超精密车床的关键模块简述

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翻新时间：2023-08-06

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超精密车床的关键模块简述

摘要：介绍了超精密车床在国民经济发展中的重要地位以及超精密车床的主要构成模块，在此基础上详细阐述了各组成模块的作用机理及选型。

关键词：超精密车床模块系统

一、引言

机械工业作为国民经济发展的基础，需要为其他生产部门提供技术装备。机械工业提供技术装备的水平和质量，将直接影响国民经济各部门生产技术水平的高低和经济效益的好坏。精密和超精密加工是机械工业中的重要部分，不仅影响着尖端技术和国防工业的发展，而且影响着机械产品的精度和表面质量，影响着产品的国际竞争力。随着科学技术的发展及高新技术的需要，精密及超精密加工技术在工业生产中的地位越来越重要。因此，该领域的技术发展也越来越快。几十年来，超精密加工已成为工业生产中最关键的、效果最显著的技术之一。尤其是在尖端技术领域如：航空、航天、计算机、现代武器、光学仪器等，精密加工就显得更为重要。除此之外，为了提高产品的竞争力，即使是一般产品，质量要求也在逐步提高。这也是促进精密及超精密加工技术发展的一个重要因素。这就是说，无论现在还是将来，精密及超精密加工技术都是非常重要的研究方向。

二、超精密车床的关键模块

超精密机床的关键模块主要是主轴回转系统、导轨、在线测量、机床的隔振、温度控制和驱动机构等模块。

4.机床传动系统传统的传动方法是滚珠丝杠传动，超精密加工机床一般用C0级滚珠丝杠，利用闭环控制，目前最高可达到0.01μm的定位精度。利用滚珠丝杠的微小弹性变形原理，也可实现纳米分辨率的进给。但在进行非球面等轮廓曲线跟踪时，滚珠丝杠的精度及其在运动中的微小振动都对系统的静态特性与动态特性产生影响。摩擦驱动可以实现无反向间隙传动，由于结构上比较简单，因而弹性变形因素大为减少，所以一直被认为是一种非常适合超精密加工的传动系统。

5.微进给机构微进给机构在超精密加工领域获得广泛应用，它一般被用来微进给或作补偿工具。压电陶瓷材料具有较好的微位移特性和可控制性。以压电陶瓷为驱动器的基于弹性铰链支撑的微位移机构在目前来说使用最为广泛。

6.温度控制对于100mm长的铁系金属零件，温度变化1℃，工件热变形量为1.6um，所以要达到0.01um级的加工精度，我们希望温度变化控制在0.01以下。这种温度控制实现起来很困难，因此似乎应该寻求性能更优越的材料，这种材料应有更小的热变形系数和弹性变形系数。最近由各种金属、无机材料和有机材料组合而成的复合材料正成为注目的热点，这方面的研究将会得到更多的重视。