第四章精密和超精密加工的机床设备ppt课件.ppt

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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用精密和超精密加工技术华南理工大学陈松茂 讲师经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四章第四章 精密和精密和超精密加工的机床设备超精密加工的机床设备本章主要提要本章主要提要经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.14.1 精密和超精密机床发展概况及典型机床简介精密和超精密机床发展概况

2、及典型机床简介 精密机床是实现精密加工的首要基础条件。美国：50年代首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，并发展了相应的空空气气轴轴承承主轴的超精密机床；19831984研制成功大型超精密金刚石车床DTM3型和LODTM大型超精密车床。英国：1991粘研制成功大型超精密机床OAGM2500。日本：在声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件超精密加工技术方面更加先进和具有优势，在中小型超精密机床生产上基本与美国并驾齐驱，甚至超过了美国。欧洲其它国家：如德国、瑞士、法国、意大利等的超精密机床水平也很高。中国：与国外差距很大。70年代末有长足进步，80年代中期出现了具有接近世界水平的超精

3、密机床及部件，如：JCS027超精密车床、JCS031超精密铣床、JCS035超精密车床等。一、发展概况一、发展概况一、发展概况一、发展概况2经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用空气轴承（又称为气浮轴承）指的是用气体（通常是空气，但也有可能是其它气体）作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。空气轴承分为三大类：空气静压轴承、空气动压轴承和挤压膜轴承。在一般工业中，空气静压轴承用得较广泛。有轴承内圈和外圈，外圈上有空气的进出口空

4、，内圈上有喷嘴。3经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、超精密机床进一步发展的规划二、超精密机床进一步发展的规划二、超精密机床进一步发展的规划二、超精密机床进一步发展的规划1.美国POMA计划 0.1m形状精度。已经实现。2.日本“超超精密机床”规划 以纳米级精度为目标提高机床精度。已经完成。3.中国发展计划 正在研制加工直径1m以上的立式超精密机床。逐步缩小与国外的差距。4经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的

5、费用三、典型超精密机床简介三、典型超精密机床简介三、典型超精密机床简介三、典型超精密机床简介Union Carbide 半球车床 1962年研制。采用空气静压轴承，立式结构。能加工直径100mm的半球，达到尺寸精度正负0.6m，表面粗糙度0.025m。精密空气轴承主轴采用多孔石墨制成轴衬，径向空气轴承的外套可以调整自动定心，可提高前后轴承的同心度，以提高主轴的回转精度。回转精度达到0.125m。5经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用美国Moore 车床 1968年研制。由Moore 3型坐标测量机改造

6、而成。采用卧式空气轴承主轴，三坐标精密数控，消振和防振措施，加强恒温控制等。转速5000r/min，径跳200-500Hz）调整使用方便最好是整体结构，无摩擦力微位移结构不要太复杂，便于加工制造74经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用75经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.6 4.6 机床运动部件位移的激光在线检测系统机床运动部件位移的激光在线检测系统一、激光在线检测系统的工作原理一、激光在线检测系统的工

7、作原理一、激光在线检测系统的工作原理一、激光在线检测系统的工作原理 超精密机床的工件的形状由机床的两坐标（z向和x向）的精密数控系统来控制工件和刀具的相对位置。精密数控系统现在采用闭环控制，即机床的运动部件的位移用装在机床内部的双频激光干涉测距系统随机精确检测，将数据反馈给精密数控系统，保证位移运动的高精度。76经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、二、二、二、MSGMSG325325超精密机床的激光检测系统超精密机床的激光检测系统超精密机床的激光检测系统超精密机床的激光检测系统美国HP公司生产的H

8、P5501两坐标双频激光干涉测量系统。主轴箱作z向运动，刀架作x向运动。激光测量系统的分辨率为0.01微米，大部分激光光路采用封闭。77经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、三坐标测量机激光位移测量系统三、三坐标测量机激光位移测量系统三、三坐标测量机激光位移测量系统三、三坐标测量机激光位移测量系统三路激光位移测量系统分辨率为0.01m，测量精度在0.1m78经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四、四、四、四

9、、LODTMLODTM大型光学金刚石车床激光测量系统大型光学金刚石车床激光测量系统大型光学金刚石车床激光测量系统大型光学金刚石车床激光测量系统7路双频激光检测x和z方向位移分辨率为0.635nm，测量精度在2nm79经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1、各部件的尺寸稳定性好采用尺寸稳定性好的材料制造机床部件；各部件经过消除应力；2、结构刚度高，变形小结构刚度高、变形量极小，基本不影响加工精度；各接触面和联接面的接触良好，接触刚度高，变形极小。4.7 4.7 机床的稳定性和减振隔振机床的稳定性和减振隔

10、振一、机床的稳定性一、机床的稳定性一、机床的稳定性一、机床的稳定性80经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用问题1：什么样的机床的稳定性好？问题2：怎样减少机床内部的振动？问题3：怎样减少外界振动对机床的影响？81经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用隔振的目的是采用一定的隔振措施，使环境振动不致影响精密设备的正常工作。根据隔振措施的不同，可分为积极隔振和消极隔振两种。隔振措施是针对振源采取的，称为积极隔振；隔振

11、措施是对精密设备采取的，其目的是减小环境振动对精密设备的影响，称为消极隔振。隔振设计的任务是在理论计算及实践的基础上，根据精密设备允许的振动量、水平度要求以及环境振动的大小，选择有效的和经济合理的隔振方案，其中包括确定隔振系统的质量、刚度、尺寸、结构型式及隔振器的材料、型式、刚度、尺寸、数量和布局等。二、隔振的目的与任务二、隔振的目的与任务二、隔振的目的与任务二、隔振的目的与任务82经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用各运动部件都经过精密动平衡，消灭或减少机床内部的振源。提高机床结构的抗振性。在机床结

12、构的易振动部分，人为的加入阻尼，减小振动。使用振动衰减能力强的材料制造机床的结构件。三、提高机床结构的抗振性和消除减少机床内的振动三、提高机床结构的抗振性和消除减少机床内的振动三、提高机床结构的抗振性和消除减少机床内的振动三、提高机床结构的抗振性和消除减少机床内的振动83经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1、超精密机床应尽量远离振源；LODTM大型超精密车床为避免恒温水的水泵的振动的影响，水泵将恒温水打到水箱中，恒温水靠自重从水箱流到超精密机床的各个部件。2、超精密机床采用单独地基，隔振沟、隔振墙等

13、；LODTM车床除用带隔振沟的地基外，还将机床放置在带隔振墙的房间。3、使用空气隔振垫Moore公司的M18AG车床、Pneumo公司的MSG-325车床、DTM3机床和LODTM车床用空气隔振垫支承，高位支承将使机床的抗振性提高，增加机床的稳定性。四、隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫以四、隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫以四、隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫以四、隔离振源，使用隔振沟、隔振墙和空气隔振垫以 减少外界振动的影响减少外界振动的影响减少外界振动的影响减少外界振动的影响84经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的

14、金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.8 4.8 减少热变形和恒温控制减少热变形和恒温控制问题1：减少机床热变形的措施？问题2：LODTM车床是怎样进行恒温控制的？85经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用尽量减少机床中的热源；采用热膨胀系数小的材料制造机床部件；结构合理化使在同样的温度变化条件下，机床的热变形最小；使机床长期处在热平衡状态，使热变形量成为恒定；使用大量恒温液体浇淋，形成机床附近局部地区小环境的精密恒温。一、减小机床热变形的措施一、减小机床热变形的措施一、减小机床热变形的措施一、

15、减小机床热变形的措施86经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、二、二、二、LODTM LODTM 的恒温控制的恒温控制的恒温控制的恒温控制机床放置在用铝制框架和绝热塑料炉墙板做成的恒温室里；恒温室内通恒温空气；使用两级水冷热交换器，用测热传感器测进入的空气温度；重要部件直接用恒温水流控制。87经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用习题4-4习题4-9习题4-12习题4-17课后思考题88经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用89经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用