[01368392]超精密切削微进给平台的设计

超精密加工技术是当代机械制造最重要的发展方向之一，是现代航空航天、微电子、光学、机器人、生物、医学及遗传工程等先进技术发展的基础，同时也成为制造惯性仪表、天文望远镜、磁盘、CD（光盘）、VTR（录像头）、激光打印机、光学医疗仪器等技术密集型产品的关键技术。在超精密车床研制中，进给与微进给系统是车床能够达到高精度进给和定位的关键；目前，以压电陶瓷为驱动器、弹性铰链作弹性元件的微进给平台系统在超精密车床中得到普遍应用。研究可靠的弹性铰链结构设计计算方法以及一套系统的、完备的微进给平台设计理论，优化结构，获得理想的进给刚度，以实现静动态性能的优化，是目前提高微进给平台的定位精度和运动精度的关键。该项目运用机械动力学、结构优化设计和材料科学理论总结，研究了一套完备的微进给平台设计理论，并根据此理论进行了微进给平台的研究。具体所做工作是，根据设计所要求的位移，选择了合理参数的微位移驱动器，运用弹性理论进行了弹性铰链的结构优化设计并进行了有限元分析，对微进给平台进行了理论设计与实验研究，得到了平台工作的电压位移曲线、实际输出位移、输出位移分辨率、重复定位精度、平台刚度及平台传递函数幅频特性曲线等，实验结果与理论分析有高度的一致性，表明设计理论的可行性与可实践性。所设计的微进给平台具有如下的技术参数，能达到精密机械的技术要求。系统刚度：K=44.29N/um进给范围：s=8um工作载荷：F=280N进给方向固有频率：f=1122Hz分辨率：8nm重复定位精度：0.1um