一個 制造業水平的高低,很大程度上取決于其基礎制造裝備水平的高低。2005年我國數控機床市場總容量約30000臺,市場年需求量12000臺,其中數控車床、加工中心(包括數控銑床)占60%,約7000臺?;A制造裝備不僅需求量大,而且對裝備的技術水平的要求越來越高,如飛機制造業中的大臺面多坐標數控龍門銑床、高速加工中心、高速蜂窩銑等。
超加工機床按加工原理可分為超切削、超磨削、研磨、拋光及超微細加工等。盡管各自在原理和方法上有很大的區別,但有著諸多可繼承的共性技術,發展好共性技術,對超機床進行模塊化設計是 發展的捷徑。下面列舉了幾個發展超加工機床需要特別重視的單元技術。
1、超運動部件
超加工就是 在超機床設備上,利用零件與刀具之間產生的具有嚴格約束的相對運動,對材料進行微量切削,以獲得形狀精度和表面光潔度的加工過程。超運動部件是 產生上述相對運動的關鍵,它分為回轉運動部件和直線運動部件兩類。
高速回轉運動部件通常是 機床的主軸,目前普遍采用氣體靜壓主軸和液體靜壓主軸。氣體靜壓主軸的主要特點是 回轉,如Pneumo公司的Nanoform250車床采用氣體靜壓主軸,回轉精度優于0.05μm;其缺點是 剛度偏低,一般<100N/μm。
近年來,在提高氣浮主軸剛度方面有很多研究,如德國Kugler公司了半球型氣浮主軸,達350N/μm;日本學者利用主動控制的方法增加主軸剛度,同時提高了回轉精度;荷蘭Eindhoven科技大學研制的薄膜結構被動補償氣浮軸承靜剛度可趨于,動剛度也提高。液體靜壓主軸與氣浮主軸相比,具有承載能力大、阻尼大、動剛度好的優點,但容易發熱,精度也稍差。
直線運動部件是 指機床導軌,同樣有氣體靜壓導軌和液體靜壓導軌兩種 。由于導軌承載往往大于機床主軸而運動速度較低,超機床大多采用后者,如美國LLNL研制的LODTM采用的高壓液體靜壓導軌,直線度誤差<0.025μm/1000mm。同樣,主動控制的方法適用于提高氣浮導軌靜態剛度,日本Tottori大學的Mizumoto等人將這一技術應用到其設計的超車床中,提高了導軌直線度。
2、超運動驅動與傳遞
為了獲得較高的運動精度和分辨率,超機床對運動驅動和傳遞系統有很高的要求,既要求有平穩的超低速運動特性,又要有大的調速范圍,還要求電磁兼容性好。
一般來說,超運動驅動有兩種 方式:直接驅動和間接驅動。直接驅動主要采用直線電機,可以減少中間環節帶來的誤差,具有動態特性好、機械結構簡單、低摩擦的優點,主要問題是 行程短、推力小。另外,由于摩擦小,很容易發生振蕩,需要用的控制策略來彌補。間接驅動是 由電機產生回轉運動,然后通過運動傳遞裝置將回轉運動轉換成直線運動。它是 目前超機床運動驅動方式的主流。電機通常采用低速性能好的直流伺服電機,如美國ParkHannifin公司的DM和DR系列直接驅動伺服執行器,輸出力矩大,位置控制分辨率達到64萬分之一。運動傳遞裝置通常由聯軸器、絲杠和螺母組成,它們 的精度和性能將直接影響運動平穩性和精度,也是 間接驅動方式的主要誤差來源。美國麻省理工學院設計了兩種 聯軸節,分別采用球槽和柔性鉸鏈結構,用于電機與絲杠不同軸誤差。我國科技大學設計了一種 框架式浮動單元,用于連接螺母和工作臺,可4個方向的運動誤差。絲杠往往選擇的滾珠絲杠,另外也有氣浮絲杠和磁浮絲杠用于超機床的實驗研究,如俄羅斯研制的氣浮/磁浮絲杠分辨率達到了0.01μm。日本新宿大學的Fukada通過在滑動絲杠、螺母和工作臺間插入彈性體,將扭矩轉化為微位移,使滑動絲杠達到納米級分辨率。
在驅動方式上還有突破傳統的創新研究,如日本Tottori大學的Mizumoto等人研制的扭輪摩擦裝置,分辨率達到納米量級;我國科技大學研制的扭輪摩擦裝置的分辨率也接近納米級水平。
鑄鐵平臺的四個支撐點要墊好,使其 為牢固。為了防止鑄鐵平臺發生變形,在吊裝鑄鐵平臺時,要用比較結實的鋼絲繩同時綁住鑄鐵平臺上的四個起重孔,將鑄鐵平臺平平穩穩的裝在運輸車上。在經過刮研的鑄鐵平臺上推動表座、工件比較順暢,無發澀感覺,方便了測量,了測量準確性。
鑄鐵平臺在的時候,要用木材作為外包裝,在的環境下還要做全封閉的包裝。鑄鐵平臺在精加工之前,底面需要清砂,并且要噴涂紅色的防銹漆,側面也要噴漆。鑄鐵平臺在保養不當的時候,就會生銹,影響使用,因此,在精加工之前,平臺的各個表面都要噴上不同色的防銹漆。鑄鐵平臺在使用之前,要選擇質量好的, 要有的平面度,才能在使用中高度 。
鑄鐵平臺在精度等級低于”00″級的平臺工作面上,對于直徑小于15mm的砂孔允許用相同的材料堵塞,其硬度應低于周圍材料的硬度。在工作面上堵塞的部位應不多于四處,其相互之間的距離應不小于80mm。鑄鐵平臺的內在質量,機械制造中的重要工藝之一就是 金屬熱處理和其它加工工藝相比,熱處理一般不改變物件的表面化學成分。為了防止鑄鐵平臺變形,在平臺上操作完畢后,應把平臺清理干凈,不要留下過重的零件。懂得這些使用中的注意事項,我相信您的鑄鐵平臺會使用的很。
鑄鐵平臺的使用壽命和優點介紹:在使用過程中要檢驗模樣的完整性,無缺陷使用。如果有缺陷要經過修理后才能夠使用。起模時要注意敲擊力度,鋁模要墊木塊進行敲擊,減少鋁模的受損程度。鑄鐵平臺在使用以前有一道工藝叫做“刮研”,許多人不知道什么刮研,鑄鐵平臺的刮研工藝和刮研的優點用處。刮研平面用于未淬火的工件或鑄鐵平臺,它可使兩個平面之間達到緊密接觸。
鑄鐵平臺使用時的注意事項:為了防止鑄鐵平臺變形,在平臺上操作完畢后,應把平臺清理干凈,不要留下過重的零件。懂得這些使用中的注意事項,我相信您的鑄鐵平臺會使用的很。在經過刮研的鑄鐵平臺上推動表座、工件比較順暢,無發澀感覺,方便了測量,了測量準確性。鑄鐵平臺需要進行熱處理,因為它是 一種 大型鑄件 要經過熱處理才能提高本身的使用價值。