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深圳沙井精密加工机床稳定的加工环境与精密测量技术误差补偿

发布于:2013年11月29日 来源:www.fuhai360.com
[摘要]精密切削研究是从金刚石车削开始的。应用天然单晶金刚石车刀对铝、铜和其他软金属及其合金进行切削加工,可以得到较高的加工精度和极低的表面粗糙度,从而产生了金刚石精密车削加工方法。在此基础上,又发展了金刚石精密铣削和镗削的加工方法,工平面、型面和内孔,也可以得到极高的加工精度和表面质量。

精密切削研究是从金刚石车削开始的。应用天然单晶金刚石车刀对铝、铜和其他软金属及其合金进行切削加工,可以得到较高的加工精度和极低的表面粗糙度,从而产生了金刚石精密车削加工方法。在此基础上,又发展了金刚石精密铣削和镗削的加工方法,工平面、型面和内孔,也可以得到极高的加工精度和表面质量。金刚石刀具精密切削是当前加工软金属材料最主要的精密加工方法。除金刚石刀具材料外,还发展了立方氮化硼、复方氮化硅和复合陶瓷等用于黑色金属精密加工的新型超硬刀具材料。

1 稳定的加工环境

精密加工必须在稳定的加工环境下进行,主要包括恒温、防振和空气净化三方面条件。精密加工必须在严格的多层恒温条件下进行,即不仅工作间应保持恒温,还必须对机床本身采取特殊的恒温措施,以使加工区的温度变化极小。为了提髙精密加工系统的动态稳定性,除在机床机构设计和制造上采取各种减振措施外,还必须用隔振系统来消除外界振动的影响。由于精密加工的加工精度和表面粗糙度要求极高,空气中的尘埃将直接影响加工零件的精度和表面粗糙度,因此必须对加工环境的空气进行净化,对大于某一尺寸的尘埃进行过滤。目前,国外已研制成功了对0. 1 p.m的尘埃有99%净化效率的高效过滤器。

2精密测量技术和误差补偿

精密加工技术离不开精密测量技术,精密加工要求测量精度比加工精度高一个数量级。它应包括机床超精密部件运动精度的检测和加工精度的直接检测。要提高机床的运动精度,首先要能检测出运动误差。目前,精密加工中所使用的测量仪器多以干涉法和高灵敏度电动测微技术为基础,如激光干涉仪,多次光波干涉显微镜及重复反射干涉仪等。国外广泛发展非接触式测量方法并研究原子级精度的测量技术。Johariess公司生产的多次光波干涉显微镜的分辨率为0.52 n m ,最近出现的扫描隧道显微镜的分辨率为0.01 run,是目前世界上精度最高的测量仪之一。最新的研究证实,在隧道扫描显微镜下可移动原子,实现原子级精密加工。当加工精度高于一定程度后,若仍然采用提高机床的制造精度,保证加工环境的稳定性等误差预防措施提高加工精度,这将会使所花费的成本大幅度增加。这时应采取另一种所谓的误差补偿措施,即是通过消除或抵消误差本身的影响,达到提高加工精度的目的。误差补偿可利用误差补偿装置对误差值进行动静态补偿,以消除误差本身的影响。使用在线检测和误差补偿可以突破超精密加工系统的固有加工精度。