一種用于活塞銷孔加工的壓電陶瓷配合杠桿機構的微進給裝置，包括基座、刀柄、鏜刀以及進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器，刀柄一端插置在基座內，另一端與鏜刀固定連接，杠桿軸前后穿過基座、刀柄將刀柄與基座連接在一起、并使刀柄可沿杠桿軸旋轉，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器分別通過預緊螺釘可調節地穿置在基座的上下兩側，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器與杠桿軸垂直設置且里端分別與刀柄靠近尾部的上下兩側相抵，進刀或退倒時，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器的變形位移通過杠桿軸轉變為刀具的徑向位移。本發明結構簡單、易于加工制造，具有高精度、高分辨率和快速響應的特點。

技術領域

本發明涉及一種壓電陶瓷配合杠桿機構的微進給裝置，具體涉及一種用于活塞銷孔加工的壓電陶瓷配合杠桿機構的微進給裝置。

背景技術

活塞在高溫、高壓和周期性沖擊的惡劣環境下工作，發動機燃燒氣體的壓力會導致活塞不均勻的變形。為了使工作狀態下活塞外部形狀和圓柱形缸體相適應，活塞銷孔與活塞銷相適應，提高發動機活塞連桿部件的承載能力，活塞外部形面設計為中凸變橢圓，銷孔側母線設計為雙曲線或多段微變量折線。其中銷孔側母線輪廓度誤差不大于3μm，線段升程錐度不大于1:1000，即鏜削刀具軸向進給1mm，徑向進給1μm，因此需要研制高精度、高分辨率的微量進給裝置才能保證活塞銷孔的形狀精度。

經查，現有專利公開號為CN 103481106B的中國專利《一種超精密飛切加工機床的壓電陶瓷式微進給裝置》，進給軸加工有薄壁空腔，在其底部形成彈性薄膜，壓電陶瓷致動器通過兩個半圓體鋼球安裝在預緊螺釘與彈性膜之間，并通過滑環與驅動電源連接；粗調螺母安裝在螺母安裝孔內，進給軸依次穿過軸孔和粗調螺母，預緊螺釘插入進給軸的盲孔內與內螺紋螺紋連接，進給軸的位于薄壁空腔的一端外壁上安裝有刀具基座。該微進給裝置也是采用壓電陶瓷驅動，但該裝置僅能實現軸向上微量進給，不能滿足銷孔加工的徑向進給要求。另外，國防科學技術大學的王宏亮也設計了一種基于壓電陶瓷驅動的活塞異形銷孔鏜削徑向微進給機構，該機構由于采用柔性鉸鏈作為壓電陶瓷驅動器的支撐和導向元件實現位移轉變，剛度較低，不能保證加工精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單合理、易加工的用于活塞銷孔加工的壓電陶瓷配合杠桿機構的微進給裝置，具有高精度、高分辨率和快速響應的特點。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種用于活塞銷孔加工的壓電陶瓷配合杠桿機構的微進給裝置，其特征在于：包括基座、刀柄、鏜刀以及進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器，刀柄的一端插置在基座內，另一端伸出基座外與鏜刀固定連接，一杠桿軸前后穿過基座、刀柄將刀柄與基座連接在一起、并使刀柄可沿杠桿軸旋轉，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器分別通過預緊螺釘可調節地穿置在基座的上下兩側，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器與杠桿軸垂直設置且進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器的里端分別與刀柄靠近尾部的上下兩側相抵，進刀或退倒時，進刀壓電陶瓷驅動器和退刀壓電陶瓷驅動器的變形位移通過杠桿軸轉變為刀具的徑向位移。

作為改進，所述基座的外端凹設有供刀柄插置的U型槽，U型槽的寬度大于刀柄的直徑，基座的中部靠近外端的一側前后方向開設有供杠桿軸穿置的貫穿孔，杠桿軸的前端設有與貫穿孔相抵的端面，后端設有外螺紋段，刀柄的中部開設有供杠桿軸穿置的軸孔，杠桿軸穿過基座的前端面、刀柄的軸孔、基座的后端面，通過一配套的螺母擰緊固定。

再改進，所述刀柄的軸孔的前后兩端凹設有擴徑的臺階孔，杠桿軸的前段成型有與刀柄的軸孔前端的擴徑的臺階孔相抵定位的擴徑段，在刀柄的軸孔后端的擴徑的臺階孔內設有一彈簧，彈簧套設在杠桿軸外，支撐在該臺階孔與基座內壁之間以實現對刀柄的夾緊。