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔20和底座側(cè)壓電預(yù)緊孔4螺紋連接。
[0021]根據(jù)T”形固定板和“十”字形刀架的不同裝配方式，可以得到“十”形工作模式和“X”形工作模式。分別敘述如下:
[0022](I) “十”形工作模式:由“T”形固定板、支撐柱、“十”字形刀架、倒圓角直梁型柔性鉸鏈和圓柱形柔性鉸鏈組成的微位移柔性機(jī)構(gòu)與底座利用柔性機(jī)構(gòu)緊固螺釘進(jìn)行固接呈“十”字形，如圖1、圖2所示，便形成了基于基本平面合成三維橢圓運(yùn)動(dòng)的模式。當(dāng)給柔性機(jī)構(gòu)的水平梁和數(shù)直梁分別施加如下信號(hào):
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學(xué)自由曲面加工裝置，其特征在于:底座的底板上的前方和后方各有三個(gè)底板緊固孔，底座的立板上分別有八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔,每組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔由三個(gè)孔組成,底座立板的中心有底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔，這八組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔呈中心對(duì)稱分布，其中兩組底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對(duì)稱，底座的立板上有八個(gè)底座側(cè)壓電預(yù)緊孔，其中兩個(gè)壓電預(yù)緊孔與底座側(cè)圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對(duì)稱，四個(gè)“T”形固定板上每個(gè)都帶有三個(gè)固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔、固定板側(cè)壓電安裝槽和一個(gè)固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔，十二對(duì)柔性機(jī)構(gòu)緊定螺釘和緊定螺母通過(guò)底座側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔和固定板側(cè)柔性機(jī)構(gòu)緊固孔將四個(gè)“T”形固定板與底座固定連接，四個(gè)“T”形固定板根據(jù)立板中心對(duì)稱呈十字架形分布，并通過(guò)四個(gè)支撐柱與倒圓角直梁型柔性鉸鏈連接，“十”字形刀架通過(guò)倒圓角直梁型柔性鉸鏈與四個(gè)支撐柱連接，“十”字形刀架中心帶有刀架側(cè)固定孔，刀具槽上有刀槽側(cè)固定孔，刀具槽緊固螺釘通過(guò)刀槽側(cè)固定孔和刀架側(cè)固定孔前側(cè)將刀具槽和“十”字形刀架固定連接，圓柱形柔性鉸鏈上有圓柱形柔性鉸鏈固定孔，圓柱形柔性鉸鏈一端與“十”字形刀架連接，另一端通過(guò)圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘與底座立板固定連接，四個(gè)相互平行的壓電疊堆與“T”形固定板上的固定板側(cè)壓電安裝槽和“十”字刀架梁上的刀架側(cè)壓電安裝槽相配合，并由壓電預(yù)緊螺釘與固定板側(cè)壓電預(yù)緊孔和底座側(cè)壓電預(yù)緊孔螺紋連接。
【文檔編號(hào)】B23B21/00GK203610688SQ201320848074
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】韓金國(guó), 李 赫, 盧明明, 荊丹, 林潔瓊 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)