键孔刀具微量补偿装置是键孔加工尺寸误差预测补偿技术中的一个关键功能部件，是实现补偿的执行机构，它的性能直接关系到补偿的精度。国内采用上述方法键孔加工的生产企业(以汽车及发动机制造为主)主要靠引进成套设备或装置实现精铿孔的尺寸误差自动补偿。这些进口的系统在发生故障时往往得不到及时的维修，严重地影响到生产的正常运行，并且备件、维修费用高昂。因此，研究、开发具有自主知识产权的镗孔刀具微量补偿装置满足生产需求具有重要的理论和现实意义。
镗孔刀具微量补偿装置的要求
键孔刀具微量补偿装置是国内设备制造厂家自主开发键孔精加工设备和用于机械加工自动线的瓶颈之一，该装置的性能决定了补偿的效果。对于一个适用于机械加工自动线的键孔刀具微量补偿装置应满足如下的基本要求：
1具有较高的位移分辨率、高的定位精度和重复精度，满足工作行程要求。
2具有高的精度稳定性和可靠性。
3具有良好的动态特性和抗干扰能力。
4便于控制，响应速度快。
5结构紧凑，便于在各种场合应用。
6不平衡量小，允许较高的转速。
镗孔刀具微位移机构分类及原理
微位移机构是一种行程小、位移灵敏度和精度高的机构皿，是精密机械实现高精度的关键技术之一，是精密工程的一个重要研究方向，近年来得到迅速发展。广泛应用于宇航、机械等精密加工领域。键孔刀具微量补偿装置是微位移机构在镗孔加工中的一个具体应用。
1膛孔刀具微位移机构的分类
图2镗孔刀具微位移机构分类
膛孔刀具微位移机构根据形成微位移驱动器的机理，可分为的机械式和机电式两大类 [4] ，两大类中又可分为多种形式，如图2所示。其中应用比较广泛的有机械式、压电晶体或电致伸缩式。
2.膛孔刀具微位移机构的原理
根据上述的分类，将分别对几种主要微位移机构的原理进行分析 [5] 。
（1）压电、电致伸缩器件
压电、电致伸缩器件用作微位移器件具有体积小、结构紧凑、分辨率高、控制
简便等优点。同时它没有发热问题，故对精密机械系统无因发热而引起的附加误差。用这种器件制成的微位移系统，容易实现精度为0.015m的超精密定位，是理想的微位移驱动器，在精密机械中得到广泛应用。
电介质在电场的作用下，产生两种效应:压电效应和电致伸缩效应，统称机电
祸合效应。
电致伸缩效应:电介质在外界电场作用下，由于感应极化作用而引起应变，应变与电场方向无关，应变的大小与电场平方成正比。
逆压电效应:电介质在外界电场的作用下，产生应变，应变的大小与电场成正比，应变的方向与施加电场的方向有关。
电介质在外加电场作用下，应变与电场的关系为
式中 ε——应变;
dE——逆压电效应:
d——压电系数;
E——电场(V/m );
ME2——电致伸缩效应;
M——电致伸缩系数(m2/V2)
逆压电效应仅在无对称中心晶体中才有，而电致伸缩效应则所有的电介质晶体
中都存在，但一般都比较弱。
压电晶体常用的材料是错钦酸铅和钦酸钡，由钦酸铅和错酸铅组成的多晶固溶体，称为错钦酸铅压电陶瓷，代号PZT (P一铅，Z-错，T-钦)。其特点为：
灵敏度高。
机电祸合系数大，故机电换能效率高。
机械品质因数高。
材料性能稳定，老化性能在五年内小于2%。
居里温度高，可达300 0C，可作高温压电元件。
居里温度高，可达300 0C，可作高温压电元件。
变形量小，即使加高电压，总的变形量也很小。
电致伸缩材料最早是PMN妮镁酸铅系。1977年美国L.E.Cross教授研究出具有大电致伸缩效应的弛豫铁电体，它的居里点在0℃附近。电致伸缩材料按扩散相变的起因分成两类:无序型晶体和短程有序晶体。
用压电陶瓷作为微位移器件己得到广泛的应用，如精密工作台的精密微动补偿、精密加工中的微进给等。
压电陶瓷的主要缺点是变形量小，即在压电陶瓷上施加较高的电压时，仍然获得的行程很小。
与压电陶瓷相比，电致伸缩弛豫型铁电体在以下方面具有更优的性能:
电致伸缩效应大、应变人。
位置重复性(再现性)好。
不需要极化。
不老化。
热膨胀系数很低。
（2）机械式微位移机构
机械式微位移机构是一种古老的机构，比较成熟.结构形式较多，有螺旋机构、
杠杆机构、楔块凸轮机构、弹性机构、齿轮机构以及上述机构组成的复合机构.
机械式微位移机构的特点:
具有较好的分辨力。
行程较人.
存在摩擦磨损以及爬行等缺点，很难达到高精度，故适用于中等精度。
（3）电热式微位移机构
电热式微位移机构包括电热伸缩棒和电热伸缩筒两种结构形式，都是利用物体
的热膨胀原理来实现微位移的。
电热式微位移机构有如下特点:
结构简单，操作控制方便。
位移精度受热交换的影响，精度低。
存在热惯性，不适于作高速位移机构
（4）电磁驱动器件
电磁驱动器件主要是利用可控电磁铁的磁场力驱动金属工作台的移动.它是一
种新的微位移方法，首先由日本应用于电子束曝光机中。