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超精密平面磨削的技術(shù)要求

更新日期：2011-02-21 瀏覽次數(shù)：5691

精密平面磨削的技術(shù)指標(biāo)

機(jī)床布局型式

床布局型式極為重要，是決定成敗的關(guān)鍵，但是超精密磨削技術(shù)是由精密磨削發(fā)展而來，從國外已實(shí)現(xiàn)超精密平面磨削機(jī)床看，其結(jié)構(gòu)型式多種多樣，既有“磨頭移動(dòng)式”，也有“立柱移動(dòng)式”或“十字拖板移動(dòng)式”，無一例外，均未脫離傳統(tǒng)的機(jī)床布局結(jié)構(gòu)型式。從我們已掌握的高精度平面磨削技術(shù)基礎(chǔ)上，認(rèn)為機(jī)床結(jié)構(gòu)采用“十字拖板移動(dòng)式”適合于超高精度平面磨削機(jī)床的研制。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)型式，具有機(jī)床結(jié)構(gòu)布局對(duì)稱性好，熱穩(wěn)定性好；主要運(yùn)動(dòng)部件重心低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。

超精密平面磨削對(duì)機(jī)床的熱變形及振動(dòng)控制要求較高。在機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件材料的運(yùn)用上，應(yīng)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(dòng)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(yùn)用，在國內(nèi)也有運(yùn)用的例子，如上海機(jī)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(jī)床的主要關(guān)鍵基礎(chǔ)件，如床身、立柱、拖板等應(yīng)采用人造大理石材料。

主軸回轉(zhuǎn)精度是超精密平面磨削的關(guān)鍵技術(shù)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(yīng)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(diǎn)：剛性高，摩擦國小，溫度變化小，能在高轉(zhuǎn)速下工作，回轉(zhuǎn)精度高，其精度可達(dá)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(jìn)給是被加工件尺寸精度和表面質(zhì)量的重要保證。目前，在精密的平面磨削加工中，其進(jìn)給通常采用“伺服電機(jī)+滾珠絲桿”的典型的純機(jī)械方式，一般以能實(shí)現(xiàn)0.1μm的微量進(jìn)給為極限。若要實(shí)現(xiàn)超精密平面磨削所需的0.1μm-0.01μm乃至更小的微量進(jìn)給，傳統(tǒng)的機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，它不僅需要砂輪具有精密的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且也需要工件具有超精密的直線運(yùn)動(dòng)，其精度要求應(yīng)在0.1μ/100mm之內(nèi)。因而一般常常使用靜壓導(dǎo)軌，利用其運(yùn)行精度高、無爬行等優(yōu)點(diǎn)。靜壓導(dǎo)軌又分為液體靜壓和氣體靜壓兩種。一般來說，液體靜壓導(dǎo)軌剛度大，在具有磨削功能的機(jī)床使用廣泛，但是它的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，由于油的粘性剪切阻力，發(fā)熱問題較為嚴(yán)重，熱變形控制相對(duì)較難。因而，采用氣體靜壓導(dǎo)軌更為適用。

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