超精密加工機床按加工原理可分為超精密切削,、超精密磨削,、研磨、拋光及超精密微細加工等。盡管各自在原理和方法上有很大的區(qū)別,,但有著諸多可繼承的共性技術,,發(fā)展好共性技術,對超精密機床進行模塊化設計是 快速發(fā)展的捷徑,。下面列舉了幾個發(fā)展超精密加工機床需要特別重視的單元技術,。
1、超精密運動部件

高速回轉(zhuǎn)運動部件通常是 機床的主軸,,目前普遍采用氣體靜壓主軸和液體靜壓主軸,。氣體靜壓主軸的主要特點是 回轉(zhuǎn)精度高,如Pneumo公司的Nanoform250車床采用氣體靜壓主軸,,回轉(zhuǎn)精度優(yōu)于0.05μm,;其缺點是 剛度偏低,一般<100N/μm,。
近年來,,在提高氣浮主軸剛度方面有很多研究,如德國Kugler公司開發(fā)了半球型氣浮主軸,,剛度高達350N/μm,;日本學者利用主動控制的方法增加主軸剛度,同時提高了回轉(zhuǎn)精度,;荷蘭Eindhoven科技大學研制的薄膜結(jié)構(gòu)被動補償氣浮軸承靜剛度可趨于無窮,,動剛度也大大提高。液體靜壓主軸與氣浮主軸相比,,具有承載能力大,、阻尼大、動剛度好的優(yōu)點,,但容易發(fā)熱,,精度也稍差。
直線運動部件是 指機床導軌,,同樣有氣體靜壓導軌和液體靜壓導軌兩種 ,。由于導軌承載往往大于機床主軸而運動速度較低,超精密機床大多采用后者,,如美國LLNL研制的LODTM采用的高壓液體靜壓導軌,,直線度誤差<0.025μm/1000mm。同樣,主動控制的方法適用于提高氣浮導軌靜態(tài)剛度,,日本Tottori大學的Mizumoto等人將這一技術應用到其設計的超精密車床中,,提高了導軌直線度。
2,、超精密運動驅(qū)動與傳遞
為了獲得較高的運動精度和分辨率,,超精密機床對運動驅(qū)動和傳遞系統(tǒng)有很高的要求,,既要求有平穩(wěn)的超低速運動特性,,又要有大的調(diào)速范圍,還要求電磁兼容性好,。
一般來說,,超精密運動驅(qū)動有兩種 方式:直接驅(qū)動和間接驅(qū)動。直接驅(qū)動主要采用直線電機,,可以減少中間環(huán)節(jié)帶來的誤差,,具有動態(tài)特性好、機械結(jié)構(gòu)簡單,、低摩擦的優(yōu)點,,主要問題是 行程短、推力小,。另外,,由于摩擦小,很容易發(fā)生振蕩,,需要用優(yōu)秀的控制策略來彌補,。間接驅(qū)動是 由電機產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動,然后通過運動傳遞裝置將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動,。它是 目前超精密機床運動驅(qū)動方式的主流,。電機通常采用低速性能好的直流伺服電機,如美國ParkHannifin公司的DM和DR系列直接驅(qū)動伺服執(zhí)行器,,輸出力矩大,,位置控制分辨率達到64萬分之一。運動傳遞裝置通常由聯(lián)軸器,、絲杠和螺母組成,,它們 的精度和性能將直接影響運動平穩(wěn)性和精度,也是 間接驅(qū)動方式的主要誤差來源,。美國麻省理工學院設計了兩種 聯(lián)軸節(jié),,分別采用球槽和柔性鉸鏈結(jié)構(gòu),用于消除電機與絲杠不同軸誤差,。我國國防科技大學設計了一種 框架式浮動單元,,用于連接螺母和工作臺,可消除4個方向的運動誤差。絲杠往往選擇高精度的滾珠絲杠,,另外也有氣浮絲杠和磁浮絲杠用于超精密機床的實驗研究,,如俄羅斯研制的氣浮/磁浮絲杠分辨率達到了0.01μm。日本新宿大學的Fukada通過在滑動絲杠,、螺母和工作臺間插入彈性體,,將扭矩轉(zhuǎn)化為微位移,使滑動絲杠達到納米級分辨率,。
在驅(qū)動方式上還有突破傳統(tǒng)的創(chuàng)新研究,,如日本Tottori大學的Mizumoto等人研制的扭輪摩擦裝置,分辨率達到納米量級,;我國國防科技大學研制的扭輪摩擦裝置的分辨率也接近納米級水平,。
鑄鐵平臺的四個支撐點要墊好,使其更為牢固,。為了防止鑄鐵平臺發(fā)生變形,,在吊裝 鑄鐵平臺時,要用比較結(jié)實的鋼絲繩同時綁住鑄鐵平臺上的四個起重孔,,將鑄鐵平臺平平穩(wěn)穩(wěn)的裝在運輸車上,。在經(jīng)過刮研的鑄鐵平臺上推動表座、工件比較順暢,,無發(fā)澀感覺,,方便了測量,保證了測量準確性,。
鑄鐵平臺在保證的時候,,要用木材作為外包裝,在一定的環(huán)境下還要做全封閉的包裝,。鑄鐵平臺在精加工之前,,底面需要清砂徹底,并且要噴涂紅色的防銹漆,,側(cè)面也要噴漆,。鑄鐵平臺在保養(yǎng)不當?shù)臅r候,就會生銹,,影響使用,,因此,在精加工之前,,平臺的各個表面都要噴上不同色的防銹漆,。鑄鐵平臺在使用之前,一定要選擇質(zhì)量好的,,必須要有的平面度,,才能在使用中高度精確,。
鑄鐵平臺在精度等級低于”00″級的平臺工作面上,對于直徑小于15mm的砂孔允許用相同的材料堵塞,,其硬度應低于周圍材料的硬度,。在工作面上堵塞的部位應不多于四處,其相互之間的距離應不小于80mm,。改善鑄鐵平臺的內(nèi)在質(zhì)量,,機械制造中的重要工藝之一就是 金屬熱處理和其它加工工藝相比,熱處理一般不改變物件的表面化學成分,。為了防止鑄鐵平臺變形,,在平臺上操作完畢后,應把平臺清理干凈,,不要留下過重的零件,。懂得這些使用中的注意事項,,我相信您的鑄鐵平臺會使用的很長久,。
鑄鐵平臺的使用壽命和優(yōu)點介紹:在使用過程中要檢驗模樣的完整性,保證無缺陷使用,。如果有缺陷要經(jīng)過修理后才能夠使用,。起模時要注意敲擊力度,鋁模要墊木塊進行敲擊,,減少鋁模的受損程度,。鑄鐵平臺在使用以前有一道工藝叫做“刮研”,許多人不知道什么刮研,,鑄鐵平臺的刮研工藝和刮研的優(yōu)點用處,。刮研平面用于未淬火的工件或鑄鐵平臺,它可使兩個平面之間達到緊密接觸,。
鑄鐵平臺使用時的注意事項:為了防止鑄鐵平臺變形,,在平臺上操作完畢后,應把平臺清理干凈,,不要留下過重的零件,。懂得這些使用中的注意事項,我相信您的鑄鐵平臺會使用的很長久,。在經(jīng)過刮研的鑄鐵平臺上推動表座,、工件比較順暢,無發(fā)澀感覺,,方便了測量,,保證了測量準確性。鑄鐵平臺需要進行熱處理,,因為它是 一種 大型鑄件必須要經(jīng)過熱處理才能提高本身的使用價值,。
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