超精密切削微进给系统的研制

【摘要】：本文密切结合国家自然科学基金项目的研究而作,以开发纳米级超精密机床辅助工件刀架为目标,以压电材料科学、弹性铰链理论、计算机控制技术为基础,系统地研究了一类以PZT作动器为驱动装置、弹性铰链为预紧机构的微进给系统结构设计、动力学建模及控制系统等关键技术,取得以下研究成果: □设计了一种以压电伸缩陶瓷作动器为动力源,弹性铰链为弹性变形元件的新型微进给刀架,并利用有限元软件对刀架中的关键部件-弹性铰链进行了结构尺寸优化设计,得到了合理的结构参数。 □利用ANSYS有限元分析软件对微进给刀架的静态和动态特性进行了分析,给出了微进给刀架的静态刚度分布以及前六阶模态振型。 □将微进给刀架等效为单自由度振动系统,建立了动力学模型,并对系统阶跃响应特性进行了分析。 □对微进给刀架的位移、静态和动态等特性进行了详细的实验研究。 上述研究成果对于开发实用性微进给刀架和提高超精密车床的加工精度,具有重要的理论意义和实用价值。