電磁驅(qū)動超高頻響直線式微進(jìn)給系統(tǒng)研究

非軸對稱光學(xué)元件是目前廣泛應(yīng)用的微光學(xué)設(shè)備、光電及通訊產(chǎn)品的關(guān)鍵。這些元件表面形狀復(fù)雜、精度高。金剛石超精密車削是加工非軸對稱光學(xué)元件的有效方法，但要求驅(qū)動刀具的微進(jìn)給系統(tǒng)頻響達(dá)到數(shù)kHz。壓電陶瓷驅(qū)動由于遲滯、蠕變和共振頻率低，嚴(yán)重影響高頻工作性能，其頻響在2kHz以下，難以滿足上述要求。變磁阻正應(yīng)力電磁驅(qū)動有望從根本上克服上述缺點(diǎn)，但需解決驅(qū)動力線性化、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、高精度強(qiáng)抗擾控制器設(shè)計(jì)問題。本項(xiàng)申請?zhí)岢霾捎媒M合驅(qū)動成倍提高驅(qū)動力，利用永磁體產(chǎn)生偏置磁通實(shí)現(xiàn)驅(qū)動力線性化，并通過有限元分析，研究驅(qū)動機(jī)構(gòu)集成設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化方法，試圖從根本上提高電磁驅(qū)動微進(jìn)給機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度和高頻工作性能。通過被控對象建模，研究高精度強(qiáng)抗擾控制器設(shè)計(jì)方法。研制超高頻響直線式微進(jìn)給系統(tǒng)，進(jìn)行綜合性能試驗(yàn)，達(dá)到預(yù)定性能指標(biāo)。本項(xiàng)目為非軸對稱超精密車削提供關(guān)鍵理論和技術(shù)支持，具有重大技術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)價值。 2100433B

徑向進(jìn)給切槽是使刀具徑向進(jìn)給，在孔內(nèi)切出溝槽的方法。

中文名稱

徑向進(jìn)給切槽

英文名稱

recessing with radial feed

定　　義

使刀具徑向進(jìn)給，在孔內(nèi)切出溝槽的方法。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），切削加工工藝與設(shè)備（二級學(xué)科），切削加工工藝-典型表面加工-槽加工（三級學(xué)科）

橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)常見改進(jìn)方案及其存在的問題

針對普通車床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給精度問題，國內(nèi)外專家多采用以下三種解決方案。

(1) 在中修或項(xiàng)修過程中，更換新的橫向進(jìn)給絲母。必要時將橫向進(jìn)給絲杠進(jìn)行修復(fù)，然后再配作絲母。這種辦法并沒有從根本上解決橫向定位精度問題。機(jī)床只是在修復(fù)后最初階段能夠保障橫向進(jìn)給精度，數(shù)月后就又進(jìn)入反復(fù)調(diào)整階段，而且加大了維修成本。

(2) 有的專家試圖用改進(jìn)橫向進(jìn)給絲杠支承結(jié)構(gòu)或減小絲杠變形的方法來解決問題。這種方案僅提高了絲杠的剛度，雖然能夠間接地減緩絲杠、絲母的磨損，但仍舊沒有從實(shí)質(zhì)上解決問題。這各辦法的根本缺點(diǎn)是改造的成本和維修費(fèi)用很大。

(3) 八十年代中期，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，國內(nèi)外的專家們紛紛采用數(shù)控或數(shù)顯技術(shù)對機(jī)床進(jìn)行改造。采用數(shù)控技術(shù)改善機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)精度，尤其是采用閉環(huán)控制，很好地解決了進(jìn)給精度問題。但是這種方案成本太高，企業(yè)無法承受，不符合中國現(xiàn)有的國情，所以一直進(jìn)展很慢。采用數(shù)顯技術(shù)改善機(jī)床進(jìn)給精度的實(shí)例在國內(nèi)比較多。雖然這種方案比數(shù)控技術(shù)改造投資小，但考慮到投資收益比，也不適合于普通車床這類造價較低的設(shè)備改造，一般企業(yè)僅把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于精、大、稀設(shè)備的改造上。最常見的是造價幾十萬元的鏜銑床改造。

微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置專利目的

《微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置》所要解決的技術(shù)問題是提供一種微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置，該微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置采用“雙螺線管與平衡銜鐵旋轉(zhuǎn)”相結(jié)合的電磁驅(qū)動結(jié)構(gòu)，運(yùn)用費(fèi)力杠桿的原理，在同等輸入條件下，實(shí)現(xiàn)了體積小、行程大的目的，解決了大功率微波開關(guān)的設(shè)計(jì)難題。

微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，《微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置》采用如下技術(shù)方案：微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置，包括兩個螺線管式電磁鐵、轉(zhuǎn)軸支架和彈性簧片，兩個螺線管式電磁鐵安裝在支撐板上方，螺線管式電磁鐵的導(dǎo)桿從支撐板中伸出，導(dǎo)桿下方分別與轉(zhuǎn)軸支架的兩端連接，所述的轉(zhuǎn)軸支架靠轉(zhuǎn)軸固定在支撐板下方的耳板上，轉(zhuǎn)軸支架可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，兩個彈性簧片分別鉚接在轉(zhuǎn)軸支架兩端。該發(fā)明應(yīng)用費(fèi)力杠桿原理，采用了兩個雙穩(wěn)態(tài)磁保持結(jié)構(gòu)的螺線管式電磁鐵，通過支撐板進(jìn)行固定形成了類似“推挽式”結(jié)構(gòu)，螺線管式電磁鐵中的鐵芯運(yùn)動帶動轉(zhuǎn)軸支架的兩端運(yùn)動，轉(zhuǎn)軸支架兩端鉚接的彈性簧片（通常與推桿等部件接觸）同步運(yùn)動并傳遞出力量，將鐵芯的行程轉(zhuǎn)化為彈性簧片的行程。由于該發(fā)明的微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置采用了兩個雙穩(wěn)態(tài)螺線管式電磁鐵同時提供保持力，保持力大，將鐵芯處于轉(zhuǎn)軸與彈性簧片中間，形成費(fèi)力杠桿結(jié)構(gòu)，以轉(zhuǎn)軸作為支撐點(diǎn)，鐵芯的行程被進(jìn)一步放大，從而在彈性簧片的端部獲得較大的行程，結(jié)構(gòu)中通過調(diào)節(jié)杠桿比，相同的鐵芯行程可以在彈性簧片的端部形成不同的連續(xù)變化的長行程。

微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置改善效果

《微波開關(guān)電磁驅(qū)動裝置》有效的利用了狹小的產(chǎn)品腔體空間，與單獨(dú)的“平衡銜鐵旋轉(zhuǎn)式”或“螺線管式”驅(qū)動結(jié)構(gòu)相比，相同的空間內(nèi)能擁有更大的行程以及更高的推動力，具有結(jié)構(gòu)小、行程長、耐沖擊、抗振動等特點(diǎn)，整個裝配過程簡單可靠，可以反復(fù)拆卸。

所述的螺線管式電磁鐵包括鐵芯、線圈、導(dǎo)桿和線圈骨架，線圈纏繞在線圈骨架上，線圈骨架內(nèi)設(shè)置有鐵芯，線圈骨架內(nèi)套接有空心套筒，套筒與線圈骨架之間固定放置有若干塊永磁體，鐵芯套接在套筒內(nèi)，套筒的軸向長度大于鐵芯的長度，導(dǎo)桿沿套筒的軸向方向穿過線圈骨架兩側(cè)，導(dǎo)桿可沿線圈骨架的軸向方向上下移動，導(dǎo)桿與鐵芯固定連接。鐵芯在套筒內(nèi)可以沿套筒的軸向方向移動，若干塊永磁體的同極相對周向分布在套筒的外側(cè)，鐵芯受永磁體磁化，使鐵芯移動至套筒內(nèi)上端或者下端的極限位置，并固定在此初始時的極限位置；線圈通電時，線圈內(nèi)產(chǎn)生線圈磁場，若線圈磁場與永磁體磁場方向相反，且鐵芯受到的線圈磁場作用力大于鐵芯受到的永磁體的磁場作用力時，帶動鐵芯沿套筒的中心線運(yùn)動至套筒內(nèi)另一端的極限位置，此時當(dāng)鐵芯不再受到線圈磁場力的作用時，鐵芯會停留在該另一端的極限位置，不會恢復(fù)至初始時的極限位置，鐵芯與導(dǎo)桿之間固定連接，鐵芯的運(yùn)動帶動導(dǎo)桿上下運(yùn)動，進(jìn)而帶動彈性簧片運(yùn)動。不需要彈簧等復(fù)位裝置使鐵芯及導(dǎo)桿恢復(fù)初始狀態(tài)，簡化整個裝置的結(jié)構(gòu)。

電磁鐵的鐵芯屬于圓柱體，可以360°旋轉(zhuǎn)，為防止鐵芯轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)桿下端部設(shè)有凸舌，轉(zhuǎn)軸支架兩端部設(shè)有凹槽，凸舌卡在凹槽中，在不影響連接的情況下限制了鐵芯的轉(zhuǎn)動。