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高精密加工的使用條件

更新時間:2018-04-12   點擊次數(shù):1739次
  高精密加工的熱管理機床運行時產(chǎn)生的熱量所造成的熱變形對加工精度會產(chǎn)生巨大的影響。超精密機床由于機床的總質(zhì)量遠高于所切削的材料,而且單位時間的切削量少,因此,只需要維持機床所處 環(huán)境的溫度恒定,即可避免熱變形的問題??墒牵呔葯C床的使用條件是中批量和大批量 生產(chǎn),要求高速度、大切削量的加工,機床的工件、刀具、絲杠、主軸等。部件在加工過程中 將產(chǎn)生可觀的熱量,必須在機床設(shè)計上加以周密考慮。
 
  高精密加工的精密度級別介乎精密加工與超精密加工之間,高精度加工在定義上的一個特點是除了公差范圍以外,也同時考慮零件尺寸大小和批量。加工大批量零件時保持5μm的公差,加工相互配合的兩個零件時保持 2μm的公差,或用小直徑的立銑刀在定位精度為0.3μ m的機床上進行加工等,都屬于高精密加工的范疇。也就是說,零件尺寸和工件批量決定了某些特 定公差實現(xiàn)的難度。高精度機床的結(jié)構(gòu)特點為了實現(xiàn)較高精度的切削運動,高精密加工機床的運動控制普遍采用較別的功能部件。在導(dǎo)軌和軸承方面,由于高精度加工需要實現(xiàn)高精度和平穩(wěn)的定位運動,軌跡運動和微小距離運動,因此高精度加工機床采用靜壓絲杠和靜壓導(dǎo)軌較為常見。此外,高精密加工機床的電主軸也可采取動壓或靜承的方案,以同時實現(xiàn)支承和冷卻功能,并提高主軸的剛度和阻尼性能。在位置控制方面,由于精密測量是控制高精度加工的前提,要保證機床的運動達到需要 的精度級別,其電子尺的測量精度須要高 1~2 個數(shù)量級。
 
  目前高精密加工一般采用分辨 率達 0.05~0.1μ m 的玻璃光柵。機床的加工精度,光潔度和刀具壽命與機床的剛性成正比,因此高精度加工機床尤其重視床身的設(shè)計和材料選擇。其床身材料為球墨鑄鐵,經(jīng)過有限元分析優(yōu)化后,床身的靜態(tài)剛度達120N/μ m,比一般數(shù)控機床高3倍,高頻動態(tài)剛度比一般機床高2~3倍。采用三點支撐,并將刀庫、電氣柜、托盤交換裝置等 周邊系統(tǒng)與床身分離,此舉除可以簡化機床安裝以外,還有提高機床穩(wěn)定性、降低床身顫動的作用。提高機床剛性的另一種途徑是使用人造花崗石材料澆注的床身。穩(wěn)定的溫度及震動阻尼基座 使 Pyramid Nano 機床可以加工出光潔度非常高的表面。此外,Armorith材料具有非常高的密度,2t重的機身僅占2.5m車間面積。
 
  高精密加工在機床工作期間,冷卻液循環(huán)系統(tǒng)根據(jù)各個熱源的發(fā)熱量供應(yīng)比室溫低 2℃的冷卻液。確保每各個循環(huán)回路都提供稍大于熱源發(fā)熱量的冷卻量,以保持機床的熱變形在允許范圍之內(nèi)。由于刀具在切削過程中的熱變形無法*避免,機床的數(shù)控系統(tǒng)可以對刀具引起的Z軸誤差作出補償。zui后,必須指出的是,除了先進功能部件和技術(shù)以外,超精密機床的制造 也離不開傳統(tǒng)工藝,例如,裝配1臺超精密機床需要高達數(shù)百小時的刮研工作量。
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