隨著技術的不斷發展，產品的和小型化已經成為一種 發展趨勢。與之對應的超微細加工技術亦是 當前機械制造與技術的前沿和熱點。

　　超加工技術是 現代產業和技術的發展基礎，是 現代制造的發展方向。隨著光學、、航空航天和工業等需求的不斷提高，由MEMS帶來的基于硅半導體制造工藝的微細加工技術已經不能滿足加工多種 材料和復雜3D形狀的要求，故采用傳統的機械加工方法進行微細制造的研究受到人們 的重視。

　　與傳統的加工機床相比，微小型機床具有低成本、   及高柔性的特點，成為開展微細切削加工研究的重要裝備。近年來，國內哈爾濱工業大學、上海交通大學、北京航空航天大學等單位相繼開展了微小型機床方面的研制工作，但主要以微米級精度的實驗樣機為主，難以滿足   高加工精度的需要。為此，我們 在前期研究的基礎上，開展了亞微米級精度的微小型機床的研究。

　　一、微小型機床的組成

　　為亞微米級的精度要求，對機床的結構設計和控制系統設計均提出了非 常高的要求，主要滿足以下原則：高分辨率的運動控制精度、高靜/動態剛度和優良的熱穩定性。

　　研制的三軸聯動微小型超微細銑削機床，采用立式龍門結構布局，機床總體尺寸為600mmx500mmx700mm，XYZ三軸的工作行程均為75mm。該機床由龍門式床身、高速電主軸、進給驅動系統、數控系統、電氣液控制系統和監測系統等組成。

　　1、床身

　　機床床身采用花崗巖材料。與鑄鐵材料相比較，花崗巖物理性能穩定，具有   的剛性、吸振性及熱穩定性，能機床在運行中保持很高的機械精度和熱穩定性。

　　2、主軸

　　目前，微細銑削加工使用的刀具多為直徑0.1~1mm的硬質合金刀具。為達到材料去除的切削速度，要求主軸有的轉速；同時，為了滿足亞微米精度的加工，要求主軸的軸向和徑向跳動。通過比較分析，決定使用英國Loadpoint公司專門為微細加工而研制的高速電主軸。該主軸采用氣體靜壓 軸承支撐，軸向和徑向跳動均小于0.125μm，較高轉速可達120000r/min，可以輕易實現0~120000r/min任意轉速的無級調速。

　　3、進給驅動系統

　　由于機床要求達到亞微米級的運動控制精度，故對其進給驅動及運動控制系統提出了非 常高的要求。傳統的伺服電動機+滾珠絲杠+滾動導軌的驅動方式，由于固有的摩擦、間隙、死區等非 線性因素的影響，系統往往會在亞微米級定位時產生   環震蕩，嚴重影響了機床運動控制系統的性能，使得系統無論是 在位置控制還是 在跟隨精度控制方面均難以滿足亞微米級的設計要求。為了避免上述情況的發生，亞微米級的精度要求，在本臺超機床的設計中，嘗試采用了永磁直線電動機直接驅動氣體靜壓導軌的進給驅動方式。一方面，這種 直接驅動方式減少了驅動元件數量，降低了摩擦，增加了系統的剛性，了機床具有足夠高的靜/動態剛度；但另一方面，該驅動方式的低摩擦、低阻尼的特性不容易控制，給數控系統的設計帶來了   大的挑戰。

　　4、數控系統

　　為實現而設計的進給驅動方式具有高剛度、低摩擦、低阻尼的特性，這給機床數控系統的設計提出了   高的要求。該機床數控系統以工控機作為基礎平臺，嵌入PMAC多軸運動控制卡作為運動控制器，構成開放式數控系統。由PMAC運動控制卡完成插補、位置控制等實時性任務，工控機作為上位機實現非 實時性任務。

　　5、視頻顯微監測系統

　　由于刀具尺寸及加工工件的特征尺寸一般在微米量級，為了方便對刀、測試以及對加工過程的實時檢測，需要集成視頻顯微測量系統。該系統由高放大倍數的光學鏡組、高分辨率的CCD攝像機、視頻采集卡、高亮度光源及視頻處理軟件組成。

　　鑄鐵平板的安裝調試

　　1、使用鑄鐵平臺前，需要有   的工作人員，對鑄鐵平板進行檢測調試，調試好后方可使用。安裝鑄鐵平板時，要將支撐鑄鐵平板的支架放置在主支撐點處。支撐時應保持鑄鐵平板的工作面調整到水平面內。

　　2、使用鑄鐵平板時，安放機械設備零件應該輕拿輕放，防止機械設備零件和鑄鐵平板強烈碰撞。如果鑄鐵平板表面和機械零件發生碰撞，應把受到撞擊凹陷或凸起的部分   好后再繼續使用。

　　3、鑄鐵平板應保持表面清潔，使用完后應及時清理鑄鐵平板表面，以免平板表面殘留機械零件掉落的鐵屑、砂子或其他雜質。這些鐵屑雜質等在潮濕的空氣中容易和鑄鐵平板表面的鑄鐵發生原電池反應，導致鑄鐵平板表面生銹腐蝕。即使不在潮濕空氣中，這些雜質也容易劃傷鑄鐵平板表面，造成鑄鐵平板精度下降，因此，   及時清理。

　　4、使用鑄鐵平板，應盡量保持鑄鐵平板各部分均勻使用，避免局部因為過度使用而磨損。

　　5、安裝機械設備零件時，不要在鑄鐵平板上安裝，   不可以使用榔頭、鉗子等工具敲打鑄鐵平板。

　　6、鑄鐵平板使用完畢，應擦拭干凈，長時間不用，應在鑄鐵平板表面刷涂防銹油，防止其生銹。

　　7、搬運鑄鐵平板應小心謹慎，嚴格禁止粗暴作業。

　　8、鑄鐵平板應放置在干燥通風的倉庫進行保管，不可以放置在陰冷潮濕的地方，   不能有水滴在平板的表面上。

　　延長鑄鐵平板使用壽命的具體做法：

　　1、為了防止鑄鐵平板發生的變形，在吊裝鑄鐵平板時，要用四根同樣長度的鋼絲繩同時掛住鑄鐵平板上得四個起重孔，將鑄鐵平板平穩吊裝在運輸工具上。

　　2、將支承點墊好、墊平，每個支撐點受力均勻，整個平板平穩。

　　3、安裝時將鑄鐵平板的各個支撐點用調整墊鐵墊好、墊實，由   技術人員將平板調整至合格精度。

　　4、使用時要輕拿輕放工件，不要在上面挪動比較粗糙的工件，以免對工作面造成磕碰、劃傷等損壞。

　　5、為了防止整體變形，使用完畢后，要將工件從鑄鐵平板上拿下來，避免工件長時間重壓造成變形。

　　6、不用時要及時將工作面洗凈，然后涂上一層防銹油，并用防銹紙蓋上，用外包裝將鑄鐵平板蓋好，以防止平時不注意造成對工作面的損傷。

　　7、應安裝在通風、干燥的環境中，并遠離熱源、有腐蝕的氣體、有腐蝕的液體。

　　8、按   標準實行定期周檢，檢定周期根據具體情況可為6-12個月。