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用于切削機床的壓電技術

發布時間:2016-11-17 | 來源: | 作者:
   多年以來,壓電陶瓷材料在各種不同的領域獲得了廣泛的成功。如在發動機技術領域中,上百萬的噴油器柴油機系統安裝了壓電陶瓷材料,或者消費電子類產品,在微型和小型執行器以及照相機中的傳感裝置、智能手機和固定磁盤都有壓電陶瓷的應用。至今,除了在工件清潔或者硬脆材料的加工超聲波技術中采用之外,壓電技術還尚未在商業機床上應用。日前,由10個合作伙伴組成名稱為Piesaspan的網絡公司要將基于壓電技術的附加系統應用到切削機床上。

  據Piesaspan網絡公司表示,其目的是利用壓電技術設計出新型機床和開發新工藝或者優化現有的加工流程。以簡單化的操作、標準化的接口以及工業適用化的堅固耐用的零部件作為研究重點。將圍繞機床系統和機床零件價值鏈的網絡合作伙伴的專有技術集中在一起,為了最終研發的以壓電技術為基礎的市場成熟的傳感執行系統,并應用到工業領域中去。

  首先研究的特性應該優于迄今為止開發出的基于壓電的系統。通過開發新型高效的零件、工藝和方法,項目合作伙伴需要排除現有的市場障礙。


  用于工件準確定位的壓電十字工作臺

  有目的地利用壓電元件

  幾乎每個電動打火機都安裝了壓電元件。所形成火花點燃打火機的可燃氣體。這是一個簡單且高效的效應原因:當壓電晶體的固定體變形時就會形成一定的電壓。只要用大拇指壓一下打火機的壓電晶體的連桿,壓電陶瓷片就會在緊密的金屬接觸之間產生最大15?kV的高壓和火花。我們可以將這種效應應用到傳感器之中。當一個零件或者機床元件變形時,壓電傳感器產生一個高壓。相反,將壓電材料的電壓設計到一個預先設定的形式內,也就是讓電能轉化為運動。那么,壓電系統也可以作為執行機構使用。被應用到汽車技術和機電一體化技術中。

  工業化應用的解決方案優點顯而易見:基于壓電的附加軸在常規的進給驅動裝置的定位精度和動態方面具有明顯的優勢。通過微米等級的高動態定位主軸運動的疊加,可以在一個復合的流程中加工與圓形有偏差的幾何形體微結構形狀或者孔。這種新的應用技術對于精加工內燃機連桿孔或者氣缸孔起著非常重要的作用。目前這道工序的加工仍是一項昂貴且通過多級過程鏈而完成的項目。

  基于壓電技術的附加系統的應用潛力非常廣泛,它還可以通過相反的應用可能性顯示出來。一方面為了提高加工質量,利用產生的振動進行有目地補償。另一方面可將自身產生的振動進行設定重疊,更加有利于斷屑。由此,減少了過程力或者減少了刀具的磨損。

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