第3章 超精密加工机床与设备
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超精密加工的机床设备摘要:超精密加工技术的发展直接影响整个国家的制造业发展,影响尖端技术和国防工业的发展。
机床是实现超精密加工的重要载体,机床的制造水平和研究水平便显得非常的重要。
本文在论述目前国内外超精密加工机床的现状的同时,介绍了国内外有代表性的几种超精密加工机床,并介绍分析了超精密机床的精密主轴部件、进给驱动系统、误差建模和补偿技术和数控技术。
关键词:超精密加工机床发展关键技术1.引言制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱,其竞争能力最终体现在新生产的工业产品市场占有率上,而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键。
精密和超精密加工技术是制造业的前沿和发展方向。
精密和超精密加工技术的发展直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展,世界各国对此都极为重视,投入很大力量进行研究开发,同时实行技术保密,控制关键加工技术及设备出口。
随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅猛发展和多领域的广泛应用,对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。
目前,国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备,发展了新的精密加工和精密测量技术。
最近几年,我国的机床制造业虽然发展很快,年产量和出口量都明显增加,成为世界机床最大消费国和第一大进口国,在精密机床设备制造方面取得不小进展,但仍和国外有较大差距。
我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本状况。
由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机床设备和仪器,而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的,我们必须投入必要的人力物力,自主发展精密和超精密加工机床,使我国的国防和科技发展不会受制于人。
2.超精密机床的发展现状2.1国外超精密机床发展现状目前在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本, 这3个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高, 而且商品化的程度也非常高。
精密和超精密加工的机床设备技术引言精密和超精密加工技术在现代制造业中扮演着重要的角色。
为了满足高质量、高精度、高效率的加工需求,机床设备技术不断得到改进和发展。
本文将介绍精密和超精密加工的机床设备技术,并探讨其在制造业中的应用。
1. 精密加工的机床设备技术精密加工是指在工程加工中,对尺寸精度和表面质量要求较高的加工方法。
精密加工的关键在于机床设备的稳定性、刚性和精度。
以下是精密加工机床设备的几个关键技术:1.1 数控技术数控技术是精密加工中最为关键的技术之一。
通过数控技术,可以实现机床的高精度和高效率加工。
数控技术的应用可以大大提高生产效率,并且减少操作人员的工作强度。
1.2 精密传动系统精密传动系统是精密加工机床设备的核心组成部分。
精密传动系统的设计与制造涉及到轴承、传动装置、伺服驱动装置等多个方面。
通过精确的传动系统,可以提高机床的精度和稳定性。
1.3 线性驱动技术线性驱动技术是现代机床设备中的重要发展方向之一。
相比传统的滚动轴承驱动,线性驱动技术能够实现更高的速度和更高的精度。
线性驱动技术可以用于各种类型的机床设备,包括数控机床和超精密加工机床。
2. 超精密加工的机床设备技术超精密加工是指在微米甚至纳米级别下进行加工的技术。
超精密加工在光学、光电子、半导体等领域具有重要的应用。
以下是超精密加工机床设备技术的几个关键技术:2.1 超精密控制系统超精密控制系统是实现超精密加工的关键技术之一。
通过超精密控制系统,可以实现对微小位移和应力的精确控制。
超精密控制系统需要具备高精度、高灵敏度和高稳定性的特点。
2.2 超精密磨削技术超精密磨削技术是超精密加工的核心技术之一。
超精密磨削技术可以实现对工件表面的精确修整和光洁度的提高。
超精密磨削技术需要借助特殊材料和磨削工具,并配合高精度的机床设备。
2.3 超精密检测技术超精密加工过程中,对工件的检测和测量要求非常高。
超精密检测技术可以实现对工件尺寸、形状和表面质量的高精度测量。
第三章3-1描述先进制造工艺的发展与特点。
发展:(P59~60)1、制造加工精度不断提高2、切削加工速度迅速提高3、新型工程材料的应用推动了制作工艺的进步和变革4、自动化和数字化工艺装备的发展提高了机械加工的效率5、零件毛坯成形在向少无余量发展6、优质清洁表面工程技术的形成和发展特点:(P60)优质、高效、低耗、洁净、灵活3-2有哪几类零件成形方法?列举这些成形方法各自工艺内容。
1、受迫成形,它是利用材料的可成形性,在特定的边界和外力约束条件下的成形方法,如铸造、锻压、粉末冶金和高分子材料注射成形等工艺方法就属于这一类。
2、去除成形,是将一部分材料有序地从基体中分离出去的成形方法,如传统的车、铣、刨、磨切削加工以及电火花、激光切割等特种加工工艺方法。
3、堆积成形,是运用合并与连接等手段,将材料有序地合并堆积起来的成形方法,如快速原型制造、焊接等,这种成形方法又称添加成形。
(P60)3-3阐述所学习掌握的几种精密洁净铸造成形工艺。
1、精确铸造成形技术(1)自硬砂精确砂型铸造(2)高紧实砂型铸造(3)消失模铸造(4)特种铸造技术2、清洁(绿色)铸造技术3、铸造过程计算机模拟(P60~62)3-4阐述所学习掌握的几种精确高效金属塑性成型工艺。
1、精密模锻工艺2、超塑性成形3、精密冲裁工艺(1)光洁冲裁(2)负间隙冲裁(3)带齿圈压板精冲4、辊轧工艺(1)辊轧工艺(2)碾环轧制(P62~66)3-5什么是超塑性?目前金属超塑性主要有哪两种工艺手段获得?超塑性是指材料在一定的内部组织条件(如晶粒形状及尺寸、相变等)和外部环境条件(如温度、应变速率等)下,呈现出异常低的流变抗力、异常高的伸长率现象。
目前金属超塑性主要有等温模锻、挤压、气压成形。
真空成形、模压成形等工艺手段获得。
(P63)3-6目前在高分子材料注射成形工艺中有哪些先进技术?近年来在高分子材料注射成形工艺中出现了许多新的先进技术,如以组合惰性气体为特征的气辅成形、微发泡成形等;以组合压缩过程为特征的注射压缩成形、折射压制成形、表面贴和成形等;以组合模具移动加热等过程为特征的自切浇口成形、模具化合成形、热流道模具成形等;以组合取向或延伸过程为特征的剪切场控制取向成形、磁场成形等。