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下載手機APP 鏜孔補償裝置
鍵孔刀具微量補償裝置是鍵孔加工尺寸誤差預測補償技術中的一個關鍵功能部件，是實現補償的執(zhí)行機構，它的性能直接關系到補償的精度。國內采用上述方法鍵孔加工的生產企業(yè)(以汽車及發(fā)動機制造為主)主要靠引進成套設備或裝置實現精鏗孔的尺寸誤差自動補償。這些進口的系統(tǒng)在發(fā)生故障時往往得不到及時的維修，嚴重地影響到生產的正常運行，并且備件、維修費用高昂。因此，研究、開發(fā)具有自主知識產權的鏜孔刀具微量補償裝置滿足生產需求具有重要的理論和現實意義。
鏜孔刀具微量補償裝置的要求
鍵孔刀具微量補償裝置是國內設備制造廠家自主開發(fā)鍵孔精加工設備和用于機械加工自動線的瓶頸之一，該裝置的性能決定了補償的效果。對于一個適用于機械加工自動線的鍵孔刀具微量補償裝置應滿足如下的基本要求：
1具有較高的位移分辨率、高的定位精度和重復精度，滿足工作行程要求。
2具有高的精度穩(wěn)定性和可靠性。
3具有良好的動態(tài)特性和抗干擾能力。
4便于控制，響應速度快。
5結構緊湊，便于在各種場合應用。
6不平衡量小，允許較高的轉速。
鏜孔刀具微位移機構分類及原理
微位移機構是一種行程小、位移靈敏度和精度高的機構皿，是精密機械實現高精度的關鍵技術之一，是精密工程的一個重要研究方向，近年來得到迅速發(fā)展。廣泛應用于宇航、機械等精密加工領域。鍵孔刀具微量補償裝置是微位移機構在鏜孔加工中的一個具體應用。
1膛孔刀具微位移機構的分類
圖2鏜孔刀具微位移機構分類
膛孔刀具微位移機構根據形成微位移驅動器的機理，可分為的機械式和機電式兩大類 [4] ，兩大類中又可分為多種形式，如圖2所示。其中應用比較廣泛的有機械式、壓電晶體或電致伸縮式。
2.膛孔刀具微位移機構的原理
根據上述的分類，將分別對幾種主要微位移機構的原理進行分析 [5] 。
（1）壓電、電致伸縮器件
壓電、電致伸縮器件用作微位移器件具有體積小、結構緊湊、分辨率高、控制
簡便等優(yōu)點。同時它沒有發(fā)熱問題，故對精密機械系統(tǒng)無因發(fā)熱而引起的附加誤差。用這種器件制成的微位移系統(tǒng)，容易實現精度為0.015m的超精密定位，是理想的微位移驅動器，在精密機械中得到廣泛應用。
電介質在電場的作用下，產生兩種效應:壓電效應和電致伸縮效應，統(tǒng)稱機電
禍合效應。
電致伸縮效應:電介質在外界電場作用下，由于感應極化作用而引起應變，應變與電場方向無關，應變的大小與電場平方成正比。
逆壓電效應:電介質在外界電場的作用下，產生應變，應變的大小與電場成正比，應變的方向與施加電場的方向有關。
電介質在外加電場作用下，應變與電場的關系為
式中 ε——應變;
dE——逆壓電效應:
d——壓電系數;
E——電場(V/m );
ME2——電致伸縮效應;
M——電致伸縮系數(m2/V2)
逆壓電效應僅在無對稱中心晶體中才有，而電致伸縮效應則所有的電介質晶體
中都存在，但一般都比較弱。
壓電晶體常用的材料是錯欽酸鉛和欽酸鋇，由欽酸鉛和錯酸鉛組成的多晶固溶體，稱為錯欽酸鉛壓電陶瓷，代號PZT (P一鉛，Z-錯，T-欽)。其特點為：
靈敏度高。
機電禍合系數大，故機電換能效率高。
機械品質因數高。
材料性能穩(wěn)定，老化性能在五年內小于2%。
居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
變形量小，即使加高電壓，總的變形量也很小。
電致伸縮材料最早是PMN妮鎂酸鉛系。1977年美國L.E.Cross教授研究出具有大電致伸縮效應的弛豫鐵電體，它的居里點在0℃附近。電致伸縮材料按擴散相變的起因分成兩類:無序型晶體和短程有序晶體。
用壓電陶瓷作為微位移器件己得到廣泛的應用，如精密工作臺的精密微動補償、精密加工中的微進給等。
壓電陶瓷的主要缺點是變形量小，即在壓電陶瓷上施加較高的電壓時，仍然獲得的行程很小。
與壓電陶瓷相比，電致伸縮弛豫型鐵電體在以下方面具有更優(yōu)的性能:
電致伸縮效應大、應變人。
位置重復性(再現性)好。
不需要極化。
不老化。
熱膨脹系數很低。
（2）機械式微位移機構
機械式微位移機構是一種古老的機構，比較成熟.結構形式較多，有螺旋機構、
杠桿機構、楔塊凸輪機構、彈性機構、齒輪機構以及上述機構組成的復合機構.
機械式微位移機構的特點:
具有較好的分辨力。
行程較人.
存在摩擦磨損以及爬行等缺點，很難達到高精度，故適用于中等精度。
（3）電熱式微位移機構
電熱式微位移機構包括電熱伸縮棒和電熱伸縮筒兩種結構形式，都是利用物體
的熱膨脹原理來實現微位移的。
電熱式微位移機構有如下特點:
結構簡單，操作控制方便。
位移精度受熱交換的影響，精度低。
存在熱慣性，不適于作高速位移機構
（4）電磁驅動器件
電磁驅動器件主要是利用可控電磁鐵的磁場力驅動金屬工作臺的移動.它是一
種新的微位移方法，首先由日本應用于電子束曝光機中。
鍵孔刀具微量補償裝置是鍵孔加工尺寸誤差預測補償技術中的一個關鍵功能部件，是實現補償的執(zhí)行機構，它的性能直接關系到補償的精度。國內采用上述方法鍵孔加工的生產企業(yè)(以汽車及發(fā)動機制造為主)主要靠引進成套設備或裝置實現精鏗孔的尺寸誤差自動補償。這些進口的系統(tǒng)在發(fā)生故障時往往得不到及時的維修，嚴重地影響到生產的正常運行，并且備件、維修費用高昂。因此，研究、開發(fā)具有自主知識產權的鏜孔刀具微量補償裝置滿足生產需求具有重要的理論和現實意義。
鏜孔刀具微量補償裝置的要求
鍵孔刀具微量補償裝置是國內設備制造廠家自主開發(fā)鍵孔精加工設備和用于機械加工自動線的瓶頸之一，該裝置的性能決定了補償的效果。對于一個適用于機械加工自動線的鍵孔刀具微量補償裝置應滿足如下的基本要求：
1具有較高的位移分辨率、高的定位精度和重復精度，滿足工作行程要求。
2具有高的精度穩(wěn)定性和可靠性。
3具有良好的動態(tài)特性和抗干擾能力。
4便于控制，響應速度快。
5結構緊湊，便于在各種場合應用。
6不平衡量小，允許較高的轉速。
鏜孔刀具微位移機構分類及原理
微位移機構是一種行程小、位移靈敏度和精度高的機構皿，是精密機械實現高精度的關鍵技術之一，是精密工程的一個重要研究方向，近年來得到迅速發(fā)展。廣泛應用于宇航、機械等精密加工領域。鍵孔刀具微量補償裝置是微位移機構在鏜孔加工中的一個具體應用。
1膛孔刀具微位移機構的分類
圖2鏜孔刀具微位移機構分類
膛孔刀具微位移機構根據形成微位移驅動器的機理，可分為的機械式和機電式兩大類 [4] ，兩大類中又可分為多種形式，如圖2所示。其中應用比較廣泛的有機械式、壓電晶體或電致伸縮式。
2.膛孔刀具微位移機構的原理
根據上述的分類，將分別對幾種主要微位移機構的原理進行分析 [5] 。
（1）壓電、電致伸縮器件
壓電、電致伸縮器件用作微位移器件具有體積小、結構緊湊、分辨率高、控制
簡便等優(yōu)點。同時它沒有發(fā)熱問題，故對精密機械系統(tǒng)無因發(fā)熱而引起的附加誤差。用這種器件制成的微位移系統(tǒng)，容易實現精度為0.015m的超精密定位，是理想的微位移驅動器，在精密機械中得到廣泛應用。
電介質在電場的作用下，產生兩種效應:壓電效應和電致伸縮效應，統(tǒng)稱機電
禍合效應。
電致伸縮效應:電介質在外界電場作用下，由于感應極化作用而引起應變，應變與電場方向無關，應變的大小與電場平方成正比。
逆壓電效應:電介質在外界電場的作用下，產生應變，應變的大小與電場成正比，應變的方向與施加電場的方向有關。
電介質在外加電場作用下，應變與電場的關系為
式中 ε——應變;
dE——逆壓電效應:
d——壓電系數;
E——電場(V/m );
ME2——電致伸縮效應;
M——電致伸縮系數(m2/V2)
逆壓電效應僅在無對稱中心晶體中才有，而電致伸縮效應則所有的電介質晶體
中都存在，但一般都比較弱。
壓電晶體常用的材料是錯欽酸鉛和欽酸鋇，由欽酸鉛和錯酸鉛組成的多晶固溶體，稱為錯欽酸鉛壓電陶瓷，代號PZT (P一鉛，Z-錯，T-欽)。其特點為：
靈敏度高。
機電禍合系數大，故機電換能效率高。
機械品質因數高。
材料性能穩(wěn)定，老化性能在五年內小于2%。
居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
居里溫度高，可達300 0C，可作高溫壓電元件。
變形量小，即使加高電壓，總的變形量也很小。
電致伸縮材料最早是PMN妮鎂酸鉛系。1977年美國L.E.Cross教授研究出具有大電致伸縮效應的弛豫鐵電體，它的居里點在0℃附近。電致伸縮材料按擴散相變的起因分成兩類:無序型晶體和短程有序晶體。
用壓電陶瓷作為微位移器件己得到廣泛的應用，如精密工作臺的精密微動補償、精密加工中的微進給等。
壓電陶瓷的主要缺點是變形量小，即在壓電陶瓷上施加較高的電壓時，仍然獲得的行程很小。
與壓電陶瓷相比，電致伸縮弛豫型鐵電體在以下方面具有更優(yōu)的性能:
電致伸縮效應大、應變人。
位置重復性(再現性)好。
不需要極化。
不老化。
熱膨脹系數很低。
（2）機械式微位移機構
機械式微位移機構是一種古老的機構，比較成熟.結構形式較多，有螺旋機構、
杠桿機構、楔塊凸輪機構、彈性機構、齒輪機構以及上述機構組成的復合機構.
機械式微位移機構的特點:
具有較好的分辨力。
行程較人.
存在摩擦磨損以及爬行等缺點，很難達到高精度，故適用于中等精度。
（3）電熱式微位移機構
電熱式微位移機構包括電熱伸縮棒和電熱伸縮筒兩種結構形式，都是利用物體
的熱膨脹原理來實現微位移的。
電熱式微位移機構有如下特點:
結構簡單，操作控制方便。
位移精度受熱交換的影響，精度低。
存在熱慣性，不適于作高速位移機構
（4）電磁驅動器件
電磁驅動器件主要是利用可控電磁鐵的磁場力驅動金屬工作臺的移動.它是一
種新的微位移方法，首先由日本應用于電子束曝光機中。
