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超精密平面磨削的技術要求
更新日期：2011-02-21 瀏覽次數：5669
精密平面磨削的技術指標
精密加工和超精密加工代表了加工精度發展的不同階段，通常，按加工精度劃分，可將機械加工分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。由于生產技術的不斷發展，劃分的界限將逐漸向前推移，過去的精密加工對今天來說已是普通加工，因此，其劃分的界限是相對的，且在具體數值上至今沒有固定。精密加工是指加工精度為1-1μm、表面粗糙度為Ra0.1-0.025μm的加工技術；超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工技術，因此，超精密加工又稱之為亞微米級加工。但是，目前超精密加工已進入納米級精度階段，故出現了納米加工及其相應的技術
機床布局型式
床布局型式極為重要，是決定成敗的關鍵，但是超精密磨削技術是由精密磨削發展而來，從國外已實現超精密平面磨削機床看，其結構型式多種多樣，既有“磨頭移動式”，也有“立柱移動式”或“十字拖板移動式”，無一例外，均未脫離傳統的機床布局結構型式。從我們已掌握的高精度平面磨削技術基礎上，認為機床結構采用“十字拖板移動式”適合于超高精度平面磨削機床的研制。因為該結構型式，具有機床結構布局對稱性好，熱穩定性好；主要運動部件重心低，運動平穩等優點。
超精密平面磨削對機床的熱變形及振動控制要求較高。在機床基礎結構件材料的運用上，應突破傳統以灰鑄鐵為主的原則，采用一些新型材料，如：非金屬材料——樹脂混凝土，該材料的振動衰減性、耐熱梯度、線脹系數等特性均大大優于金屬材料。這在國外已被成熟運用，在國內也有運用的例子，如上海機床廠有限公司的數控凸輪軸磨的床身采用了人造大理石材料，取得了較好的效果。因而在超精密平面磨削機床的主要關鍵基礎件，如床身、立柱、拖板等應采用人造大理石材料。
主軸回轉精度是超精密平面磨削的關鍵技術之一，其數值要求在0.1μm以下，而且其剛度、熱膨脹性、抗振性等方面都應有非常好的性能。
靜壓空氣軸承的主軸部件具有以下優點：剛性高，摩擦國小，溫度變化小，能在高轉速下工作，回轉精度高，其精度可達到0.1μm-0.025μm,徑向和軸向剛度在100-300μm之間，磨損率小（接近于零），壽命長，基本不需要維修等。因而空氣靜承主軸將是超精密平面磨削的。在超精密平面磨削加工中，砂輪的微量進給是被加工件尺寸精度和表面質量的重要保證。目前，在精密的平面磨削加工中，其進給通常采用“伺服電機+滾珠絲桿”的典型的純機械方式，一般以能實現0.1μm的微量進給為極限。若要實現超精密平面磨削所需的0.1μm-0.01μm乃至更小的微量進給，傳統的機械方式已不能適用。
超精密平面磨削是依靠砂輪與工件的相對運動來實現的，它不僅需要砂輪具有精密的回轉運動，而且也需要工件具有超精密的直線運動，其精度要求應在0.1μ/100mm之內。因而一般常常使用靜壓導軌，利用其運行精度高、無爬行等優點。靜壓導軌又分為液體靜壓和氣體靜壓兩種。一般來說，液體靜壓導軌剛度大，在具有磨削功能的機床使用廣泛，但是它的結構相對復雜，由于油的粘性剪切阻力，發熱問題較為嚴重，熱變形控制相對較難。因而，采用氣體靜壓導軌更為適用。
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