专利名称：一种液压驱动式高刚度微位移装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于机械加工领域，特指一种具有高刚度的液压驱动式微位移装置， 用于超精密加工与测量中，可提高机床微量进给的分辨率，实现超精密机床的超 薄切削、高精度尺寸加工和在线误差补偿。
背景技术：
微位移装置是一种能产生微米、压微米级位移的装置，它在精密加工，精密 测量中得到广泛的应用。微位移装置按其工作原理大致有机械传动式、弹性变形 式、热变形式、流体膜变形式、磁致伸縮式、电致伸縮式、形状记忆合金等类型。一种性能优秀的微位移装置应满足下列性能要求(1) 行程微位移行程大、精度高、分辨率高。(2) 输入与输出的线性度高。G)运动部件摩擦力小、稳定性高，重复精度高。(4) 刚度高。动态特性好，具有高的频率响应。(5) 可以实现自动控制。(6) 制造工艺性好成本低。但在现有微位移驱动器中，很难同时满足这些条件，有的输出与输入是非线 性关系，有的刚度较低，抗干扰能力较差，有的不能同时承受拉压载荷。为此， 各国都在致力于开发一种具有高输出与输入线性关系，高刚度，抗干扰能力强， 能同时承受拉压载荷新型高性能的微量进给装置。目前使用较广泛的微位移装置是电致伸縮陶瓷微位移装置，它在使用中也存在下来问题(1) 微位移行程小。(2) 输入-输出非线性。(3) 存在滞后和蠕变现象。(4) 价格高。为了解决电致伸縮陶瓷微位移行程小的问题，目前采用多片电致伸縮陶瓷叠 加方式，但这增加了系统的复杂性，降低了系统的刚度。由于电致伸縮陶瓷材料 的固有特性，输入-输出非线性、滞后和蠕变的问题只能通过测量系统的控制程 序进行修正，这增加了整个系统的制造成本。发明内容本发明的目的是提供一种液压驱动式高刚度微位移装置，解决现有微位移装置存在的行程小、刚度低，输入一输出非线性、制造成本高等问题。一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于由基座、充满液压油的圆柱缸体、高压管接头组成，圆柱缸体安装在基座内，与高压管接头连接。上述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于圆柱缸体材料为中低碳钢，调质处理。上述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于外径为D=10 40mm，薄壁厚度t=l 2.5 mm，圆柱缸体工作长度为L= 10~60mm。上述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于圆柱缸体通过前端的支承孔和后端螺纹将薄壁圆柱缸体安装在基座内部，圆柱缸体前端的支承孔与基座内孔的配合间隙0.02 0.05 mm。上述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于工作油压范围P=0 30MP。上述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于微位移总行程S与圆柱缸体工作长度为L的比值S/L《0. 001 。实现本发明的技术方案为一个外径为D，壁厚为t，工作长度为L的圆柱缸体的一端通过螺纹连接固 定在基座后端面，另一端通过小间隙孔支承在基座前端。高压油管与圆柱缸体后 端连接，利用精密压力表，通过一个调压阀来控制圆柱缸体内的油压。由于油压 的作用，工作长度为L的薄壁圆柱体部位将产生轴向微量变形，该微量变形就 是其提供的微位移量。改变圆柱缸体的结构参数D、 t、 L和油压，可以得到所 需的微位移总行程S和微位移的最小分辨率。液压驱动式高刚度微位移装置微量位移测量过程为(1) 标定微位移装置的灵敏系数c将油压由O升高到P，利用高精度的 微位移传感器(如电感微位移传感器)测量出圆柱缸体前端的微位移 量S，那么该微位移装置的灵敏系数c为S/P。(2) 确定圆柱缸体内部油压的改变量AP若需要提供的微位移量为AS， 那么只要通过调压阀将油压增加(或减少)AP-AS/c即可。本发明与其它微量进给装置相比，具有以下优点(1) 刚度高，能承受双向载荷。本发明的微位移装置的刚度比电致伸縮陶 瓷微位移装置或丝杠螺母式的微位移装置高1 2个数量级，并且不受 载荷方向的限制。(2) 输入一输出线性度好。本发明利用了调质碳钢在弹性变形范围内变形 与受力大小成正比的特点，因此输入一输出具有很好的线性度。(3) 无滞后和蠕变现象。调质碳钢在弹性变形范围内，滞后和蠕变现象很小，可以忽略不计。(4) 行程大，分辨率高。通过适当提高油压，采用精密压力表，可以很容 易满足微位移工作行程20y ，分辨率0.01ii的要求。(5) 结构简单、成本低。(6)
图1为本发明的工作原理图1.液压驱动式微位移装置2.精密压力表3.高压油管4.调压阀5. 油泵图2本发明的结构示意图6. 基座7.圆柱缸体8.液压油 9.高压管接头具体实施方式
具体实施例详细说明如下如图2所示，本实施例的相关功能参数的具体如下 圆柱缸体材料为45碳钢，调质处理圆柱缸体外径为D=25mm 圆柱缸体薄壁厚度t=1.5 mm 圆柱缸体工作长度为L= 30mm 工作油压P^0 30MP圆柱缸体前端部位与基座内孔的配合间隙0.02 0.03 mm 其工作过程如图l所示高压油通过高压管接头9输入圆柱缸体7中，圆柱缸体7的薄壁在高压油的 作用下轴向发生弹性变形，使得圆柱缸体前端向前微量移动实现微量进给。为了标定微位移装置的灵敏系数c，将油压由0升高到30MPa，利用高精 密的微位移传感器(如电感微位移传感器)测量出圆柱缸体前端的微位移量为 20um，那么该微位移装置的灵敏系数c=20ii/30MPa=0.667um/MPa，并且满足 微位移总行程S与圆柱缸体工作长度为L的比值S/L《0. 001的要求。如果需要提供2.50um的微位移，只要通过调压阀4，将精密压力表读数调 整到3.75MPa即可。对于配有分辨率为O.Ol MPa的精密压力表的系统，则该微位移装置的分辨 率0.006 ym，即分辨率不大于0.01um。
权利要求
1、一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于由基座(6)、充满液压油(8)的圆柱缸体(7)、高压管接头(9)组成，圆柱缸体(7)安装在基座(6)内，与高压管接头(9)连接。
2、 权利要求1所述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于圆 柱缸体(7)材料为中低碳钢，调质处理。
3、 权利要求1所述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于圆柱缸体(7)外径为D=10 40mm，薄壁厚度t=l 2.5 mm，工作长度为L= 10~60mm。
4、 权利要求1所述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于圆柱缸体(7)通过前端的支承孔和后端螺纹安装在基座(6)内部，圆柱缸体(7) 前端的支承孔与基座(6)内孔的配合间隙0.02 0.05mm。
5、 权利要求1所述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于工 作油压范围P=0 30MP。
6、 权利要求1所述的一种液压驱动式高刚度微位移装置，其特征在于微 位移总行程S与圆柱缸体(7)工作长度为L的比值S/L《0.001。
全文摘要
本发明用于超精密加工与测量中，可提高机床微量进给的分辨率，实现超精密机床的超薄切削、高精度尺寸加工和在线误差补偿。一种具有高刚度能力的液压驱动式微位移装置，它是将一个外径为D，壁厚为t，工作长度为L的圆柱缸体固定在基座内并通入高压油，利用薄壁圆柱体部位微量变形来提供所需的微位移量。通过一个精密压力表可精确控制圆柱缸体内的油压，进而得到精确的微位移量。该微位移装置输入-输出线性度好，刚度高，能承受双向载荷；行程大，分辨率高，可以很容易满足微位移工作行程20μ，分辨率0.01μ的要求。另外该微位移装置结构简单，制造成本低，性能稳定，可实现自动控制。
文档编号G01B7/02GK101329156SQ20081010870
公开日2008年12月24日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者刘远伟, 兵 张, 王树林, 王贵成, 陈兴华 申请人:江苏大学