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超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（第壹頁）

【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)科技動(dòng)態(tài)】傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)因時(shí)代技術(shù)所限，結(jié)構(gòu)和元件形狀都較簡單。傳統(tǒng)光學(xué)元件加工，其加工精度依賴的是工藝方法，低精度加工機(jī)床仍可達(dá)到高的光學(xué)元件加工精度效果。這類機(jī)床通常也被稱為“非確定性（Nondeterministic）加工機(jī)床。采用傳統(tǒng)加工方法的“非確定性”加工機(jī)床只適合加工球、平面等簡單形狀和玻璃類硬脆材料的光學(xué)元件。

       隨著科技的發(fā)展，特別是現(xiàn)代光電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的光學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)無論光學(xué)元件形面的復(fù)雜性、材料的多樣性、小和大兩方面的幾何尺度都有了巨大的發(fā)展變化。傳統(tǒng)的“非確定性”加工機(jī)床和方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)元件加工需求：或是根本無法加工，或是加工效率極低?，F(xiàn)代超精密加工機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，它特指“確定性”（Deterministic）超精密加工機(jī)床。

超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù) 　　

         機(jī)床系統(tǒng)總體綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。常規(guī)機(jī)床設(shè)計(jì)與制造，各環(huán)節(jié)技術(shù)上都有很大寬容度。超精密機(jī)床各環(huán)節(jié)基本都處于一種技術(shù)極限或臨界應(yīng)用狀態(tài)，哪個(gè)環(huán)節(jié)稍考慮或處理不周，就會(huì)導(dǎo)致整體失敗。因此，設(shè)計(jì)上需對(duì)機(jī)床系統(tǒng)整體和各部分技術(shù)有著非常深入、深刻的了解。需依可行性，從整體優(yōu)良出發(fā)，極其周詳?shù)剡M(jìn)行關(guān)聯(lián)綜合設(shè)計(jì)。

         高剛性、高穩(wěn)定機(jī)床本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。特別是LODTM機(jī)床，由于機(jī)身大、自身重，承載工件重量變化大，任何微小的變形都會(huì)影響加工精度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除從材料、結(jié)構(gòu)形式、工藝方面達(dá)到要求，還須兼顧機(jī)床運(yùn)行時(shí)的可操作性。

　　超精密工件主軸技術(shù)。

中、小型機(jī)床常采用空氣靜壓主軸方案?？諝忪o壓主軸阻尼小，適合高速回轉(zhuǎn)加工應(yīng)用，但承載能力較小。空氣靜壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.05μm。

　　LODTM機(jī)床主軸承載工件尺寸、重量大，一般宜采用液體靜壓主軸。液體靜壓主軸阻尼大、抗振性好、承載力大，但液體靜壓主軸高速發(fā)熱大，需采取液體冷卻恒溫措施。液體靜壓主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.1μm。為了保證主軸精度和穩(wěn)定性，無論氣壓源、或液壓源都需恒溫、過濾和壓力精密控制處理。、

  超精密導(dǎo)軌技術(shù)。早期的超精密機(jī)床采用氣浮靜壓導(dǎo)軌技術(shù)。氣浮靜壓導(dǎo)軌易于維護(hù)，但阻尼小，承載抗振性能差，現(xiàn)已較少采用。閉式液體靜壓導(dǎo)軌具有高抗振阻尼、高剛度、承載力大的優(yōu)勢(shì)。國外主要的超精密加工現(xiàn)主要采用液體靜壓導(dǎo)軌。超精密的液體靜壓導(dǎo)軌的直線度可達(dá)到0.1μm。

      納米級(jí)分辨率動(dòng)態(tài)超精密坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)。激光干涉測(cè)量是一種高精度的標(biāo)準(zhǔn)幾何量測(cè)量基準(zhǔn)，但是，易受環(huán)境因素（氣壓、濕度、溫度、氣流擾動(dòng)等）影響。為此，美國LLNL的LODTM坐標(biāo)激光測(cè)量回路采用了真空隔離，和零溫度系數(shù)的殷鋼坐標(biāo)測(cè)量框架的措施。這也是激光坐標(biāo)測(cè)量方面的高水平應(yīng)用。

                                                          鑄鐵件和鑄鋼件比較

鋼鐵的鑄造成型有鑄鐵件和鑄鋼件，一般鑄造的熔煉工藝和設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低。

1、鑄鐵：鑄鐵件耐麿，但強(qiáng)度低，塑性和韌性差，可焊性很差。中國在漢代已有發(fā)達(dá)的鑄鐵技術(shù)，可制出球狀石墨的鑄鐵件。

一個(gè)國家的鑄鐵年產(chǎn)量，一般為鋼產(chǎn)量的1/10~1/7，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度由初的80兆帕提高達(dá)10倍以上。

鑄鐵一般按石墨析出與否分為灰口鑄鐵和白口鑄鐵。

2、鑄鋼：目前一些工業(yè)國家的鑄鋼件產(chǎn)量約占鋼的總產(chǎn)量的2%左右，鐵路、建筑、冶金機(jī)械、重型礦山機(jī)械和船舶等制造部門是使用鑄鋼件多的行業(yè)。

鑄鋼與軋制成型鋼材相比，

         主要優(yōu)點(diǎn)有：1 鑄鋼件較少受尺寸、尺寸和重量的限制。單重可小可大，且易于鑄成用其他加工成型方法難以得到復(fù)雜形狀。2。鑄鋼件可以減少機(jī)械切削加工量，提高金屬利用等。 3 使難以進(jìn)行塑性變形和切削加工的合金鋼成型。4 一般軋制材的軸向性能和橫向性能差別較大，鑄鋼則沒有這種方向性。5鑄鋼的晶粒比變形鋼材粗大，某些高合金耐熱鑄鋼的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能比軋制材更高。鑄鋼中存在疏松、偏析、收縮、氣泡、夾雜和粗晶的缺陷。這些缺陷既不像變形鋼材可在軋制加工過程中被焊合或細(xì)化，也不能用冷加工強(qiáng)化方法提高性能。因而它的力學(xué)性能（主要是塑性的韌性）一般要比同鋼種的軋制材低一些。部件愈大，差異愈大。至于耐磨性、焊接性和被切削性等則與軋制材無明顯區(qū)別。鑄鋼件的性能明顯比鑄鐵件好，且可焊接，但成本高于鑄鐵件。

        鑄鋼件廣州應(yīng)用于鐵路、建筑、汽車、石油、冶金和采選礦機(jī)械中，其中鐵路機(jī)械中用量大。

數(shù)控車床的數(shù)控精密決定車床多少錢一臺(tái)

          我國機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注，已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競爭力。但在中、上檔數(shù)控機(jī)床方面，與國外一些先進(jìn)產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展，仍存在較大差距，大部分處于技術(shù)跟蹤階段.超精密加工目前是指尺寸和位置精度為0.01～0.3μm，形狀和輪廓精度為0.003～0.1μm，表面粗糙度鋼件Ra≤0.05μm、銅件Ra≤0.01μm。國內(nèi)研制的超精密數(shù)控車床、數(shù)控銑床已投入生產(chǎn)使用。當(dāng)前在品種上需發(fā)展超精密磨床和超精密復(fù)合加工機(jī)床，同時(shí)要進(jìn)一步提升超精密主軸單元、超精密導(dǎo)軌副單元、超精密平穩(wěn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、超精密輪廓控制技術(shù)及納米級(jí)分辨率數(shù)控系統(tǒng)的性能并加快其工程化。超精密機(jī)床主要用于解決國內(nèi)高新技術(shù)和國防關(guān)鍵產(chǎn)品的超精密加工，雖然需求量不很大，但它是一項(xiàng)受國外技術(shù)封鎖的敏感技術(shù)。另一方面，超精密加工技術(shù)的深化研究，它的成果的下延將有助于需要量大的加工精度在亞微米級(jí)的高精密機(jī)床的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。