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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):5234
    • 精密平面磨削的技術指標
          精密加工和超精密加工代表了加工精度發(fā)展的不同階段,通常,按加工精度劃分,可將機械加工分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。由于生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展,劃分的界限將逐漸向前推移,過去的精密加工對今天來說已是普通加工,因此,其劃分的界限是相對的,且在具體數(shù)值上至今沒有固定。精密加工是指加工精度為1-1μm、表面粗糙度為Ra0.1-0.025μm的加工技術;超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工技術,因此,超精密加工又稱之為亞微米級加工。但是,目前超精密加工已進入納米級精度階段,故出現(xiàn)了納米加工及其相應的技術
      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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速下工作,回轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)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(nèi)。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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