1 引言
s u}& ".e^ {y 1q7Z.M 超精密加工機床的研制開發(fā)始于20世紀(jì)60年代。當(dāng)時在美國因開發(fā)激光核聚變實驗裝置和紅外線實驗裝置需要大型金屬反射鏡，因而急需開發(fā)制作反射鏡的超精密加工技術(shù)。以單點金剛石車刀鏡面切削鋁合金和無氧銅的超精密加工機床應(yīng)運而生。1980年美國在世界上首次開發(fā)了三坐標(biāo)控制的M-18AG非球面加工機床，它標(biāo)志著亞微米級超精密加工機床技術(shù)的成熟。日本的超精密加工機床的研制開發(fā)滯后于美國20年。從1981～1982年首先開發(fā)的是多棱體反射鏡加工機床，隨后是磁頭微細(xì)加工機床、磁盤端面車床，近來則是以非球面加工機床和短波長X線反射鏡面加工機床為主。德國、荷蘭以及中國臺灣的超精密加工機床技術(shù)也都處于世界先進水平。我國的超精密加工機床的研制開發(fā)工作雖起步比較晚，但經(jīng)過廣大精密工程研究人員的不懈努力，已取得了可喜的成績。哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研究所研制開發(fā)的HCM-Ⅰ超精密加工機床，主要技術(shù)指標(biāo)達到了國際水平。國外部分超精密加工機床和HCM-Ⅰ超精密加工機床的性能指標(biāo)如表1所示。本文主要論述超精密加工機床的關(guān)鍵部件技術(shù)。
表1 國內(nèi)外典型超精密車床性能指標(biāo)匯總 V- /YNRV
| 型號(生產(chǎn)廠家) | HCM-Ⅰ XJc
,uj7
(中國哈工大) | M-18AG , }KwP *:Z
(莫爾特殊機床,美國) | Ultraprecision CNC machine 5lGQ#r
(東芝,日本) | Ultraprecision Lathe <Kg2$lu(_`
(IPT，德國) |
| 主軸 | 徑向跳動(µm) | - | ≤0.075 | ≤0.05(500r/min) | ≤0.048 |
| 軸向跳動(µm) | - | ≤0.05 | ≤0.05(500r/min) | - |
| 徑向剛度(N/µm) | 220 | - | 100 | - |
| 軸向剛度(N/µm) | 160 | - | 200 | - |
| 導(dǎo)軌 | Z向(主軸)直線度 | ＜0.2µm/100mm | ≤0.5µm/230mm | - | 0.044µm/80mm |
| X向(刀架)直線度 | ＜0.2µm/100mm | ≤0.5µm/410mm | - | 0.044µm/80mm |
| X、Z向垂直度(") | ≤1 | 1 | - | - |
| 重復(fù)定位精度(µm) | - | 1(全程) &m'?*O |
0.5(25.4mm) | - | - |
加工 GKCM|Y
工件 V n ^)
精度 | 形面精度(µm) | 圓度：0.1 | 平面度：0.3 | ＜0.1(P-V值) | 0.1 |
| 表面粗糙度(µm) | Ra0.0042 | 0.0075(P-V值) | Ra0.002 | 0.002～0.005RMS |
| 位置反饋系統(tǒng)分辨率(µm) | - | 25 | 2.5 | 10 |
| 溫控精度(℃) | ≤0.004 | ±0.006 | ±0.1 | - |
| 隔振系統(tǒng)固有頻率(Hz) | ≤2 | 2 | - | - |
| 加工范圍(mm) | 320 | 356 | 650×250 | - |
2 主軸系統(tǒng)
t-x[ :i v
