雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學自由曲面加工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學自由曲面加工裝置，屬于精密和超精密切削加工硬脆性等難加工材料【技術領域】。包括：底座、底板緊固孔、底座側柔性機構緊固孔、底座側壓電預緊孔、“T”形固定板、“十”字形刀架、刀具槽、底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔、壓電疊堆、固定板側壓電安裝槽、倒圓角直梁型柔性鉸鏈、刀架側壓電安裝槽、圓柱形柔性鉸鏈固定孔、圓柱形柔性鉸鏈、刀具槽緊固螺釘。本實用新型的優點在于：其結構簡單，裝配方便，易于實現，提供了兩種不同的形成三維橢圓運動的工作模式，可以與精密車床相配合實現三維橢圓振動切削加工流程，也為金剛石切削光學自由曲面提供了一種新的三維橢圓振動形成裝置。
【專利說明】雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學自由曲面加工裝置【技術領域】
[0001]本實用新型屬于精密和超精密切削加工硬脆性等難加工材料【技術領域】，特別是涉及一種可以雙模式工作的三維橢圓振動切削裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步和社會的發展，光學元件不但在我們的日常生活中有著廣泛的應用，而且在航天、軍事、醫學、通訊等一些尖端的科技領域中也起著關鍵甚至決定性的作用。因此光學自由曲面零件的超精密加工越來越受到世界各國的重視，各國家都在致力于自由曲面光學零件超精密加工技術的研究。
[0003]能否實現自由曲面光學零件高效、高精密、低成本的制造，關鍵在于自由曲面光學零件的加工方法。目前自由曲面光學零件一般采用磨削/研磨/拋光的工藝來加工。然而這種工藝的加工效率低，尤其是對非球面自由曲面，采用傳統的研拋工藝，不但周期長、成本高，加工精度也難以保證，而且加工過程不易實現計算機自動控制。
[0004]隨著橢圓振動切削技術的發展，為自由曲面光學元件的加工開辟了新的途徑，由橢圓金剛石飛切加工自由曲面光學元件，能有效降低切削力，提高表面加工精度，延長刀具壽命。并且加工過程易于實現計算機自動控制，提高了加工效率。迄今為止的研究表明，三維橢圓振動切削是最有前途的一種切削方法，橢圓振動切削裝置對橢圓振動切削技術的實現起著重要的作用，尤其是三維橢圓振動切削裝置的質量關乎三維橢圓振動切削技術的良好實現，但目前現存的三維橢圓振動切削裝置具有數量少，工作模式單一等缺點。
【發明內容】
[0005]本實用新型提供一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學自由曲面加工裝置，以解決現有三維橢圓振動切削裝置數量少，工作模式單一的問題。
[0006]本實用新型的技術方案是:底座的底板上的前方和后方各有三個底板緊固孔，底座的立板上分別有八組底座側柔性機構緊固孔，每組底座側柔性機構緊固孔由三個孔組成，底座立板的中心有底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔，這八組底座側柔性機構緊固孔底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔呈中心對稱分布，其中兩組底座側柔性機構緊固孔與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對稱，底座的立板上有八個底座側壓電預緊孔，其中兩個壓電預緊孔與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對稱，四個“T”形固定板上每個都帶有三個固定板側柔性機構緊固孔、固定板側壓電安裝槽和一個固定板側壓電預緊孔，十二對柔性機構緊定螺釘和緊定螺母通過底座側柔性機構緊固孔和固定板側柔性機構緊固孔將四個“T”形固定板與底座固定連接，四個“T”形固定板根據立板中心對稱呈十字架形分布，并通過四個支撐柱與倒圓角直梁型柔性鉸鏈連接，“十”字形刀架通過倒圓角直梁型柔性鉸鏈與四個支撐柱連接，“十”字形刀架中心帶有刀架側固定孔，刀具槽上有刀槽側固定孔，刀具槽緊固螺釘通過 刀槽側固定孔和刀架側固定孔前側將刀具槽和“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，另一端通過圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘與底座立板固定連接，四個相互平行的壓電疊堆與“T”形固定板上的固定板側壓電安裝槽和“十”字刀架梁上的刀架側壓電安裝槽相配合，并由壓電預緊螺釘與固定板側壓電預緊孔和底座側壓電預緊孔螺紋連接。
[0007]本實用新型的優點在于:其結構簡單，裝配方便，易于實現，提供了兩種不同的形成三維橢圓運動的工作模式，可以與精密車床相配合實現三維橢圓振動切削加工流程，也為金剛石切削光學自由曲面提供了一種新的三維橢圓振動形成裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型“T”形固定板和“十”字形刀架呈“十”字形連接的結構示意圖；
[0009]圖2是圖1的后視示意圖；
[0010]圖3是底座的結構示意圖；
[0011]圖4是圖3的后視示意圖；
[0012]圖5是“T”形固定板和“十”字形刀架的連接結構示意圖；
[0013]圖6是圖5的后視示意圖；
[0014]圖7是刀具槽的結構示意圖；
[0015]圖8是本實用新型“T”形固定板和“十”字形刀架呈“X”形連接的結構示意圖；
[0016]圖9是圖8的后視不意圖；
[0017]圖中，底座1、底板緊固孔2、底座側柔性機構緊固孔3、底座側壓電預緊孔4、“ T ”形固定板5、支撐柱6、“十”字形刀架7、刀具槽8、底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔9、壓電預緊螺釘10、緊定螺母11、
[0018]圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘12、壓電疊堆13、柔性機構緊定螺釘14、
[0019]刀槽側固定孔15、刀架側固定孔16、固定板側柔性機構緊固孔17、固定板側壓電安裝槽18、倒圓角直梁型柔性鉸鏈19、固定板側壓電預緊孔20、刀架側壓電安裝槽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。
【具體實施方式】
[0020]底座I的底板上的前方和后方各有三個底板緊固孔2，底座I的立板上分別有八組底座側柔性機構緊固孔3，每組底座側柔性機構緊固孔3由三個孔組成，底座I立板的中心有底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔9，這八組底座側柔性機構緊固孔3底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔9呈中心對稱分布，其中兩組底座側柔性機構緊固孔3與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔9在垂直方向呈中心對稱，底座I的立板上有八個底座側壓電預緊孔4，其中兩個壓電預緊孔4與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔9在垂直方向呈中心對稱，四個“T”形固定板5上每個都帶有三個固定板側柔性機構緊固孔17、固定板側壓電安裝槽18和一個固定板側壓電預緊孔20，十二對柔性機構緊定螺釘14和緊定螺母11通過底座側柔性機構緊固孔3和固定板側柔性機構緊固孔17將四個“T”形固定板5與底座I固定連接，四個“T”形固定板5根據立板中心對稱呈十字架形分布，并通過四個支撐柱6與倒圓角直梁型柔性鉸鏈19連接，“十”字形刀架7通過倒圓角直梁型柔性鉸鏈19與四個支撐柱6連接，“十”字形刀架7中心帶有刀架側固定孔16，刀具槽8上有刀槽側固定孔15，刀具槽緊固螺釘24通過刀槽側固定孔15和刀架側固定孔16前側將刀具槽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，另一端通過圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘12與底座I立板固定連接，四個相互平行的壓電疊堆13與“T”形固定板5上的固定板側壓電安裝槽18和“十”字刀架梁上的刀架側壓電安裝槽21相配合，并由壓電預緊螺釘10與固定板側壓電預緊孔20和底座側壓電預緊孔4螺紋連接。
[0021]根據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構與底座利用柔性機構緊固螺釘進行固接呈“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動的模式。當給柔性機構的水平梁和數直梁分別施加如下信號:
[0023]
【權利要求】
1.一種雙模式工作的三維橢圓金剛石切削光學自由曲面加工裝置，其特征在于:底座的底板上的前方和后方各有三個底板緊固孔，底座的立板上分別有八組底座側柔性機構緊固孔,每組底座側柔性機構緊固孔由三個孔組成,底座立板的中心有底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔，這八組底座側柔性機構緊固孔底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔呈中心對稱分布，其中兩組底座側柔性機構緊固孔與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對稱，底座的立板上有八個底座側壓電預緊孔，其中兩個壓電預緊孔與底座側圓柱形柔性鉸鏈固定孔在垂直方向呈中心對稱，四個“T”形固定板上每個都帶有三個固定板側柔性機構緊固孔、固定板側壓電安裝槽和一個固定板側壓電預緊孔，十二對柔性機構緊定螺釘和緊定螺母通過底座側柔性機構緊固孔和固定板側柔性機構緊固孔將四個“T”形固定板與底座固定連接，四個“T”形固定板根據立板中心對稱呈十字架形分布，并通過四個支撐柱與倒圓角直梁型柔性鉸鏈連接，“十”字形刀架通過倒圓角直梁型柔性鉸鏈與四個支撐柱連接，“十”字形刀架中心帶有刀架側固定孔，刀具槽上有刀槽側固定孔，刀具槽緊固螺釘通過刀槽側固定孔和刀架側固定孔前側將刀具槽和“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，另一端通過圓柱形柔性鉸鏈緊固螺釘與底座立板固定連接，四個相互平行的壓電疊堆與“T”形固定板上的固定板側壓電安裝槽和“十”字刀架梁上的刀架側壓電安裝槽相配合，并由壓電預緊螺釘與固定板側壓電預緊孔和底座側壓電預緊孔螺紋連接。
【文檔編號】B23B21/00GK203610688SQ201320848074
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月22日 優先權日:2013年12月22日
【發明者】韓金國, 李 赫, 盧明明, 荊丹, 林潔瓊 申請人:長春工業大學