“超精细机床的研发和制造技术是一项前沿性的技术,将引领机床的加工精度不时向着人类不曾触及的技术范畴深化迈进。超精细机床技术的应用范畴已拓展到我们日常生活的许多方面,并正在丰厚和改动着我们的生活。”北京机床研讨所所长刘炳业在6月19日召开的2014中国机床工具开展高端论坛上指出,“当我们满眼于制造业冗杂的加工设备中,我们应该晓得有一类机床很少呈现在行业展览会中,但其却是兴旺国度十分注重并且采取措施加以控制的机床,这就是超精细机床,而超精细机床表现着一个国度精度技术的竞争力。”
高精度是数控机床的主流趋向“在过去的30年里,世界范围的机床技术得到了很大水平的开展,机床技术的开展趋向也呈现出多元化的特性,比方高精度的趋向、高速运动的趋向、多运动轴的趋向、高牢靠性的趋向、多功用复合化趋向、可重构的趋向、低能耗环保的趋向以及智能化的趋向等,但在一切的趋向中,可以表现开展主流的趋向应该是高精度和智能化的趋向。”刘炳业强调,高精度是数控机床的主流开展趋向,并且超精细加工的精度比精细加工精度还要高出一个数量级。
事实上,超精细加工技术所触及的技术范畴十分丰厚。在北京机床研讨所30多年的研讨进程中,针对超精细加工技术所触及到的相关技术,刘炳业系统地总结出了36个方面的关键前沿研讨以及11项抢先的中心技术。其中,关键前沿研讨包括设计、运动部件、丈量剖析、工艺技术、主机制造技术和机床应用条件技术六方面内容。抢先的中心技术涵盖:精细超精细主轴关键构造制造技术、精细超精细直线运动部件关键构造制造技术、高分辨率运动驱动技术、机床关键零部件的加工工艺制造技术、部件抵御外部干扰的特性技术、高稳定性快速直线运动的构造与制造技术、多运动轴机床的嵌套构造设计技术,以及针对目的零件制造的机床集成制造技术等内容。
“在机床的精度从微米级到纳米级的开展进程中,有三项关键技术无法逃避,这三项技术也是纳米精度机床的研讨门槛。”刘炳业剖析称,其中一项技术是无迟滞的轴承技术,迟滞现象在机械系统中大量存在,迟滞现象不只严重影响机床溜板的运动定位精度和反复定位的精度,也影响运动的高分辨率完成,同时也影响精细零件的加工外形精度以及外表粗糙度。而静压轴承技术能够很好地处理机械迟滞的现象,并且能够均化几何误差,在超精细机床中得到大量应用。静压技术在过去的十年时间里获得了严重停顿,自补偿的反应技术更为成熟。以流量控制的节流技术使静压轴承的刚度得到很大水平的提升,使超精细机床加工的资料硬度不时进步。
而另二项关键技术分别是高分辨率驱动技术和机械系统中的微振动处置技术。纳米级分辨率是近十几年来超精细机床性能的特征表现,运动的影响要素很多。同时,大量的实验研讨发现,10纳米量级的振动信号存在于许多机械执行机构中,关于机械灵活度的执行与测定形成干扰,这种振动被称为微振动。“对微振动的机理深化研讨,并寻求处理途径是超精细机床通往纳米精度的必经之路。”刘炳业说道。
满足超精细技术的应用需求“我国航天航空遥感、激光核聚变、国防武器系统、天文探测等先进技术范畴,对大口径非球面光学元件的需求日益增加,但国外局部高光学加工设备和技术对我国实行禁运。目前,我国大口径非球面零件加工工艺流程的相关科研工作曾经展开,但成熟度还较低。同时,自行研制的设备加工精度与国外程度相比拟低,优势单位的有效结合缺乏,还存在大口径光学零件加工和超精细加工技术的分离水平较低等问题。”中国工程院院士蒋庄德在该论坛上亦提出对我国超精细加工与丈量技术与配备的迫切需求。
