超精密加工機(jī)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(xì)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(shù),，發(fā)展好共性技術(shù)，對(duì)超精密機(jī)床進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)是 快速發(fā)展的捷徑,。下面列舉了幾個(gè)發(fā)展超精密加工機(jī)床需要特別重視的單元技術(shù),。
1、超精密運(yùn)動(dòng)部件
超精密加工就是 在超精密機(jī)床設(shè)備上,，利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴(yán)格約束的相對(duì)運(yùn)動(dòng),，對(duì)材料進(jìn)行微量切削,，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過(guò)程,。超精密運(yùn)動(dòng)部件是 產(chǎn)生上述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，它分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件和直線運(yùn)動(dòng)部件兩類,。高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件通常是 機(jī)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(diǎn)是 回轉(zhuǎn)精度高,，如Pneumo公司的Nanoform250車(chē)床采用氣體靜壓主軸,，回轉(zhuǎn)精度優(yōu)于0.05μm；其缺點(diǎn)是 剛度偏低,，一般＜100N/μm,。
近年來(lái)，在提高氣浮主軸剛度方面有很多研究,，如德國(guó)Kugler公司開(kāi)發(fā)了半球型氣浮主軸,，剛度高達(dá)350N/μm；日本學(xué)者利用主動(dòng)控制的方法增加主軸剛度,，同時(shí)提高了回轉(zhuǎn)精度,；荷蘭Eindhoven科技大學(xué)研制的薄膜結(jié)構(gòu)被動(dòng)補(bǔ)償氣浮軸承靜剛度可趨于無(wú)窮，動(dòng)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(dòng)剛度好的優(yōu)點(diǎn),，但容易發(fā)熱,，精度也稍差。
直線運(yùn)動(dòng)部件是 指機(jī)床導(dǎo)軌,，同樣有氣體靜壓導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌兩種 ,。由于導(dǎo)軌承載往往大于機(jī)床主軸而運(yùn)動(dòng)速度較低，超精密機(jī)床大多采用后者,，如美國(guó)LLNL研制的LODTM采用的高壓液體靜壓導(dǎo)軌,，直線度誤差＜0.025μm/1000mm。同樣,，主動(dòng)控制的方法適用于提高氣浮導(dǎo)軌靜態(tài)剛度,，日本Tottori大學(xué)的Mizumoto等人將這一技術(shù)應(yīng)用到其設(shè)計(jì)的超精密車(chē)床中，提高了導(dǎo)軌直線度,。
2,、超精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與傳遞
為了獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度和分辨率，超精密機(jī)床對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)和傳遞系統(tǒng)有很高的要求,，既要求有平穩(wěn)的超低速運(yùn)動(dòng)特性,，又要有大的調(diào)速范圍，還要求電磁兼容性好,。
一般來(lái)說(shuō),，超精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)有兩種 方式：直接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)。直接驅(qū)動(dòng)主要采用直線電機(jī),，可以減少中間環(huán)節(jié)帶來(lái)的誤差,，具有動(dòng)態(tài)特性好、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、低摩擦的優(yōu)點(diǎn),，主要問(wèn)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(lái)彌補(bǔ),。間接驅(qū)動(dòng)是 由電機(jī)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳遞裝置將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng),。它是 目前超精密機(jī)床運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的主流,。電機(jī)通常采用低速性能好的直流伺服電機(jī)，如美國(guó)ParkHannifin公司的DM和DR系列直接驅(qū)動(dòng)伺服執(zhí)行器,，輸出力矩大,，位置控制分辨率達(dá)到64萬(wàn)分之一,。運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和精度,，也是 間接驅(qū)動(dòng)方式的主要誤差來(lái)源。美國(guó)麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)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(jī)與絲杠不同軸誤差。我國(guó)國(guó)防科技大學(xué)設(shè)計(jì)了一種 框架式浮動(dòng)單元,，用于連接螺母和工作臺(tái),，可消除4個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)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(jī)床的實(shí)驗(yàn)研究,，如俄羅斯研制的氣浮/磁浮絲杠分辨率達(dá)到了0.01μm。日本新宿大學(xué)的Fukada通過(guò)在滑動(dòng)絲杠,、螺母和工作臺(tái)間插入彈性體,，將扭矩轉(zhuǎn)化為微位移，使滑動(dòng)絲杠達(dá)到納米級(jí)分辨率,。
在驅(qū)動(dòng)方式上還有突破傳統(tǒng)的創(chuàng)新研究,，如日本Tottori大學(xué)的Mizumoto等人研制的扭輪摩擦裝置，分辨率達(dá)到納米量級(jí),；我國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研制的扭輪摩擦裝置的分辨率也接近納米級(jí)水平,。
鑄鐵平臺(tái)的四個(gè)支撐點(diǎn)要墊好，使其更為牢固,。為了防止鑄鐵平臺(tái)發(fā)生變形,，在吊裝 鑄鐵平臺(tái)時(shí),，要用比較結(jié)實(shí)的鋼絲繩同時(shí)綁住鑄鐵平臺(tái)上的四個(gè)起重孔,，將鑄鐵平臺(tái)平平穩(wěn)穩(wěn)的裝在運(yùn)輸車(chē)上。在經(jīng)過(guò)刮研的鑄鐵平臺(tái)上推動(dòng)表座,、工件比較順暢,，無(wú)發(fā)澀感覺(jué)，方便了測(cè)量,，保證了測(cè)量準(zhǔn)確性,。
鑄鐵平臺(tái)在保證的時(shí)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(tái)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(tái)在保養(yǎng)不當(dāng)?shù)臅r(shí)候，就會(huì)生銹,，影響使用,，因此，在精加工之前,，平臺(tái)的各個(gè)表面都要噴上不同色的防銹漆,。鑄鐵平臺(tái)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(tái)在精度等級(jí)低于”00″級(jí)的平臺(tái)工作面上,，對(duì)于直徑小于15mm的砂孔允許用相同的材料堵塞,，其硬度應(yīng)低于周?chē)牧系挠捕取Ｔ诠ぷ髅嫔隙氯牟课粦?yīng)不多于四處,，其相互之間的距離應(yīng)不小于80mm,。改善鑄鐵平臺(tái)的內(nèi)在質(zhì)量，機(jī)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(xué)成分,。為了防止鑄鐵平臺(tái)變形，在平臺(tái)上操作完畢后,，應(yīng)把平臺(tái)清理干凈,，不要留下過(guò)重的零件。懂得這些使用中的注意事項(xiàng),，我相信您的鑄鐵平臺(tái)會(huì)使用的很長(zhǎng)久,。
鑄鐵平臺(tái)的使用壽命和優(yōu)點(diǎn)介紹：在使用過(guò)程中要檢驗(yàn)?zāi)拥耐暾裕ＷC無(wú)缺陷使用,。如果有缺陷要經(jīng)過(guò)修理后才能夠使用,。起模時(shí)要注意敲擊力度，鋁模要墊木塊進(jìn)行敲擊,，減少鋁模的受損程度,。鑄鐵平臺(tái)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(tái)的刮研工藝和刮研的優(yōu)點(diǎn)用處,。刮研平面用于未淬火的工件或鑄鐵平臺(tái)，它可使兩個(gè)平面之間達(dá)到緊密接觸,。
鑄鐵平臺(tái)使用時(shí)的注意事項(xiàng)：為了防止鑄鐵平臺(tái)變形,，在平臺(tái)上操作完畢后，應(yīng)把平臺(tái)清理干凈,，不要留下過(guò)重的零件,。懂得這些使用中的注意事項(xiàng),，我相信您的鑄鐵平臺(tái)會(huì)使用的很長(zhǎng)久。在經(jīng)過(guò)刮研的鑄鐵平臺(tái)上推動(dòng)表座,、工件比較順暢,，無(wú)發(fā)澀感覺(jué)，方便了測(cè)量,，保證了測(cè)量準(zhǔn)確性,。鑄鐵平臺(tái)需要進(jìn)行熱處理，因?yàn)樗?一種 大型鑄件必須要經(jīng)過(guò)熱處理才能提高本身的使用價(jià)值,。
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