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超精密机床与普通机床的区别,及其关键部件的技术要求

     机床加工从加工精度上分为普通加工,精密加工,高精密加工和超精密加工。普通加工的精度一般在10~100um,精密加工精度一般在3~10um,高精密加工精度一般在0.1~3um,而精度要求高于0.1um的属于超精密加工精度。
      超精密机床与一般机床的最主要的区别是,加工精度要求很高,因此,普通机床不引起人们重视或根本不必考虑的因素就有可能上升为重要因素,如热变形、力变形、振动、定位及材料等,就会影响超精密机床的加工精度.这些因素对机床提出了很高的精度要求,如机床的材料,主轴回转精度、主轴受力及热的变形、主轴驱动、工件夹持、导轨运动直线性及定位等。
     机床的结构材料
     超精密机床的结构材料对机床精度的影响很大.铸铁和钢在过去曾是机床的主要结构材 料,今后相当长的时间内,作为普通机床的材料,仍将发挥很大作用.但是,超精密机床结构材料必须满足性能稳定、热变形小、振动衰减性好等要求.铸铁和钢已难以满足这些要求,特别是热变形的要求.为此,国外早就代之以非金属材料,如天然花岗岩材料,它有很多优点,其膨胀系数是铸铁的2/3,已应用于很多超精密机床。日本又开发了精密陶瓷材料,热膨胀系数约为铸铁的1/20一1/240.
      机床的主轴
     超精密加工机床的主轴在加工过程中直接支持工件或刀具的运动,故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度,因此可以说主轴是超精密加工机床中最重要的一个部件,通过机床主轴的精度和特性可以评价机床本身的精度。目前研制开发的超精密加工机床的主轴粗度最高的是空气静压轴承主轴,高精度空气轴承主轴回转精度可达0.05um,最高可达0.03um。
     直线导轨
     作为刀具和工件相对定位机构的直线导轨,是仅次于主轴的重要部件。对超精密加工机床直线导轨的基本要求是:动作灵活、无爬行等不连续动作;直线精度好;在实用中具有与使用条件相适应的刚度;高速运动时发热量小;维修保养容易。超精密加工机床中的常用导轨有V-V型滑动和滚动导轨、液体静压导轨和气体静压导轨。空气静导轨是目
前最好的导轨,其直线度可达0.1~0.2um/250mm。

进给和微量进给系统
      进给系统中最常用的是各种进给丝杠,超精密加工机床的滚珠丝杠一般的精度等级为C0.滚珠丝杠不需要静压丝杠所必需的附属装置,因而使用极为方便,但作为亚微米级超精密加工机床的进给丝杠必须考虑到滚珠的转动和滚珠间的接触滑动有微小的振动及与滑动丝杠等相比较振动衰减特性差等问题。超精密加工机床中还广泛应用微量进给机构,以满足对更高定位精度和进给分辨率的要求,常用的方法有:滚动丝杠进给和弹性进给并用的方法,粗调和微调压电元件组合的方法
环境条件
      超精密加工的环境条件有三。其一是洁净,作为超精密加工机床的工作环境应为2000~3000级以下;其二是振动,超精密加工机床必须设置性能优良的隔振装置。目前国内外超精密加工机床中,大多采用空气弹簧隔振系统;其三是温度,超精密加工必须在恒温条件下进行.通常从两个方面入手,一是选择合适的部件材料,超精密加工机床中使用的和候选的材料有氧化铝陶瓷、铸铁、钢、殷钢、花岗岩、树脂混凝土和零膨涨玻璃。二是保证温度的恒定控制.
回复
超精密机床的应用有哪些?
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  • 飞鸟 应用很多,比如光学系统中很多镜片要求精度都是纳米级的,一般机床根本完成不了,微机械系统一般都是毫米级甚至是微米级,这也需要超精密加工才能完成,还有一些航空航天领域中应用的关键零部件,比如机械陀螺仪中的转子,相关配合的零件等等要求精度也都是超精密级的。
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  • 我也说一句
超精密机床需要久置以释放机械应力吗?为什么?
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  • 阜阳第二机械
    确实有释放应力那一说,一般大件的工件开粗后就丢外面日晒雨淋几个月才做精加工,超精密机床这种东西如果搬运过了,中途受到的冲击一样有可能影响结构,所以静置是说法上合理的,至于要放置多久,因为没有实际处理过所以无从得知。但是如果放这么久,有些铁件保养的不好的话是不是会生锈呢?
    二手的普通机床的话,丢五年在那里就是一堆废铁,别说五年,三个月都会有很大问题,机床内铁件很多的。

    作者:Qiu Mohyee
    链接:http://www.zhihu.com/question/22996435/answer/23317836
    来源:知乎
    著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权。
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  • 飞鸟 一般都是在整机造出来之前就已经把大件的应力释放掉了,再就是在设计过程中已经考虑到应力释放的问题,不会将应力的影响带到机床上。
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  • 我也说一句
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