要實現自動微量進給和要求微量進給裝置有較***動特性時,現在多采用壓電陶瓷微量進給裝置。
壓電陶瓷具有逆壓電效應和電致伸縮效應,這是電介質在電場作用下產生變形的基本電偶合效應。電致伸縮效應的變形量與電場強度的平方成正比。壓電陶瓷用于制造微量進給機構有很多***點
1)能夠實現高剛度無間隙位移。
2)能實現極精細的微量位移,分辨力可達1.0~25m
3)變形系數較大。
4)有很高的響應頻率,其響應時間達100。
5)無空耗電流發熱問題。
因此,壓電陶瓷微量進給機構的研究在國內外都倍受重視。
圖中所示為一種壓電陶瓷微進給裝置。壓電陶瓷器件3在預壓應力狀態下與彈性變形載體刀夾1和后墊塊4粘結安裝。在電壓作用下陶瓷伸長,推動刀夾作徽位移。位移量由電感測頭測出,可作為微位移量的校準,或微位移量的監測反饋控制之用。此微位移裝置***大位移辨力001m,靜剛度60Ncm,位移的重復性較
壓電陶瓷材料具有很高的響應頻率,其響應時間僅100s,但從國內外的文獻資料報導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態誤差補償,很需要提高其頻響。這可采取下列措施:
1)研制高頻響驅動電源,這可能是***有效的措施。提高電壓使壓電陶瓷伸長,其過程相當于對壓電陶瓷片組成的電容充電。驅動電源常用0~300V連續可調。要求驅動電源內阻小,充電快,就可使微進給裝置動特性改善
2)減少壓電陶瓷片數,這可提高其頻響,但使總位移量減少。壓電陶瓷微進給裝置是有應用前景的。美國NL實驗室的LODTM和DTM-3大型超精密機床都采用了壓電陶瓷微進給裝置。該微進給裝置不僅用于實現超薄切削和微量進給,同時還用于加工時的誤差補償,用于切削加工非軸對稱特殊型面時刀具微進給的控制。
