CN115502428A - 一种超精密车床车刀位置可调刀架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超精密车床车刀位置可调刀架，属于车削加工技术领域，包括：底座；铰链型刀架座，铰链型刀架座包括固定部和铰链活动部，固定部固定在底座上，且固定部内开设有水平布置的安装孔，铰链活动部一侧为移动端，且其靠近移动端的下端面设置成沿移动方向倾斜的斜面，另一侧与固定部一侧连接；车刀安装座,车刀安装座上可拆卸安装有车刀和锁紧件，且与铰链活动部的移动端滑动连接，锁紧件以固定车刀安装座；粗调组件，粗调组件安装在铰链活动部的移动端且与车刀安装座传动连接；精调组件，精调组件包括驱动部和位移滑块，驱动部安装在安装孔内。本发明可实现车刀位置的快速调整和精确微调，并可对车刀位置实时测量。

Description

一种超精密车床车刀位置可调刀架

技术领域

本发明涉及车削加工技术领域，更具体的说是涉及一种超精密车床车刀位置可调刀架。

背景技术

目前，一种金刚石车削超精密车床是利用单晶金刚石车刀进行高精度表面制造的加工工艺，已应用于国防、航天航空、太空遥测等重要领域，其加工水平体现了一个国家相关产业的技术水平。金刚石车削超精密车床加工中车刀的对刀位置会对加工表面质量的高低有重要的影响，常见的车刀位置的校对是通过人工和测量工具，外加垫块进行车刀高度位置方向的粗调和精调，这个车刀位置校对繁琐复杂，没有任何规律可参照，车刀位置的校对精度依赖于加工工人的操作经验，因此，传统的超精密车床车刀位置调整过程耗费大量时间，而且无法实现车刀在加工过程中刀具磨损和中心位置对刀误差的辨识。现有申请号为202100130947.4的发明专利，公开了一种新型可调刀架，但是其仅是利用升降丝杆转动带动丝杆螺母、刀架滑块和车刀，一起上下移动，从而根据升降丝杆顶端的千分尺测微螺杆的测量值来实现对车刀的位置测量。

因此，如何提供一种既可快速调整车刀位置又可精准测量车刀位置的用于金刚石车削超精密车床的可调刀架是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种超精密车床车刀位置可调刀架以至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超精密车床车刀位置可调刀架，包括：

底座；

铰链型刀架座，所述铰链型刀架座包括固定部和铰链活动部，所述固定部固定在所述底座上，且所述固定部内开设有水平布置的安装孔，所述铰链活动部一侧为移动端,且其靠近移动端的下端面设置成沿移动方向倾斜的斜面，另一侧与所述固定部一侧连接；

车刀安装座，所述车刀安装座上可拆卸安装有车刀和锁紧件，且与所述铰链活动部的移动端滑动连接，所述锁紧件以固定所述车刀安装座；

粗调组件，所述粗调组件安装在所述铰链活动部的移动端且与所述车刀安装座传动连接；

精调组件，所述精调组件包括驱动部和位移滑块，所述驱动部安装在所述安装孔内；所述位移滑块传动连接在所述驱动部的驱动端，且与所述斜面抵接以驱动所述铰链活动部的移动端上下移动；

测量组件，所述测量组件固定在所述底座一侧端面上，且其测量端与所述车刀抵接；

结构变形实时监测组件，所述结构变形实时监测组件固定在所述铰链活动部的顶端面。

采取上一步方案的有益效果：通过拧松锁紧件调节粗调组件带动车刀安装座上下移动，从而车刀安装座上的车刀上下移动，进行车刀位置快速调节。位移滑块上端面为斜面，与其抵接的铰链活动部下端面为相同角度向铰链固定部端下斜的斜面设计，通过调节精调组件可以带动位移滑块左右滑动，从而铰链活动部向上移动，带动铰链型刀架座上的车刀上下移动，从而进行车刀位置竖直方向的精准调节。通过测量组件可以实时读取车刀位置的调整参数，并可以根据结构变形实时监测组件实时监测刀架位置的状态。

优选的，所述铰链活动部包括四个直圆形柔性铰链结构：

第一柔性铰链；

第二柔性铰链，所述第二柔性铰链与所述第一柔性铰链固定连接，且具有同一水平中心；

第三柔性铰链，与所述第一柔性铰链具有同一竖直中心；

第四柔性铰链，与所述第三柔性铰链固定连接且具有同一水平中心，同时与所述第二柔性铰链具有同一垂直中心；所述第三柔性铰链及第四柔性铰链与所述第一柔性铰链及第二柔性铰链相接处具有间隙。

采取上一步方案的有益效果：铰链活动部设置有四个相同的单轴直圆形柔性铰链结构，其原理是借鉴的平行四边形机构的双摇杆运动形式，当位移滑块水平运动时，铰链活动部斜面处水平方向受到及其微小的外力，因为其铰链结构的对称性，水平方向产生的微位移由柔性铰链内部的弹性变形量抵消，而斜面处竖直方向受到的外力相对较大，因而铰链活动部移动的一端不发生水平方向的移动，只产生竖直方向的位移，从而可完成车刀位置竖直方向上的调整。

所述粗调组件包括丝杠和螺母块，所述铰链活动部靠近所述车刀安装座一侧开设有滑动槽，且其一侧的上端面上开有连通所述滑动槽的丝杠安装孔，所述丝杠安装在所述丝杠安装孔内；所述螺母块滑动连接在所述滑动槽且与所述丝杠传动连接。

采取上一步方案的有益效果：丝杠可将回转运动转化为直线运动，因而转动丝杠可以带动车刀安装座在滑动槽内上下移动。

所述锁紧件为调节螺钉，所述车刀安装座靠近所述铰链活动部的侧端面开有长条形调节孔，所述铰链活动部对应所述长条形调节孔的位置设有螺纹孔，所述调节螺钉穿过所述长条形调节孔与所述螺纹孔螺纹连接。

采取上一步方案的有益效果：拧松调节螺钉，车刀安装座可以上下移动，拧紧调节螺钉，车刀安装座可固定在铰链型刀架座上。

所述驱动部包括：传动轴、调节管和回转电机，所述传动轴贯穿在所述安装孔内，且一端与所述位移滑块传动连接；所述调节管套接在所述传动轴远离所述位移滑块的一端且与内壁所述传动轴为细牙螺纹连接；所述回转电机的输出端与所述调节管外表面固定连接。

采取上一步方案的有益效果：回转电机提供调节管调节的动力，可以更精确调节调节管的转动量，避免人工调节精度误差大的情况。调节管转动带动传动轴转动并且产生水平方向的微小移动，从而带动位移滑块在底座上产生水平方向的滑动，位移滑块滑动带动铰链活动部移动的一端产生竖直方向的移动，从而完成车刀位置竖直方向的精确调整。

所述铰链活动部与所述位移滑块斜面均向所述固定部方下斜且与水平方向夹角均为3°～5°。

采取上一步方案的有益效果：铰链活动部的下端面与位移滑块上端面抵接，且均为向固定部方向下斜的相同角度的斜面，可以使位移滑块水平移动时，铰链活动部移动端同时发生上下方向的移动。角度较小可保证铰链型刀架座不被损坏。

还设有多个位移滑块弹簧，所述多个位移滑块弹簧均轴向水平设置，其一端固定在所述位移滑块侧端面上，另一端固定在所述固定部靠近所述位移滑块的侧端面上。

采取上一步方案的有益效果：位移滑块弹簧牵引使位移滑块只产生滑动而不产生不转动，同时可限制位移滑块的滑动范围。

安装孔内壁固定连接有限位环，所述限位环套接在所述传动轴靠近所述调节管的一端，且其内径小于所述调节管外径。

采取上一步方案的有益效果：可对调节管进行限位，使调节管转动时拉杆产生水平方向的移动。

所述测量组件包括：

测量安装座，所述测量安装座固定在所述底座侧端面上；

支杆，所述支杆固定在所述测量安装座上；

千分表；

夹持杆，所述夹持杆水平布置且其一端活动连接在所述支杆上，另一端夹持有所述千分表。

采取上一步方案的有益效果：千分表可以对车刀位置实时测量并读取车刀位置高度的调整量大小，即时调整车刀位置。

所述结构变形实时监测组件包括：

应变片安装板，所述应变片安装板固定在所述铰链型刀架座顶端；

应变片，所述应变片固定在所述应变片安装板上，所述应变片电连接至应变仪。

采取上一步方案的有益效果：结构变形实时监测组件通过实时监测铰链型刀架座的结构变形状态，可精确监测车刀位置的变形量，同时还可实时监测以防止造成铰链型刀架座的损坏。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种超精密车床车刀位置可调刀架，具有以下有益效果：

1、可通过粗调组件、精调组件、测量组件、结构变形实时监测组件来实现快速精准对刀，粗调组件可以实现车刀位置快速调节，精调组件可以实现车刀位置精准调节，同时铰链形刀座结构可以保证车刀刀尖的位置调整方向只在竖直方向，不会产生左右偏移或者任意角度方向的偏移。

2、经过前期的测量组件对车刀位置调节量的实时读取测量值，结合结构变形实时监测组件中应变片读取的应变量，后期可以仅通过结构变形实时检测组件来实时采集车刀位置状态的信息，为车刀加工切过程中车刀位置调节提供在线可辨识的调节量指导信息。

3、采用回转电机的精密角度调节，可以避免传统的依靠人工调节的精度不可靠的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供超精密车床车刀位置可调刀架的整体结构示意图；

图2为本发明提供的超精密车床车刀位置可调刀架拆分结构示意图；

图3为本发明精调部分***示意图；

图4为本发明精调部分剖面图；

图5为本发明粗调部分***示意图；

图6为本发明测量组件示意图；

图7为本发明铰链型刀架座示意图；

图8为本发明铰链型刀架座变形示意图。

图中：

1底座；2铰链型刀架座；3车刀安装座；4丝杠；5位移滑块；6测量组件；7结构变形实时监测组件；8车刀；9传动轴；10调节管；11回转电机；12位移滑块弹簧；13限位环；14自润滑铜环；15限位顶丝；16底板；17车刀固定压块；18固定压板；19铰链型刀架座紧固螺钉；20位移滑块限位件；21位移滑块紧固螺钉；

201固定部；202铰链活动部；

2021第一柔性铰链；2022第二柔性铰链；2023第三柔性铰链；2024第四柔性铰链；

601测量安装座；602支杆；603千分表；604夹持杆；

701应变片安装板；702应变片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7，本发明实施例公开了一种超精密车床车刀位置可调刀架，包括：

底座1；

铰链型刀架座2，铰链型刀架座2包括固定部201和铰链活动部202，固定部201固定在底座1上，且固定部201内开设有水平布置的安装孔，铰链活动部202一侧为移动端,且其靠近移动端的下端面设置成沿移动方向倾斜的斜面，另一侧与固定部201一侧连接；

车刀安装座3，车刀安装座3上可拆卸安装有车刀8和锁紧件，且与铰链活动部202的移动端滑动连接，锁紧件以固定车刀安装座3；

粗调组件，粗调组件安装在铰链活动部202的移动端且与车刀安装座3传动连接；

精调组件，精调组件包括驱动部和位移滑块5，驱动部安装在安装孔内；位移滑块5传动连接在驱动部的驱动端，且与斜面抵接以驱动铰链活动部202的移动端上下移动；

测量组件6，测量组件6固定在底座1一侧端面上，且其测量端与车刀8抵接；

结构变形实时监测组件7，结构变形实时监测组件7固定在铰链活动部202的顶端面。

通过调节粗调组件带动车刀安装座3上下移动，从而车刀安装座3上的车刀8上下移动，进行车刀8位置快速调节。位移滑块5上端面为斜面，与其抵接的铰链活动部202下端面为相同角度的斜面设计，通过调节精调组件可以带动位移滑块5左右滑动，从而铰链活动部202向上移动，带动铰链型刀架座2上的车刀8上下移动，从而进行车刀8位置竖直方向的精准调节。通过测量组件6可以实时读取车刀8位置的调整参数，并可以根据结构变形实时监测组件7实时监测刀架位置的状态。

进一步的，参见图6，铰链活动部202包括四个直圆形柔性铰链结构：

第一柔性铰链2021；

第二柔性铰链2022，第二柔性铰链2022与第一柔性铰链2021固定连接，且具有同一水平中心；

第三柔性铰链2023，与第一柔性铰链2021具有同一竖直中心；

第四柔性铰链2024，与第三柔性铰链2023固定连接且具有同一水平中心，同时与第二柔性铰链2022具有同一垂直中心；第三柔性铰链2023及第四柔性铰链2024与第一柔性铰链2021及第二柔性铰链2022相接处具有间隙。

铰链型刀架座2的铰链活动部202设置有四个相同的单轴直圆形柔性铰链结构，其原理是借鉴的平行四边形机构的双摇杆运动形式，当位移滑块5水平滑动时，铰链活动部202水平方向受到及其微小的外力，因为其结构的对称性，水平方向产生的微位移由柔性铰链内部的弹性变形量抵消，竖直方向受到的外力相对较大，因而铰链活动部202移动的一端不发生水平方向的移动，只产生竖直方向的位移，从而可完成车刀8位置竖直方向上的调整。

进一步的，参见图4，粗调组件包括丝杠4和螺母块，铰链活动部202靠近车刀安装座3一侧开设有滑动槽，且其一侧的上端面上开有连通滑动槽的丝杠安装孔，丝杠4安装在丝杠安装孔内；螺母块上开有丝杠调节孔，丝杠4下端贯穿在丝杠调节孔内且与其螺纹连接。转动丝杠4，螺母块可在滑动槽内上下移动。车刀安装座3顶部固定有车刀固定压块17，车刀固定压块17上安装有车刀紧固螺钉，将车刀8固定在车刀安装座3上。锁紧件为调节螺钉，车刀安装座3靠近铰链活动部202的侧端面开有长条形调节孔，长条形调节孔外侧还设有固定压板18，铰链活动部202对应长条形调节孔的位置设有螺纹孔，调节螺钉穿过固定压板18和长条形调节孔与螺纹孔螺纹连接。调整车刀8位置时，拧松调节螺钉，转动丝杆4，螺母块可在滑动槽内上下移动，带动车刀安装座3上下移动，车刀8随之上下移动，从而进行车刀8位置高度快速调节。车刀8位置粗调完成，将调节螺钉拧紧，使车刀安装座3固定在铰链型刀架座2上。

进一步的，参见图3，驱动部包括：传动轴9、调节管10和回转电机11，传动轴9贯穿在安装孔内，且一端与位移滑块5传动连接；调节管10套接在传动轴9远离位移滑块5的一端且与传动轴9为细牙螺纹连接；回转电机11的输出端与调节管10外表面固定连接。

具体的，传动轴9与调节管10连接的一端为螺纹杆，螺纹杆套接在调节管10内部且与调节管10内壁螺纹连接，传动轴9与调节管10螺纹连接部分为细牙螺纹结构。回转电机11转动量较小，使用细牙螺纹连接，既能将转动化水平移动同时可适应回转电机11的微小转动量，从而实现对车刀8位置的微调。调节管10上开有长条形限位孔，限位顶丝15垂直插接在长条形限位孔内且固定在传动轴9上，使调节管10和回转电机11输出轴一同转动。安装孔内靠近调节管10一端的内壁固定连接有轴向水平布置的限位环13，传动轴9插接在限位环13内，且限位环13内径小于调节管10外径，可对调节管10进行限位，使调节管10转动时传动轴9产生水平方向的移动。

铰链活动部202与位移滑块5斜面均向固定部方下斜且与水平方向夹角均为3°～5°。铰链活动部202的下端面与位移滑块5上端面抵接，且均为向固定部201方向下斜的相同角度的斜面，可以使位移滑块5水平移动时，铰链活动部202移动端同时发生上下方向的移动。角度较小可保证铰链型刀架座2不被损坏。

还设有多个位移滑块弹簧12，多个位移滑块弹簧12均轴向水平设置，其一端固定在位移滑块5侧端面上，另一端固定在固定部201侧端面上。在位移滑块5滑动时，可限制位移滑块5滑动范围并使其不发生转动。

在一具体实施例中，为了便于位移滑块5滑动，减少摩擦力，同时也为了装拆方便，底座1上方设有可拆卸的底板16，底板16上端面为光滑设置且通过螺钉固定在固定部201底部端面。铰链型刀架座2最优为一体结构，铰链活动部202中间开设有刀架座贯穿孔，固定部201对应贯穿孔下方开有铰链型刀架座紧固螺钉安装孔，铰链型刀架座紧固螺钉19从顶部***铰链型刀架座紧固螺钉安装孔内将固定部201和底板16一同固定在底座1上。传动轴9中部开有长条形贯穿孔，方便铰链型刀架座紧固螺钉19的安装并且不影响传动轴的转动和水平方向移动。传动轴9的长条形贯穿孔两侧均套接有自润滑铜环14，以减少传动轴9与固定部201的安装孔内壁之间的摩擦。位移滑块5中间水平方向插接有位移滑块紧固螺钉21，位移滑块紧固螺钉21另一端***与其相连的传动轴9端部使位移滑块5与传动轴9紧固连接。传动轴9微转动的同时位移滑块5发生水平方向的微位移。

回转电机11提供调节管10转动的动力，可以更精确调节调节管10的转动量，避免人工调节精度误差大的情况。调节管10转动带动传动轴9转动并且产生水平方向的微小移动，从而带动位移滑块5在底板16上产生水平方向的滑动，位移滑块5滑动带动铰链活动部202移动端产生竖直方向的移动，从而完成车刀8位置竖直方向的精确调整。

进一步的，在一具体实施例中，铰链活动部202移动端还安装有位移滑块限位件20，位移滑块5两侧均开有竖直布置的矩形第一通孔，与其抵接的铰链活动部202移动端相对应的开有两个竖直方向的第二通孔，位移滑块限位件20为套接有铰链型刀架弹簧的螺钉，且铰链型刀架弹簧两端套接在螺钉上有垫片，位移滑块限位件20依次插接在第二通孔、第一通孔内，下端与底板16上的螺纹孔螺纹连接，将铰链型刀架座2与位移滑块5固定在底板16上。传动轴9带动位移滑块5在底板16上滑动时，位移滑块限位件20可使位移滑块5在底板上水平滑动同时限制其滑动范围为0～10μm，铰链型刀架弹簧使铰链活动部202移动端可上下移动，同时可缓解铰链型刀架座2的变形压力，使其薄弱的柔性铰链结构不被损坏。

进一步的，参见图5，测量组件6包括：测量安装座601、支杆602、千分表603和夹持杆604，测量安装座601侧端面开有长条形安装座贯穿孔，通过测量安装座紧固螺钉固定在底座1一侧端面上，拧松测量安装座紧固螺钉，测量安装座601可以调节位置，调节完成拧紧测量安装座紧固螺钉。支杆602下端固定在测量安装座601上。夹持杆604水平布置且其一端可转动连接在支杆602上，另一端夹持千分表603下端的固定杆。夹持杆604两端均为卡口结构，卡口外侧贯穿有螺栓，通过拧松支杆602卡口处的螺栓可以旋转夹持杆604并调整其高度，拧紧螺栓可将其固定在支杆602上。同理，调节千分表603处卡口的螺栓，可以安装或取下千分表603。千分表603可以对车刀8位置实时测量并读取车刀8位置高度的调整量大小，即时调整车刀8位置。

参见图2，结构变形实时监测组件7包括：应变片安装板701和应变片702，应变片安装板701固定在铰链型刀架座2顶端，其对应丝杠安装孔处开有丝杠贯穿孔以安装丝杠4；应变片702固定在应变片安装板701上，应变片702电连接至应变仪。结构变形实时监测组件7通过实时监测铰链型刀架座2的结构变形状态，可精确监测车刀8位置的变形量，同时还可实时监测以防止造成铰链型刀架座2的损坏。

本发明使用时对刀步骤为：

S1、将车刀8安装在车刀安装座3上，松动固定压板18上的调节螺钉，使车刀安装座3处于可粗调状态；

S2、通过转动丝杠4对车刀安装座3进行粗调；

S3、通过拧紧固定压板18上的螺栓，将车刀安装座3固定在铰链型刀架座2上；

S4、通过开启回转电机11并调节其转动量对车刀安装座3进行微调；

S5、通过测量组件6、结构变形实时监测组件7读取车刀8的对刀误差和结构位置状态。

具体过程为:第一步，将车刀8安装在铰链型刀架座2上的车刀安装座3上，并用车刀固定压块17固定，测量车刀8当前的高度尺寸位置，并计算预调节的高度大小。第二步高度位置粗调，利用内六角扳手转动丝杠4，丝杠4会带动车刀安装座3上的螺母块在竖直方向发生位移，车刀安装座3上的螺母块与铰链型刀架座2通过滑动槽进行连接，固定压板18与车刀安装座3通过调节螺钉连接，在转动丝杠4的时候固定压板18上的调节螺钉处于松动状态，转动丝杠4的同时读取千分表603上的读数，从而完成车刀8的对刀粗调。第三步高度精调，回转电机11带动调节管10转动，在限位环13的限位情况下调节管10转动时带动传动轴9产生水平方向位移微小移动；位移滑块5与传动轴9连接，在传动轴9的拉动下位移滑块5产生微小位移，位移滑块5与铰链活动部202斜面接触，进而使得铰链型刀架座2上的柔性铰链结构发生微小的竖直方向的平行四边形位移运动，从而实现车刀8竖直方向的微调。

本发明的工作原理：

1、粗调组件：主要用于车刀8高度位置误差的快速调节，可调量程为正负5mm，丝杠4的螺距精度为1mm每转，其原理是利用丝杠4的定量旋转，实现车刀安装座3的粗动调节，能够精准的实现位置的调节；

2、精调组件：主要用于车刀8高度位置误差的细微调整，量程为分辨率1μm，其实现原理是基于传动轴9上细牙螺纹在调节管10的转动下实现传动轴9水平牵动位移滑块5移动，在位移滑块5的移动下使铰链型刀架座2发生微动。

3、测量组件6：该模块主要用于实时测量并读取车刀8位置高度的调整量的大小，其千分表603的最小分辨率为1μm。

4、结构变形实时监测组件7：主要用于实时检测铰链型刀架座2的结构变形状态，从而进一步检测车刀8的位置变化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，包括：

底座(1)；

铰链型刀架座(2)，所述铰链型刀架座(2)包括固定部(201)和铰链活动部(202)，所述固定部(201)固定在所述底座(1)上，且所述固定部(201)内开设有水平布置的安装孔，所述铰链活动部(202)一侧为移动端,且其靠近移动端的下端面设置成沿移动方向倾斜的斜面，另一侧与所述固定部(201)一侧连接；

车刀安装座(3)，所述车刀安装座(3)上可拆卸安装有车刀(8)和锁紧件，且与所述铰链活动部(202)的移动端滑动连接，所述锁紧件以固定所述车刀安装座(3)；

粗调组件，所述粗调组件安装在所述铰链活动部(202)的移动端且与所述车刀安装座(3)传动连接；

精调组件，所述精调组件包括驱动部和位移滑块(5)，所述驱动部安装在所述安装孔内；所述位移滑块(5)传动连接在所述驱动部的驱动端，且与所述斜面抵接以驱动所述铰链活动部(202)的移动端上下移动；

测量组件(6)，所述测量组件(6)固定在所述底座(1)一侧端面上，且其测量端与所述车刀(8)抵接；

结构变形实时监测组件(7)，所述结构变形实时监测组件(7)固定在所述铰链活动部(202)的顶端面。

2.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述铰链活动部(202)包括四个直圆形柔性铰链结构：

第一柔性铰链(2021)；

第二柔性铰链(2022)，所述第二柔性铰链(2022)与所述第一柔性铰链(2021)固定连接，且具有同一水平中心；

第三柔性铰链(2023)，与所述第一柔性铰链(2021)具有同一竖直中心；

第四柔性铰链(2024)，与所述第三柔性铰链(2023)固定连接且具有同一水平中心，同时与所述第二柔性铰链(2022)具有同一垂直中心；所述第三柔性铰链(2023)及第四柔性铰链(2024)与所述第一柔性铰链(2021)及第二柔性铰链(2022)相接处具有间隙。

3.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述粗调组件包括丝杠(4)和螺母块，所述铰链活动部(202)靠近所述车刀安装座(3)一侧开设有滑动槽，且其一侧的上端面上开有连通所述滑动槽的丝杠安装孔，所述丝杠(4)安装在所述丝杠安装孔内；所述螺母块滑动连接在所述滑动槽内且与所述丝杠(4)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述锁紧件为调节螺钉，所述车刀安装座(3)靠近所述铰链活动部(202)的侧端面开有长条形调节孔，所述铰链活动部(202)对应所述长条形调节孔的位置设有螺纹孔，所述调节螺钉穿过所述长条形调节孔与所述螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述驱动部包括：传动轴(9)、调节管(10)和回转电机(11)，所述传动轴(9)贯穿在所述安装孔内，且一端与所述位移滑块(5)传动连接；所述调节管(10)套接在所述传动轴(9)远离所述位移滑块(5)的一端，且与所述传动轴(9)为细牙螺纹连接；所述回转电机(11)的输出端与所述调节管(10)外表面固定连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述铰链活动部(202)与所述位移滑块(5)斜面均向固定部方下斜且与水平方向夹角均为3°～5°。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，还设有多个位移滑块弹簧(12)，所述多个位移滑块弹簧(12)均水平设置，且一端固定在所述位移滑块(5)侧端面上，另一端固定在所述固定部(201)靠近所述位移滑块(5)的侧端面上。

8.根据权利要求7所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述安装孔内壁固定连接有限位环(13)，所述限位环(13)套接在所述传动轴(9)靠近所述调节管(10)的一端，且其内径小于所述调节管(10)外径。

9.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述测量组件(6)包括：

测量安装座(601)，所述测量安装座(601)固定在所述底座(1)侧端面上；

支杆(602)，所述支杆(602)固定在所述测量安装座(601)上；

千分表(603)；

夹持杆(604)，所述夹持杆(604)水平布置且其一端活动连接在所述支杆(602)上，另一端夹持有所述千分表(603)。

10.根据权利要求1所述的一种超精密车床车刀位置可调刀架，其特征在于，所述结构变形实时监测组件(7)包括：

应变片安装板(701)，所述应变片安装板(701)固定在所述铰链型刀架座(2)顶端；

应变片(702)，所述应变片(702)固定在所述应变片安装板(701)上，且所述应变片(702)电连接至应变仪。

Images