第四章精密和超精密加工的機(jī)床設(shè)備ppt課件

1、精細(xì)和超精細(xì)加工技術(shù)華南理工大學(xué)陳松茂 講師第四章第四章 精細(xì)和超精細(xì)加工的機(jī)床設(shè)備精細(xì)和超精細(xì)加工的機(jī)床設(shè)備4.1 4.1 精細(xì)和超精細(xì)機(jī)床開展概略及典型機(jī)床簡(jiǎn)介精細(xì)和超精細(xì)機(jī)床開展概略及典型機(jī)床簡(jiǎn)介 精細(xì)機(jī)床是實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工的首要根底條件。美國(guó)：50年代首先開展了金剛石刀具的超精細(xì)切削技術(shù)，并開展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精細(xì)機(jī)床；19831984研制勝利大型超精細(xì)金剛石車床DTM3型和LODTM大型超精細(xì)車床。英國(guó)：1991粘研制勝利大型超精細(xì)機(jī)床OAGM2500。日本：在聲、光、圖像、辦公設(shè)備中的小型、超小型電子和光學(xué)零件超精細(xì)加工技術(shù)方面更加先進(jìn)和具有優(yōu)勢(shì)，在中小型超精細(xì)機(jī)床消費(fèi)上根本與

2、美國(guó)并駕齊驅(qū)，甚至超越了美國(guó)。歐洲其它國(guó)家：如德國(guó)、瑞士、法國(guó)、意大利等的超精細(xì)機(jī)床程度也很高。中國(guó)：與國(guó)外差距很大。70年代末有長(zhǎng)足提高，80年代中期出現(xiàn)了具有接近世界程度的超精細(xì)機(jī)床及部件，如：JCS027超精細(xì)車床、JCS031超精細(xì)銑床、JCS035超精細(xì)車床等。 2空氣軸承又稱為氣浮軸承指的是用氣體通常是空氣，但也有能夠是其它氣體作為光滑劑的滑動(dòng)軸承。空氣比油粘滯性小，耐高溫，無污染，因此可用于高速機(jī)器、儀器及放射性安裝中，但其負(fù)荷才干比油低。 空氣軸承分為三大類：空氣靜壓軸承、空氣動(dòng)壓軸承和擠壓膜軸承。在普通工業(yè)中，空氣靜壓軸承用得較廣泛。有軸承內(nèi)圈和外圈，外圈上有空氣的進(jìn)出口空，

3、內(nèi)圈上有噴嘴。3美國(guó)POMA方案 0.1m外形精度。曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)。日本“超超精細(xì)機(jī)床規(guī)劃 以納米級(jí)精度為目的提高機(jī)床精度。曾經(jīng)完成。中國(guó)開展方案 正在研制加工直徑1m以上的立式超精細(xì)機(jī)床。逐漸減少與國(guó)外的差距。4Union Carbide 半球車床 1962年研制。采用空氣靜壓軸承，立式構(gòu)造。能加工直徑100mm的半球，到達(dá)尺寸精度正負(fù)0.6m，外表粗糙度0.025m。 精細(xì)空氣軸承主軸采用多孔石墨制成軸襯，徑向空氣軸承的外套可以調(diào)整自動(dòng)定心，可提高前后軸承的同心度，以提高主軸的回轉(zhuǎn)精度?；剞D(zhuǎn)精度到達(dá)0.125m。5美國(guó)Moore 車床 1968年研制。由Moore 3型坐標(biāo)丈量機(jī)改造而成。采用臥

4、式空氣軸承主軸，三坐標(biāo)精細(xì)數(shù)控，消振和防振措施，加強(qiáng)恒溫控制等。轉(zhuǎn)速5000r/min，徑跳200-500Hz調(diào)整運(yùn)用方便最好是整體構(gòu)造，無摩擦力微位移構(gòu)造不要太復(fù)雜，便于加工制造74754.6 4.6 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件位移的激光在線檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件位移的激光在線檢測(cè)系統(tǒng) 超精細(xì)機(jī)床的工件的外形由機(jī)床的兩坐標(biāo)z向和x向的精細(xì)數(shù)控系統(tǒng)來控制工件和刀具的相對(duì)位置。精細(xì)數(shù)控系統(tǒng)如今采用閉環(huán)控制，即機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件的位移用裝在機(jī)床內(nèi)部的雙頻激光干涉測(cè)距系統(tǒng)隨機(jī)準(zhǔn)確檢測(cè)，將數(shù)據(jù)反響給精細(xì)數(shù)控系統(tǒng)，保證位移運(yùn)動(dòng)的高精度。76美國(guó)HP公司消費(fèi)的HP5501兩坐標(biāo)雙頻激光干涉丈量系統(tǒng)。主軸箱作z向運(yùn)動(dòng)，刀架作x

5、向運(yùn)動(dòng)。激光丈量系統(tǒng)的分辨率為0.01微米，大部分激光光路采用封鎖。77三路激光位移丈量系統(tǒng)分辨率為0.01m，丈量精度在0.1m787路雙頻激光檢測(cè)x和z方向位移分辨率為0.635nm，丈量精度在2nm791、各部件的尺寸穩(wěn)定性好采用尺寸穩(wěn)定性好的資料制造機(jī)床部件；各部件經(jīng)過消除應(yīng)力；2、構(gòu)造剛度高，變形小構(gòu)造剛度高、變形量極小，根本不影響加工精度；各接觸面和聯(lián)接面的接觸良好，接觸剛度高，變形極小。4.7 4.7 機(jī)床的穩(wěn)定性和減振隔振機(jī)床的穩(wěn)定性和減振隔振80問題1：什么樣的機(jī)床的穩(wěn)定性好？問題2：怎樣減少機(jī)床內(nèi)部的振動(dòng)？問題3：怎樣減少外界振動(dòng)對(duì)機(jī)床的影響？81隔振的目的是采用一定的隔振

6、措施，使環(huán)境振動(dòng)不致影響精細(xì)設(shè)備的正常任務(wù)。根據(jù)隔振措施的不同，可分為積極隔振和消極隔振兩種。隔振措施是針對(duì)振源采取的，稱為積極隔振；隔振措施是對(duì)精細(xì)設(shè)備采取的，其目的是減小環(huán)境振動(dòng)對(duì)精細(xì)設(shè)備的影響，稱為消極隔振。隔振設(shè)計(jì)的義務(wù)是在實(shí)際計(jì)算及實(shí)際的根底上，根據(jù)精細(xì)設(shè)備允許的振動(dòng)量、程度度要求以及環(huán)境振動(dòng)的大小，選擇有效的和經(jīng)濟(jì)合理的隔振方案，其中包括確定隔振系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、尺寸、構(gòu)外型式及隔振器的資料、型式、剛度、尺寸、數(shù)量和規(guī)劃等。82各運(yùn)動(dòng)部件都經(jīng)過精細(xì)動(dòng)平衡，消滅或減少機(jī)床內(nèi)部的振源。提高機(jī)床構(gòu)造的抗振性。在機(jī)床構(gòu)造的易振動(dòng)部分，人為的參與阻尼，減小振動(dòng)。運(yùn)用振動(dòng)衰減才干強(qiáng)的資料制造機(jī)

7、床的構(gòu)造件。831、超精細(xì)機(jī)床應(yīng)盡量遠(yuǎn)離振源；LODTM大型超精細(xì)車床為防止恒溫水的水泵的振動(dòng)的影響，水泵將恒溫水打到水箱中，恒溫水靠自重從水箱流到超精細(xì)機(jī)床的各個(gè)部件。2、超精細(xì)機(jī)床采用單獨(dú)地基，隔振溝、隔振墻等；LODTM車床除用帶隔振溝的地基外，還將機(jī)床放置在帶隔振墻的房間。3、運(yùn)用空氣隔振墊Moore公司的M18AG車床、Pneumo公司的MSG-325車床、DTM3機(jī)床和LODTM車床用空氣隔振墊支承，高位支承將使機(jī)床的抗振性提高，添加機(jī)床的穩(wěn)定性。844.8 4.8 減少熱變形和恒溫控制減少熱變形和恒溫控制問題1：減少機(jī)床熱變形的措施？問題2：LODTM車床是怎樣進(jìn)展恒溫控制的？85盡量減少機(jī)床中的熱源；采用熱膨脹系數(shù)小的資料制造機(jī)床部件；構(gòu)造合理化使在同樣的溫度變化條件下，機(jī)床的熱變形最??；使機(jī)床長(zhǎng)期處在熱平衡形狀，使熱變形量成為恒定；運(yùn)用大量恒溫液體澆淋，構(gòu)成機(jī)床附近部分地域小環(huán)境的