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超精密加工機床關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（第壹頁）

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

       隨著科技的發(fā)展，特別是現(xiàn)代光電子技術(shù)、計算技術(shù)的發(fā)展，當今的光學應(yīng)用系統(tǒng)無論光學元件形面的復(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”加工機床和方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代光學系統(tǒng)元件加工需求：或是根本無法加工，或是加工效率極低。現(xiàn)代超精密加工機床應(yīng)運而生，它特指“確定性”（Deterministic）超精密加工機床。

超精密加工機床關(guān)鍵技術(shù) 　　

         機床系統(tǒng)總體綜合設(shè)計技術(shù)。常規(guī)機床設(shè)計與制造，各環(huán)節(jié)技術(shù)上都有很大寬容度。超精密機床各環(huán)節(jié)基本都處于一種技術(shù)極限或臨界應(yīng)用狀態(tài)，哪個環(huán)節(jié)稍考慮或處理不周，就會導(dǎo)致整體失敗。因此，設(shè)計上需對機床系統(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行關(guān)聯(lián)綜合設(shè)計。

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

　　超精密工件主軸技術(shù)。

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

　　LODTM機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)。早期的超精密機床采用氣浮靜壓導(dǎo)軌技術(shù)。氣浮靜壓導(dǎo)軌易于維護，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。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)軌的直線度可達到0.1μm。

      納米級分辨率動態(tài)超精密坐標測量技術(shù)。激光干涉測量是一種高精度的標準幾何量測量基準，但是，易受環(huán)境因素（氣壓、濕度、溫度、氣流擾動等）影響。為此，美國LLNL的LODTM坐標激光測量回路采用了真空隔離，和零溫度系數(shù)的殷鋼坐標測量框架的措施。這也是激光坐標測量方面的高水平應(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，但強度低，塑性和韌性差，可焊性很差。中國在漢代已有發(fā)達的鑄鐵技術(shù)，可制出球狀石墨的鑄鐵件。

一個國家的鑄鐵年產(chǎn)量，一般為鋼產(chǎn)量的1/10~1/7，鑄鐵的抗拉強度由初的80兆帕提高達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、冶金機械、重型礦山機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。鑄鋼件可以減少機械切削加工量，提高金屬利用等。 3 使難以進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化，也不能用冷加工強化方法提高性能。因而它的力學性能（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、冶金和采選礦機械中，其中鐵路機械中用量大。

數(shù)控車床的數(shù)控精密決定車床多少錢一臺

          我國機床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床一直給予較大的關(guān)注，已具有較強的市場競爭力。但在中、上檔數(shù)控機床方面，與國外一些先進產(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。當前在品種上需發(fā)展超精密磨床和超精密復(fù)合加工機床，同時要進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)動系統(tǒng)、超精密輪廓控制技術(shù)及納米級分辨率數(shù)控系統(tǒng)的性能并加快其工程化。超精密機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的高精密機床的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。