超精密切削加工分析課件

1、超精密切削加工分析超精密切削加工分析目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技術(shù)5超精密切削簡介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技1.1 超精密切削加工簡介1.1 超精密切削加工簡介20世紀50年代至80 年代為技術(shù)開創(chuàng)期； 20世紀50年代末，出于航天、國防等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，美國率先發(fā)展了超精密加工技術(shù)，開發(fā)了金剛石刀具超精密切削單點金剛石切削技術(shù)（SPDT），用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。從1966年起，美國Union Carbide公司、荷蘭Philips公司和美國Lawrence Livermor

2、e Laboratories陸續(xù)推出各自的超精密金剛石車床，但其應(yīng)用限于少數(shù)大公司與研究單位的試驗研究，并以國防用途或科學(xué)研究用途的產(chǎn)品加工為主。1.2 超精密切削加工發(fā)展的三個階段20世紀50年代至80 年代為技術(shù)開創(chuàng)期；1.2 超精密切削20世紀80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期； 20世紀80年代，美國政府推動數(shù)家民間公司如Moore Special Tool和Pneumo Precision公司開始超精密加工設(shè)備的商品化，而日本數(shù)家公司也陸續(xù)推出產(chǎn)品，但這些設(shè)備開始面向一般民間工業(yè)光學(xué)組件。20世紀80年代末，美國通過能源部“激光核聚變項目”和陸、海、空三軍“先進制造技術(shù)開發(fā)計劃”對

3、超精密金剛石切削機床的開發(fā)研究，投入了巨額資金和大量人力，實現(xiàn)了大型零件的微尺寸超精密加工。美國LLDL國家實驗室研制出的大型光學(xué)金剛石車床LODTM成為超精密加工史上的經(jīng)典之作。20世紀80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期；20世紀90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期； 從1990年起，由于汽車、能源、醫(yī)療器材、信息、光電和通信等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，超精密加工的需求急劇增加，在工業(yè)界的應(yīng)用包括非球面光學(xué)鏡片、超精密模具、磁盤驅(qū)動器磁頭、半導(dǎo)體晶片切割等。在這一時期，超精密加工設(shè)備的相關(guān)技術(shù)如控制器、激光干涉儀等也逐漸成熟，許多公司紛紛推出量產(chǎn)型設(shè)備。20世紀90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期；目錄超精

4、密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技術(shù)5超精密切削簡介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技2022/9/102.1 超精密切削加工刀具2022/9/42.1 超精密切削加工刀具2022/9/102.2 超精密切削加工對刀具的要求極高的硬度、極高的耐磨性和極高的彈性模量；刃口能磨得極其鋒利，刃口半徑值極小，能實現(xiàn)超薄切削厚度；刀刃無缺陷，切削時刃形將復(fù)制在被加工表面上，從而得到超光滑的鏡面；與工件材料的抗粘性好、化學(xué)親和性小、摩擦系數(shù)低，以得到極好的加工表面完整性；不可替代的超精密切削刀具材料：單晶金剛石。2022/9/42.2 超精密切削加工對刀具的要

5、求極高的硬度目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技術(shù)5超精密切削簡介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技2022/9/103.1 國外超精密切削加工機床2022/9/43.1 國外超精密切削加工機床2022/9/102022/9/42022/9/10美國LLNL實驗室研制的LODTM車床2022/9/4美國LLNL實驗室研制的LODTM車床2022/9/102022/9/42022/9/10非球面復(fù)合加工系統(tǒng)2022/9/4非球面復(fù)合加工系統(tǒng)2022/9/102022/9/42022/9/102022/9/42022/9/102022/9/420

6、22/9/103.2 國內(nèi)超精密切削加工機床2022/9/43.2 國內(nèi)超精密切削加工機床目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技術(shù)5超精密切削簡介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技2022/9/104.1 誤差補償介紹 誤差補償：在機械加工中出現(xiàn)的誤差采用修正、抵消、均化、“鈍化”等措施使誤差減小。俠義的角度：誤差補償是對一尺寸、形狀、位置差值的補足。2022/9/44.1 誤差補償介紹 誤差補償：在機械2022/9/104.2 誤差補償?shù)念愋蛯崟r與非實時誤差補償：加工過程中，實時進行誤差檢測，并緊接著進行誤差補償，不僅可以補償系統(tǒng)誤差，且可以

7、補償隨機誤差；非實時誤差補償只能補償系統(tǒng)誤差。軟件與硬件誤差補償：通過計算機對所建立的數(shù)學(xué)模型進行運算后，發(fā)出運動指令，由數(shù)控隨動系統(tǒng)完成誤差補償動作。軟件與硬件補償?shù)膮^(qū)分是看補償信息是由軟件還是硬件產(chǎn)生。2022/9/44.2 誤差補償?shù)念愋蛯崟r與非實時誤差補償：2022/9/10單項與綜合誤差補償：綜合誤差補償是同時補償幾項誤差，比單項誤差補償要復(fù)雜，但效率高、效果好。單維語多維誤差補償：多維誤差補償是在多坐標(biāo)上進行誤差補償，難度和工作量都比較大，是近幾年來發(fā)展起來的誤差補償技術(shù)。2022/9/4單項與綜合誤差補償：綜合誤差補償是同時補償幾2022/9/104.3 誤差補償?shù)倪^程反復(fù)檢測出

8、現(xiàn)的誤差并分析，找出規(guī)律，找出影響誤差的主要因素，確定誤差項目；進行誤差信號的處理，去除干擾信號，分離不需要的誤差信號，找出工件加工誤差與在補償點的補償量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；選擇或設(shè)計合適的誤差補償控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，以便在補償點實現(xiàn)補償運動；驗證誤差補償?shù)男Ч?，進行必要的調(diào)試，保證達到預(yù)期要求。2022/9/44.3 誤差補償?shù)倪^程反復(fù)檢測出現(xiàn)的誤差并分2022/9/104.4 誤差補償?shù)慕M成誤差信號的檢測；誤差信號的處理；誤差信號的建模；補償控制；補償執(zhí)行機構(gòu)。2022/9/44.4 誤差補償?shù)慕M成誤差信號的檢測；目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技術(shù)5超精密切削簡介1目錄超精密切削刀具2超精密切削機床3誤差補償技術(shù)4精密測量技2022/9/105.1 精密測量的支撐環(huán)境空氣環(huán)境潔凈度、氣流速度、壓力、有害氣體等；熱環(huán)境溫度、濕度、表面熱輻射等；振動環(huán)境頻率、加速度、位移、微振動等；聲環(huán)境噪聲、頻率、聲壓等；光環(huán)境照度、眩光、色彩等；靜電環(huán)境微電量、電磁波、放射線等。2022/9/45.1 精密測量的支撐環(huán)境空氣環(huán)境潔凈