? 铸铁平台高精密微细切削加工机床的研制_泊头市迈鑫机械铸造有限公司

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鑄鐵平臺高精密微細切削加工機床的研制

2020-01-30 22:50:16
新聞詳情

隨著微納米科學與技術的迅猛發展,以形狀及尺度微小為特征的微小型化技術在航空航天、精密儀器、生物醫療、汽車和電子等領域有著廣泛的應用潛力。微機電系統作為當今較具革命性的新科學,受到了世界各國科學家和軍隊的高度重視,被許我國多列為21世紀重點發展的關鍵技術之一。目前微小型化技術在國防、醫療器械、汽車和信息領域等方面已有著廣泛的應用,各種微小型化技術已成為構建現代化航空航天、軍事信息網絡的重要基石,同時也是我國重大科學工程如聚變能源、深空探測、先進醫療、信息技術等為代表的未來科技不斷創新發展的核心推動力,以及國民經濟新的增長點。
  微小型技術的發展離不開微小型零件的加工制造技術,微細切削加工技術具有可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度可控、成本較低的特點,使之成為微小型化零件制造的有效手段。微細切削加工機床是實現微細切削技術的核心之一,然而微細切削加工參數小,精度要求高,鑄鐵平臺對機床的導軌運動精度、控制系統的響應速度與精度、反饋原件的精度、機床的整體剛度等,都提出了很高的要求。機床系統極小的響應超調、滯后或是機床振動,都會影響微細切削加工過程,較終影響微細加工質量。因此,搭建專用的微細切削加工平臺,是開展微細切削機理、微細切削加工工藝和微小型結構和零件加工技術研究的前提條件。
  機床的床身采用天然大理石整體加工而成,由于天然大理石硬度高、密度高,可以有效增加機床床身整體的阻尼系數,提高機床整體隔震性能,避免加工過程中由外力引起機床振動的現象。同時,天然大理石材質致密、硬度極高,使用磨削加工可至鏡面級精度,加之經過長期的天然時效處理,其組織結構均勻,線性膨脹率極低,表面無內應力,因此特別適合加工成氣體靜壓支承結構的長直型導軌,有利于提高導軌的精度、剛度、直線度。
  機床導軌采用封閉式氣體靜壓支承形式,其工作原理是將具有一定壓力的氣體,經調壓閥和節流器(小孔截流原理的氣孔)輸送到導軌表面,再通過出氣孔流出,氣體流動在滑塊與導軌之間形成了穩定的空氣薄膜,即為承載氣膜,可使導軌與滑塊之間處于氣體摩擦狀態。氣浮滑塊由4塊鋁合金板組成形如“口”形的結構,滑塊上部與載物臺相連接,氣浮導軌穿過口字型中部,滑塊內部有可連通的氣路,當外部通入高壓氣體,經過滑塊內部氣路,從滑塊表面若干的微小氣孔流出,可以在滑塊和導軌之間形成具有一定壓力和剛度的氣膜,并在滑塊的4個角落設置有出氣口,以保證導軌運動時,氣膜具有一定的流動性。在氣膜作用下,滑塊連接的載物臺就可以在導軌上平穩移動。其特點是:滑塊與空氣膜的摩擦系數,幾乎可以忽略不計,摩擦力極小,滑塊移動時僅需要克服其自身質量所引起的慣性力,有利于提高運動控制系統的控制精度;其承載的重量完全由氣膜剛度決定,而氣膜剛度取決于氣膜的壓力和氣膜的面積。從圖中可知,該滑塊的面積較大,其承載能力遠大于微細切削的載荷,可將氣膜視為剛體;導軌的運動速度對氣膜厚度影響很小,導軌移動直線度較高。因此,該種導軌形式適用于精密機床的進給運動系統上。

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