超精密切削加工分析課件

1、超精密切削加工分析超精密切削加工分析目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技術(shù)5超精密切削簡(jiǎn)介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技1.1 超精密切削加工簡(jiǎn)介1.1 超精密切削加工簡(jiǎn)介20世紀(jì)50年代至80 年代為技術(shù)開(kāi)創(chuàng)期； 20世紀(jì)50年代末，出于航天、國(guó)防等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，美國(guó)率先發(fā)展了超精密加工技術(shù)，開(kāi)發(fā)了金剛石刀具超精密切削單點(diǎn)金剛石切削技術(shù)（SPDT），用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。從1966年起，美國(guó)Union Carbide公司、荷蘭Philips公司和美國(guó)Lawrence Livermor

2、e Laboratories陸續(xù)推出各自的超精密金剛石車(chē)床，但其應(yīng)用限于少數(shù)大公司與研究單位的試驗(yàn)研究，并以國(guó)防用途或科學(xué)研究用途的產(chǎn)品加工為主。1.2 超精密切削加工發(fā)展的三個(gè)階段20世紀(jì)50年代至80 年代為技術(shù)開(kāi)創(chuàng)期；1.2 超精密切削20世紀(jì)80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期； 20世紀(jì)80年代，美國(guó)政府推動(dòng)數(shù)家民間公司如Moore Special Tool和Pneumo Precision公司開(kāi)始超精密加工設(shè)備的商品化，而日本數(shù)家公司也陸續(xù)推出產(chǎn)品，但這些設(shè)備開(kāi)始面向一般民間工業(yè)光學(xué)組件。20世紀(jì)80年代末，美國(guó)通過(guò)能源部“激光核聚變項(xiàng)目”和陸、海、空三軍“先進(jìn)制造技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃”對(duì)

3、超精密金剛石切削機(jī)床的開(kāi)發(fā)研究，投入了巨額資金和大量人力，實(shí)現(xiàn)了大型零件的微尺寸超精密加工。美國(guó)LLDL國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出的大型光學(xué)金剛石車(chē)床LODTM成為超精密加工史上的經(jīng)典之作。20世紀(jì)80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期；20世紀(jì)90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期； 從1990年起，由于汽車(chē)、能源、醫(yī)療器材、信息、光電和通信等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，超精密加工的需求急劇增加，在工業(yè)界的應(yīng)用包括非球面光學(xué)鏡片、超精密模具、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器磁頭、半導(dǎo)體晶片切割等。在這一時(shí)期，超精密加工設(shè)備的相關(guān)技術(shù)如控制器、激光干涉儀等也逐漸成熟，許多公司紛紛推出量產(chǎn)型設(shè)備。20世紀(jì)90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期；目錄超精

4、密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技術(shù)5超精密切削簡(jiǎn)介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技2022/9/102.1 超精密切削加工刀具2022/9/42.1 超精密切削加工刀具2022/9/102.2 超精密切削加工對(duì)刀具的要求極高的硬度、極高的耐磨性和極高的彈性模量；刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑值極小，能實(shí)現(xiàn)超薄切削厚度；刀刃無(wú)缺陷，切削時(shí)刃形將復(fù)制在被加工表面上，從而得到超光滑的鏡面；與工件材料的抗粘性好、化學(xué)親和性小、摩擦系數(shù)低，以得到極好的加工表面完整性；不可替代的超精密切削刀具材料：?jiǎn)尉Ы饎偸?022/9/42.2 超精密切削加工對(duì)刀具的要

5、求極高的硬度目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技術(shù)5超精密切削簡(jiǎn)介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技2022/9/103.1 國(guó)外超精密切削加工機(jī)床2022/9/43.1 國(guó)外超精密切削加工機(jī)床2022/9/102022/9/42022/9/10美國(guó)LLNL實(shí)驗(yàn)室研制的LODTM車(chē)床2022/9/4美國(guó)LLNL實(shí)驗(yàn)室研制的LODTM車(chē)床2022/9/102022/9/42022/9/10非球面復(fù)合加工系統(tǒng)2022/9/4非球面復(fù)合加工系統(tǒng)2022/9/102022/9/42022/9/102022/9/42022/9/102022/9/420

6、22/9/103.2 國(guó)內(nèi)超精密切削加工機(jī)床2022/9/43.2 國(guó)內(nèi)超精密切削加工機(jī)床目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技術(shù)5超精密切削簡(jiǎn)介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技2022/9/104.1 誤差補(bǔ)償介紹 誤差補(bǔ)償：在機(jī)械加工中出現(xiàn)的誤差采用修正、抵消、均化、“鈍化”等措施使誤差減小。俠義的角度：誤差補(bǔ)償是對(duì)一尺寸、形狀、位置差值的補(bǔ)足。2022/9/44.1 誤差補(bǔ)償介紹 誤差補(bǔ)償：在機(jī)械2022/9/104.2 誤差補(bǔ)償?shù)念?lèi)型實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償：加工過(guò)程中，實(shí)時(shí)進(jìn)行誤差檢測(cè)，并緊接著進(jìn)行誤差補(bǔ)償，不僅可以補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，且可以

7、補(bǔ)償隨機(jī)誤差；非實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償只能補(bǔ)償系統(tǒng)誤差。軟件與硬件誤差補(bǔ)償：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算后，發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，由數(shù)控隨動(dòng)系統(tǒng)完成誤差補(bǔ)償動(dòng)作。軟件與硬件補(bǔ)償?shù)膮^(qū)分是看補(bǔ)償信息是由軟件還是硬件產(chǎn)生。2022/9/44.2 誤差補(bǔ)償?shù)念?lèi)型實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償：2022/9/10單項(xiàng)與綜合誤差補(bǔ)償：綜合誤差補(bǔ)償是同時(shí)補(bǔ)償幾項(xiàng)誤差，比單項(xiàng)誤差補(bǔ)償要復(fù)雜，但效率高、效果好。單維語(yǔ)多維誤差補(bǔ)償：多維誤差補(bǔ)償是在多坐標(biāo)上進(jìn)行誤差補(bǔ)償，難度和工作量都比較大，是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的誤差補(bǔ)償技術(shù)。2022/9/4單項(xiàng)與綜合誤差補(bǔ)償：綜合誤差補(bǔ)償是同時(shí)補(bǔ)償幾2022/9/104.3 誤差補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程反復(fù)檢測(cè)出

8、現(xiàn)的誤差并分析，找出規(guī)律，找出影響誤差的主要因素，確定誤差項(xiàng)目；進(jìn)行誤差信號(hào)的處理，去除干擾信號(hào)，分離不需要的誤差信號(hào)，找出工件加工誤差與在補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；選擇或設(shè)計(jì)合適的誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以便在補(bǔ)償點(diǎn)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)；驗(yàn)證誤差補(bǔ)償?shù)男Ч?，進(jìn)行必要的調(diào)試，保證達(dá)到預(yù)期要求。2022/9/44.3 誤差補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程反復(fù)檢測(cè)出現(xiàn)的誤差并分2022/9/104.4 誤差補(bǔ)償?shù)慕M成誤差信號(hào)的檢測(cè)；誤差信號(hào)的處理；誤差信號(hào)的建模；補(bǔ)償控制；補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2022/9/44.4 誤差補(bǔ)償?shù)慕M成誤差信號(hào)的檢測(cè)；目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技術(shù)5超精密切削簡(jiǎn)介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機(jī)床3誤差補(bǔ)償技術(shù)4精密測(cè)量技2022/9/105.1 精密測(cè)量的支撐環(huán)境空氣環(huán)境潔凈度、氣流速度、壓力、有害氣體等；熱環(huán)境溫度、濕度、表面熱輻射等；振動(dòng)環(huán)境頻率、加速度、位移、微振動(dòng)等；聲環(huán)境噪聲、頻率、聲壓等；光環(huán)境照度、眩光、色彩等；靜電環(huán)境微電量、電磁波、放射線等。2022/9/45.1 精密測(cè)量的支撐環(huán)境空氣環(huán)境潔凈