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用于切削机床的压电技术

发布时间:2016-11-17 | 来源: | 作者:
   多年以来,压电陶瓷材料在各种不同的领域获得了广泛的成功。如在发动机技术领域中,上百万的喷油器柴油机系统安装了压电陶瓷材料,或者消费电子类产品,在微型和小型执行器以及照相机中的传感装置、智能手机和固定磁盘都有压电陶瓷的应用。至今,除了在工件清洁或者硬脆材料的加工超声波技术中采用之外,压电技术还尚未在商业机床上应用。日前,由10个合作伙伴组成名称为Piesaspan的网络公司要将基于压电技术的附加系统应用到切削机床上。

  据Piesaspan网络公司表示,其目的是利用压电技术设计出新型机床和开发新工艺或者优化现有的加工流程。以简单化的操作、标准化的接口以及工业适用化的坚固耐用的零部件作为研究重点。将围绕机床系统和机床零件价值链的网络合作伙伴的专有技术集中在一起,为了最终研发的以压电技术为基础的市场成熟的传感执行系统,并应用到工业领域中去。

  首先研究的特性应该优于迄今为止开发出的基于压电的系统。通过开发新型高效的零件、工艺和方法,项目合作伙伴需要排除现有的市场障碍。


  用于工件准确定位的压电十字工作台

  有目的地利用压电元件

  几乎每个电动打火机都安装了压电元件。所形成火花点燃打火机的可燃气体。这是一个简单且高效的效应原因:当压电晶体的固定体变形时就会形成一定的电压。只要用大拇指压一下打火机的压电晶体的连杆,压电陶瓷片就会在紧密的金属接触之间产生最大15 kV的高压和火花。我们可以将这种效应应用到传感器之中。当一个零件或者机床元件变形时,压电传感器产生一个高压。相反,将压电材料的电压设计到一个预先设定的形式内,也就是让电能转化为运动。那么,压电系统也可以作为执行机构使用。被应用到汽车技术和机电一体化技术中。

  工业化应用的解决方案优点显而易见:基于压电的附加轴在常规的进给驱动装置的定位精度和动态方面具有明显的优势。通过微米等级的高动态定位主轴运动的叠加,可以在一个复合的流程中加工与圆形有偏差的几何形体微结构形状或者孔。这种新的应用技术对于精加工内燃机连杆孔或者气缸孔起着非常重要的作用。目前这道工序的加工仍是一项昂贵且通过多级过程链而完成的项目。

  基于压电技术的附加系统的应用潜力非常广泛,它还可以通过相反的应用可能性显示出来。一方面为了提高加工质量,利用产生的振动进行有目地补偿。另一方面可将自身产生的振动进行设定重叠,更加有利于断屑。由此,减少了过程力或者减少了刀具的磨损。

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