要实现自动微量进给和要求微量进给装置有较***动特性时,现在多采用压电陶瓷微量进给装置。
压电陶瓷具有逆压电效应和电致伸缩效应,这是电介质在电场作用下产生变形的基本电偶合效应。电致伸缩效应的变形量与电场强度的平方成正比。压电陶瓷用于制造微量进给机构有很多***点
1)能够实现高刚度无间隙位移。
2)能实现极精细的微量位移,分辨力可达1.0~25m
3)变形系数较大。
4)有很高的响应频率,其响应时间达100。
5)无空耗电流发热问题。
因此,压电陶瓷微量进给机构的研究在国内外都倍受重视。
图中所示为一种压电陶瓷微进给装置。压电陶瓷器件3在预压应力状态下与弹性变形载体刀夹1和后垫块4粘结安装。在电压作用下陶瓷伸长,推动刀夹作徽位移。位移量由电感测头测出,可作为微位移量的校准,或微位移量的监测反馈控制之用。此微位移装置***大位移辨力001m,静刚度60Ncm,位移的重复性较
压电陶瓷材料具有很高的响应频率,其响应时间仅100s,但从国内外的文献资料报导使用压电陶瓷制成的微位移装置其频响都低于200~300H。如微位移装置将用于动态误差补偿,很需要提高其频响。这可采取下列措施:
1)研制高频响驱动电源,这可能是***有效的措施。提高电压使压电陶瓷伸长,其过程相当于对压电陶瓷片组成的电容充电。驱动电源常用0~300V连续可调。要求驱动电源内阻小,充电快,就可使微进给装置动特性改善
2)减少压电陶瓷片数,这可提高其频响,但使总位移量减少。压电陶瓷微进给装置是有应用前景的。美国NL实验室的LODTM和DTM-3大型超精密机床都采用了压电陶瓷微进给装置。该微进给装置不仅用于实现超薄切削和微量进给,同时还用于加工时的误差补偿,用于切削加工非轴对称特殊型面时刀具微进给的控制。
