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超精密平面磨床的技术要点一

超精密平面磨床的技术要点一

一、机床布局型式

机床布局结构型式多种多样,既有“磨头移动式?#20445;?#20063;有“立柱移动式”或“十字拖板移动式”。从我们已掌握的高精度平面磨削技术基础上,认为机床结构采用“十字拖板移动式” 适合于超高精度平面磨削机床的研制。因为该结构型式,具有机床结构布局对称性好,热稳定性好;主要运动部件重心低,运动平稳等优点。

二、主轴精密回转技术

主轴回转精度是超精密平面磨削的关键技术之一,其数值要求在O.1μm以下。

静压空气轴承的主轴部件具有以下优点:刚性高、摩擦力小,温度变化小等,能在高转速下工作,回转精度高,其精度可达到O.1μmO.025μm,径向和轴向刚度在100300Nμm-1之间、磨损率小(接近于零),寿命长,基本不需耍维修。因而空气静压轴承主轴将是超精密平面磨削的首选。

三、微量进给技术

目前,在精密的平面磨削加工中,其进给通常采用“伺服电机+滚珠丝杆”典型的纯机械方式,一般以能实现0.1μm的微量进给为极限。若要实现超精密平面磨削所需的0.1μm--0.01μm乃至更小的微量进给,传统的机械方式已不能适用。

目前实现微量进给主要采用以下两种方式:一是利用压电陶瓷的位?#21697;?#36776;率高、响应速度快的特点,二是利用材料的热变形原理实现微量进给。

压电陶瓷在微量进给机构中的运用比较普遍,已可稳定达到0.01μm的微量进给,因而,在超精密平面磨削加工首选是采用此种方式。

超精密平面磨床研制的初级阶段,若能采用?#28304;?#32479;的机械方式进行精化,稳定实现0.1μm的微量进给,也可满足在大多数超精密平面磨削加工的需要。

四、运动导轨型式

超精密平面磨削是依?#21487;?#36718;与工件的相对运动来实现的,它不仅需要砂轮具有超精密的回转运动,而且也需要工件具有超精密的直线运动,其精度要求应在0.1μm/100mm之内。因而一般常常使用静压导轨,利用其运行精度高、无爬?#26800;?#20248;点。静压导轨又分为液体静压和气体静压两种。一般?#27492;擔?#28082;体静压导轨刚度大,在具有磨削功能的机床上使用广泛,但是它的结构相对复杂,由于油的粘性剪切阻力,发热问题较为严重,热变形控制相?#36234;夏选?#22240;而,采用气体静压导轨更为适用。


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