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超精密平面磨削的技術要求

更新日期：2011-02-21 瀏覽次數(shù)：4981

精密平面磨削的技術指標

機床布局型式

床布局型式極為重要，是決定成敗的關鍵，但是超精密磨削技術是由精密磨削發(fā)展而來，從國外已實現(xiàn)超精密平面磨削機床看，其結構型式多種多樣，既有“磨頭移動式”，也有“立柱移動式”或“十字拖板移動式”，無一例外，均未脫離傳統(tǒng)的機床布局結構型式。從我們已掌握的高精度平面磨削技術基礎上，認為機床結構采用“十字拖板移動式”適合于超高精度平面磨削機床的研制。因為該結構型式，具有機床結構布局對稱性好，熱穩(wěn)定性好；主要運動部件重心低，運動平穩(wěn)等優(yōu)點。

超精密平面磨削對機床的熱變形及振動控制要求較高。在機床基礎結構件材料的運用上，應突破傳統(tǒng)以灰鑄鐵為主的原則，采用一些新型材料，如：非金屬材料——樹脂混凝土，該材料的振動衰減性、耐熱梯度、線脹系數(shù)等特性均大大優(yōu)于金屬材料。這在國外已被成熟運用，在國內也有運用的例子，如上海機床廠有限公司的數(shù)控凸輪軸磨的床身采用了人造大理石材料，取得了較好的效果。因而在超精密平面磨削機床的主要關鍵基礎件，如床身、立柱、拖板等應采用人造大理石材料。

主軸回轉精度是超精密平面磨削的關鍵技術之一，其數(shù)值要求在0.1μm以下，而且其剛度、熱膨脹性、抗振性等方面都應有非常好的性能。

靜壓空氣軸承的主軸部件具有以下優(yōu)點：剛性高，摩擦國小，溫度變化小，能在高轉速下工作，回轉精度高，其精度可達到0.1μm-0.025μm,徑向和軸向剛度在100-300μm之間，磨損率小（接近于零），壽命長，基本不需要維修等。因而空氣靜承主軸將是超精密平面磨削的。在超精密平面磨削加工中，砂輪的微量進給是被加工件尺寸精度和表面質量的重要保證。目前，在精密的平面磨削加工中，其進給通常采用“伺服電機+滾珠絲桿”的典型的純機械方式，一般以能實現(xiàn)0.1μm的微量進給為極限。若要實現(xiàn)超精密平面磨削所需的0.1μm-0.01μm乃至更小的微量進給，傳統(tǒng)的機械方式已不能適用。
超精密平面磨削是依靠砂輪與工件的相對運動來實現(xiàn)的，它不僅需要砂輪具有精密的回轉運動，而且也需要工件具有超精密的直線運動，其精度要求應在0.1μ/100mm之內。因而一般常常使用靜壓導軌，利用其運行精度高、無爬行等優(yōu)點。靜壓導軌又分為液體靜壓和氣體靜壓兩種。一般來說，液體靜壓導軌剛度大，在具有磨削功能的機床使用廣泛，但是它的結構相對復雜，由于油的粘性剪切阻力，發(fā)熱問題較為嚴重，熱變形控制相對較難。因而，采用氣體靜壓導軌更為適用。

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