您所不知的超精密加工機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

納米級(jí)重復(fù)定位精度超精密傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)的確定性超精密加工，機(jī)床必須具有納米級(jí)重復(fù)定位精度的刀具運(yùn)動(dòng)控制品質(zhì)。伺服傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需消除一切非線性因數(shù)，特別是具有非線性特性的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦等效應(yīng)。因此，采用氣浮、液浮等無靜摩擦效應(yīng)軸承、導(dǎo)軌、平衡機(jī)構(gòu)成了必然的選擇。磨粒切下的切屑一般非常細(xì)小（重負(fù)荷磨削除外），一般分為帶狀切屑、碎片狀切屑和熔融的球狀切屑。伺服運(yùn)動(dòng)控制器除了高分辨、高實(shí)時(shí)性要求外，控制算法模式也需不斷進(jìn)步。

開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。從加工精度和效能出發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)除了滿足超精密機(jī)床控制顯示分辨率、精度，實(shí)時(shí)性等要求，還需擴(kuò)展在機(jī)測(cè)量、對(duì)刀、補(bǔ)償?shù)仍S多輔助功能。通用數(shù)控系統(tǒng)難以滿足要求。可試較小的進(jìn)刀量，并要檢討是否用穩(wěn)定扶架，若已用，則確認(rèn)是否調(diào)整適當(dāng)。所以，超精密機(jī)床現(xiàn)基本都采用PC+運(yùn)動(dòng)控制器研制開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)模式。

無心磨床的起源

無心磨削是磨削的一種特殊類型，它是在無心磨床上進(jìn)行的。在機(jī)床領(lǐng)域，無心磨床雖然是一種新的類型，單其工作原理早在1853年加工滾針時(shí)就采用了，1867年，英國(guó)人Heny Dyson首創(chuàng)了一種原始的無心磨床。上班前應(yīng)檢查液壓潤(rùn)滑油是否達(dá)到要求，如油面低于油標(biāo)時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加后方能起動(dòng)機(jī)床。大約經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)之后，在1922年，美國(guó)人Cincinati和瑞典一家公司幾乎同時(shí)研究成功臺(tái)無心磨床，從而使無心磨床發(fā)展的歷史真正開始。

在無心磨床的發(fā)展過程中，其工作圖式經(jīng)歷了曲折的演變過程。初期無心磨床是單砂輪型的，以砂輪端面或圓周磨削，工件的支承和連續(xù)接觸依靠擋件器、導(dǎo)片和彈簧保證。直到1915年才開始有了托板與導(dǎo)輪。超精密研磨的加工精度與構(gòu)成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度幾乎是無關(guān)的，主要是由工件與研具間的接觸性質(zhì)和壓力特性，以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的形態(tài)等因素決定的。導(dǎo)輪和托板的出現(xiàn)，使無心磨床的機(jī)床設(shè)計(jì)和磨削工藝進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。

磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。

大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。

磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行g(shù)效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。

十八世紀(jì)30年代，為了適應(yīng)鐘表、自行車、縫紉機(jī)和槍x等零件淬硬后的加工，英國(guó)、德國(guó)和美國(guó)分別研制出使用天然磨料砂輪的磨床。這些磨床是在當(dāng)時(shí)現(xiàn)成的機(jī)床如車床、刨床等上面加裝磨頭改制而成的，它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度低，磨削時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)，要求操作工人要有很高的技藝才能磨出精密的工件。它是各種金屬材料、淬硬鋼和各種高硬度、高強(qiáng)度難加工合金材料的加工手段，同時(shí)也是加工陶瓷、光學(xué)玻璃、橡膠、木材等非金屬材料的加工手段。

1876年在巴黎博覽會(huì)展出的美國(guó)布朗-夏普公司制造的萬n外圓磨床，是s次具有現(xiàn)代磨床基本特征的機(jī)械。它的工件頭架和尾座安裝在往復(fù)移動(dòng)的工作臺(tái)上，箱形床身提高了機(jī)床剛度，并帶有內(nèi)圓磨削附件。該模型強(qiáng)調(diào)的是，如果把購(gòu)買刀具的價(jià)格降低30，客戶將因此節(jié)約1的零部件成本。1883年，這家公司制成磨頭裝在立柱上、工作臺(tái)作往復(fù)移動(dòng)的平面磨床。

1900年前后，人造磨料的發(fā)展和液壓傳動(dòng)的應(yīng)用，對(duì)磨床的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用。隨著近代工業(yè)特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的磨床相繼問世。所以這種原始的刀具服務(wù)可以幫助投資者提高生產(chǎn)率，更快獲得收益，并贏得更高的利潤(rùn)率。例如20世紀(jì)初，先后研制出加工氣缸體的行星內(nèi)圓磨床、曲軸磨床、凸輪軸磨床和帶電磁吸盤的活塞環(huán)磨床等。

自動(dòng)測(cè)量裝置于1908年開始應(yīng)用到磨床上。到了1920年前后，無心磨床、雙端面磨床、軋輥磨床、導(dǎo)軌磨床，珩磨機(jī)和超精加工機(jī)床等相繼制成使用；50年代又出現(xiàn)了可作鏡面磨削的外圓磨床；尤其是業(yè)內(nèi)數(shù)控磨床更是為了機(jī)械加工打破了國(guó)際磨床技術(shù)水平，開創(chuàng)了良好的新局面。60年代末又出現(xiàn)了砂輪線速度達(dá)60～80米/秒的高速磨床和大切深、緩進(jìn)給磨削平面磨床；70年代，采用微處理機(jī)的數(shù)字控制和適應(yīng)控制等技術(shù)在磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。

磨床加工圖片磨床加工圖片磨床加工圖片磨床加工圖片