超精密機(jī)床的研發(fā)和制造技術(shù)是一項(xiàng)前沿性的技術(shù),將引領(lǐng)機(jī)床的加工精度不斷向著人類未曾涉及的技術(shù)領(lǐng)域深入邁進(jìn)。超精密機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已拓展到我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面,并正在豐富和改變著我們的生活。當(dāng)我們滿眼于制造業(yè)繁雜的加工設(shè)備中,我們應(yīng)該知道有一類機(jī)床很少出現(xiàn)在行業(yè)展覽會中,但其卻是發(fā)達(dá)國家非常重視并且采取措施加以控制的機(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)國家精度技術(shù)的競爭力。

  超精密加工技術(shù)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常豐富。其中,關(guān)鍵前沿研究包括設(shè)計(jì)、運(yùn)動部件、測量分析、工藝技術(shù)、主機(jī)制造技術(shù)和機(jī)床應(yīng)用條件技術(shù)六方面內(nèi)容。領(lǐng)先的核心技術(shù)涵蓋:精密超精密主軸關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)、精密超精密直線運(yùn)動部件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)、高分辨率運(yùn)動驅(qū)動技術(shù)、機(jī)床關(guān)鍵零部件的加工工藝制造技術(shù)、部件抵御外部干擾的特性技術(shù)、高穩(wěn)定性快速直線運(yùn)動的結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)、多運(yùn)動軸機(jī)床的嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),以及針對目標(biāo)零件制造的機(jī)床集成制造技術(shù)等內(nèi)容。

  在機(jī)床的精度從微米級到納米級的發(fā)展歷程中,有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)無法回避,這三項(xiàng)技術(shù)也是納米精度機(jī)床的研究門檻。其中一項(xiàng)技術(shù)是無遲滯的軸承技術(shù),遲滯現(xiàn)象在機(jī)械系統(tǒng)中大量存在,遲滯現(xiàn)象不僅嚴(yán)重影響機(jī)床溜板的運(yùn)動定位精度和重復(fù)定位的精度,也影響運(yùn)動的高分辨率實(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。而靜壓軸承技術(shù)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)床中得到大量應(yīng)用。靜壓技術(shù)在過去的十年時(shí)間里取得了重大進(jìn)展,自補(bǔ)償?shù)姆答伡夹g(shù)更為成熟。以流量控制的節(jié)流技術(shù)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提高。

  而另二項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)分別是高分辨率驅(qū)動技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)中的微振動處理技術(shù)。納米級分辨率是近十幾年來超精密機(jī)床性能的特征體現(xiàn),運(yùn)動的影響因素很多。同時(shí),大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),10納米量級的振動信號存在于許多機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)中,對于機(jī)械靈敏度的執(zhí)行與測定造成干擾,這種振動被稱為微振動。對微振動的機(jī)理深入研究,并尋求解決途徑是超精密機(jī)床通往納米精度的必經(jīng)之路。

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