超精密機(jī)床的研發(fā)和制作技巧是一項(xiàng)前沿性的技巧，將引領(lǐng)機(jī)床的加工精度不斷向著人類未曾涉及的技巧領(lǐng)域深入邁進(jìn)。 超精密機(jī)床技巧的利用領(lǐng)域已拓展到我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面，并正在豐富和轉(zhuǎn)變著我們的生活。 北京機(jī)床研究所所長(zhǎng)劉炳業(yè)在6月19日召開的2014中國(guó)機(jī)床工具發(fā)展高端論壇上指出，當(dāng)我們滿眼于制作業(yè)復(fù)雜的加工設(shè)備中，我們應(yīng)當(dāng)知道有一類機(jī)床很少涌現(xiàn)在行業(yè)展覽會(huì)中，但其卻是發(fā)達(dá)國(guó)家非常器重并且采用措施加以把持的機(jī)床，這就是超精密機(jī)床，而超精密機(jī)床體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家精度技巧的競(jìng)爭(zhēng)力。 高精度是數(shù)控機(jī)床的主流趨勢(shì)在過去的30年里，世界領(lǐng)域的機(jī)床技巧得到了很大程度的發(fā)展，機(jī)床技巧的發(fā)展趨勢(shì)也浮現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)，比如高精度的趨勢(shì)、高速運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)、多運(yùn)動(dòng)軸的趨勢(shì)、高可靠性的趨勢(shì)、多功效復(fù)合化趨勢(shì)、可重構(gòu)的趨勢(shì)、低能耗環(huán)保的趨勢(shì)以及智能化的趨勢(shì)等，但在所有的趨勢(shì)中，最能夠體現(xiàn)發(fā)展主流的趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)是高精度和智能化的趨勢(shì)。 劉炳業(yè)強(qiáng)調(diào)，高精度是數(shù)控機(jī)床的主流發(fā)展趨勢(shì)，并且超精密加工的精度比精密加工精度還要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。 事實(shí)上，超精密加工技巧所涉及的技巧領(lǐng)域非常豐富 在北京機(jī)床研究所30多年的研究過程中，針對(duì)超精密加工技巧所涉及到的相干技巧，劉炳業(yè)系統(tǒng)地總結(jié)出了36個(gè)方面的要害前沿研究以及11項(xiàng)領(lǐng)先的核心技巧。 其中，要害前沿研究包含設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)部件、測(cè)量分析、工藝技巧、主機(jī)制作技巧和機(jī)床利用條件技巧六方面內(nèi)容。 領(lǐng)先的核心技巧涵蓋：精密超精密主軸要害結(jié)構(gòu)制作技巧、精密超精密直線運(yùn)動(dòng)部件要害結(jié)構(gòu)制作技巧、高分辨率運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)技巧、機(jī)床要害零部件的加工工藝制作技巧、部件抵抗外部干擾的特點(diǎn)技巧、高穩(wěn)固性快速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)與制作技巧、多運(yùn)動(dòng)軸機(jī)床的嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技巧，以及針對(duì)目標(biāo)零件制作的機(jī)床集成制作技巧等內(nèi)容。 在機(jī)床的精度從微米級(jí)到納米級(jí)的發(fā)展過程中，有三項(xiàng)要害技巧無法回避，這三項(xiàng)技巧也是納米精度機(jī)床的研究門檻。 劉炳業(yè)分析稱，其中一項(xiàng)技巧是無遲滯的軸承技巧，遲滯現(xiàn)象在機(jī)械系統(tǒng)中大批存在，遲滯現(xiàn)象不僅嚴(yán)重影響機(jī)床溜板的運(yùn)動(dòng)定位精度和重復(fù)定位的精度，也影響運(yùn)動(dòng)的高分辨率實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也影響精密零件的加工形狀精度以及表面粗糙度。 而靜壓軸承技巧可以很好地解決機(jī)械遲滯的現(xiàn)象，并且可以均化幾何誤差，在超精密機(jī)床中得到大批利用。 靜壓技巧在過去的十年時(shí)間里取得了重大進(jìn)展，自補(bǔ)償?shù)姆答伡记筛鼮槌墒臁?/P> 以流量把持的節(jié)流技巧使靜壓軸承的剛度得到很大程度的提升，使超精密機(jī)床加工的材料硬度不斷進(jìn)步。 而另二項(xiàng)要害技巧分辨是高分辨率驅(qū)動(dòng)技巧和機(jī)械系統(tǒng)中的微振動(dòng)處理技巧。 納米級(jí)分辨率是近十幾年來超精密機(jī)床性能的特點(diǎn)體現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)的影響因素很多。 同時(shí)，大批的實(shí)驗(yàn)研究創(chuàng)造，10納米量級(jí)的振動(dòng)信號(hào)存在于許多機(jī)械履行機(jī)構(gòu)中，對(duì)于機(jī)械敏銳度的履行與測(cè)定造成干擾，這種振動(dòng)被稱為微振動(dòng)。 對(duì)微振動(dòng)的機(jī)理深入研究，并尋求解決道路是超精密機(jī)床通往納米精度的必經(jīng)之路。 劉炳業(yè)說道 滿足超精密技巧的利用需求我國(guó)航天航空遙感、激光核聚變、國(guó)防兵器系統(tǒng)、天文探測(cè)等先進(jìn)技巧領(lǐng)域，對(duì)大口徑非球面光學(xué)元件的需求日益增長(zhǎng)，但國(guó)外部分高尖端光學(xué)加工設(shè)備和技巧對(duì)我國(guó)履行禁運(yùn)。 目前，我國(guó)大口徑非球面零件加工工藝流程的相干科研工作已經(jīng)開展，但成熟度還較低。 同時(shí)，自行研制的設(shè)備加工精度與國(guó)外程度相比較低，優(yōu)勢(shì)單位的有效聯(lián)合不足，還存在大口徑光學(xué)零件加工和超精密加工技巧的聯(lián)合程度較低等問題。 中國(guó)工程院院士蔣莊德在該論壇上亦提出對(duì)我國(guó)超精密加工與測(cè)量技巧與設(shè)備的急切需求。 蔣莊德建言，今后我國(guó)超精密加工技巧要解決大口徑非球面零件的數(shù)字化加工工藝，進(jìn)步我國(guó)光學(xué)加工領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力和整體技巧程度，解決禁運(yùn)問題并替代進(jìn)口。 譬如，對(duì)直徑900毫米的超精密銑磨機(jī)床來說，該項(xiàng)目為十一五國(guó)家863打算先進(jìn)制作技巧領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目，重要解決航空航天、激光核聚變等大型光學(xué)器件的超精密制作。 對(duì)于今后超精密機(jī)床的重點(diǎn)利用方向，劉炳業(yè)表現(xiàn)，硬車削、硬銑削加工將被大批利用，光整硬車削將代替磨削。 超精密機(jī)床技巧實(shí)用于加工汽車零件、軸承環(huán)、注射模具、液壓閥、滾珠、絲杠、螺母等，可以對(duì)不銹鋼、鑄鐵、塑料、石墨、綠陶瓷等材料進(jìn)行高精度車削。 超精密機(jī)床技巧的利用可大幅進(jìn)步生產(chǎn)率和精度，一些汽車零件的加工效率和表面質(zhì)量將優(yōu)于磨削。 因?yàn)榭梢愿汕邢鳎瑢⒏欣诃h(huán)保 此外，超精密機(jī)床技巧利用于硬切削機(jī)床將大大進(jìn)步機(jī)床刀具的壽命。 此前，北京機(jī)床研究所與英國(guó)泰勒霍普森有限公司在北京工研精機(jī)股份有限公司共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建立共贏機(jī)制，以增進(jìn)雙方在計(jì)量檢測(cè)領(lǐng)域研究與服務(wù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 不僅通過聯(lián)合科技研究和合作項(xiàng)目進(jìn)行共同創(chuàng)新，而且通過聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室為雙方供給開展各種業(yè)務(wù)服務(wù)的平臺(tái)。 劉炳業(yè)表現(xiàn)，今后，北京機(jī)床研究所將以兩個(gè)國(guó)家級(jí)超精密工程研究中心為依托，以精密超精密數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新能力平臺(tái)為基礎(chǔ)組織方法，通過組建更大領(lǐng)域的精密超精密機(jī)床聯(lián)盟，加速產(chǎn)業(yè)化過程，擴(kuò)大市場(chǎng)占領(lǐng)率。 在未來5年內(nèi)，我們有信心、有能力把超精密機(jī)床技巧推向新的高度。 |
