超精密加工裝備及其關鍵部件課件

單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。超精密加工裝備及其關鍵部件主講：崔仲鳴21．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗糙度和加工變質(zhì)層等)2．加工機械的直線運動和回轉運動精度；3．加工機械的定位精度(包括夾具的定位精度)；4．加工機械、工具及工件的剛度；5．加工機械、工具、工件的振動；6．加工機械、工具、工件的熱變形；7．工具的尺寸及形狀精度；8．加工機械、工具、工件的磨損和磨傷；9．工具、工件的定位安裝精度；Io．工件在前道工序加丁中的尺J、形狀的決定加工精度主要因素3歡迎單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入

超精密加工裝備及其關鍵部件

主講：崔仲鳴

2超精密加工裝備及其關鍵部件主講：崔仲鳴21．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗糙度和加工變質(zhì)層等)2．加工機械的直線運動和回轉運動精度；3．加工機械的定位精度(包括夾具的定位精度)；4．加工機械、工具及工件的剛度；5．加工機械、工具、工件的振動；6．加工機械、工具、工件的熱變形；7．工具的尺寸及形狀精度；8．加工機械、工具、工件的磨損和磨傷；9．工具、工件的定位安裝精度；Io．工件在前道工序加丁中的尺J、形狀的決定加工精度主要因素31．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗11工件材質(zhì)及其物理、機械性能；12工件的形狀和尺寸13工件材料的不均勻性；14加工單位的大小(去陳、結合、變形，等)；15測量技術及數(shù)據(jù)處理(包括尺寸、形狀、粗糧度、性能的測試）16加工者的技術熟練程度；17加上環(huán)境的力、振動、熱．清潔程度411工件材質(zhì)及其物理、機械性能；4加工的人機系統(tǒng)5加工的人機系統(tǒng)5

(1)回轉主軸和回轉工作臺的精度必須滿足加工精度的要求，而且要具有與加工條件相適應的足夠的剛度；(2)直線導軌應具有與加工精度相適應的直線進給精度，而且不產(chǎn)生爬行及微小的振動；(3)進給機構要滿足加工精度的要求，而且進給平穩(wěn)、均勻、沒有振動，

超精密加工裝備及其關鍵部件6(1)回轉主軸和回轉工作臺的精度必須滿足加工精度的要求，而精密主軸部件

精密主軸部件是超精密機床保證加工精度的核心主軸要求達到極高的回轉精改，轉動平穩(wěn)，無振動．其關鍵在于所用的精密軸承。(1)靜態(tài)和動態(tài)回轉精度高，振擺??；(2)主軸的精度壽命長；(3)主軸本身及驅動系統(tǒng)術不產(chǎn)生振動，或振動極小，而且震動的衰減特性好；(4)應具有與使用條件相匹配的、足夠大的剛度和負荷容量；(5)發(fā)熱少而且熱平衡的性能好(6)維護、保養(yǎng)方便。7精密主軸部件精密主軸部件是超精密機床保證加工精度的核心主滾動軸承優(yōu)點標準化，有互換性容易購置滾動軸承的內(nèi)圈與外圈通過鋼球或滾柱相接觸缺點接觸振動袁減性能降低精度壽命難以保證8滾動軸承優(yōu)點標準化，有互換性容易購置滾動軸承的內(nèi)圈與外圈通過液體靜壓軸承主軸精密/超精密加工設備精密主軸部件液體靜壓軸承回轉精度很高(精度0.1mm)轉動平穩(wěn)．無振動，有較高的剛度和回轉精度液體靜壓軸承壓力油通過節(jié)流閥進入軸承偶合面間的油腔。使軸在軸套內(nèi)懸俘，不產(chǎn)生固體摩擦當軸受力偏歪時．偶合面間泄油的間隙改變，造成相對油腔的油壓不等，壓力差將推動軸回向原來的中心位置；9液體靜壓軸承主軸精密/超精密加工設備精密主軸部件液體靜壓軸承1010

1)液壓油溫度升高、在不同轉速時溫度升高值不等。溫度升高將造成熱變形，影響軸的精度。2)靜壓油回油時將空氣帶人油池．形成微小氣泡懸浮在油中．不易徘出．因此將降低液體靜壓軸承的剛度和動特性。液體靜壓軸承的缺點111)液壓油溫度升高、在不同轉速時溫度升高值不等。溫度升高將

2)靜壓軸承用油經(jīng)過溫度控制，使其達到恒溫，減少軸承的溫升3）軸承用恒溫水冷卻．減小軸承的溫升，1）提高靜壓油的壓力。使油中微小氣泡的影響減小，提高靜壓軸承的剛度改進方向122)靜壓軸承用油經(jīng)過溫度控制，使其達到恒溫，減少軸承的溫升空氣靜壓軸承主軸特點

空氣靜壓軸承有很高的回轉精度．在高速轉動時溫升小，因此造成的熱變形誤差很小．空氣軸承的主要問題是剛度低．只能承受較小的載荷。適于超精密切削時切削力小，空氣軸承能滿足要求，故在超精密機床中得到廣泛的應用。13空氣靜壓軸承主軸特點空氣靜壓軸承有很高的回轉精度．在高速轉1414

結構空氣靜壓軸承的工作原理和液體靜壓軸承類似、軸由壓力空氣浮在鈾套內(nèi)。軸的中心位置由相對面的靜壓空氣壓力差維持空氣靜壓軸承主軸15結構空氣靜壓軸承的工作原理和液體靜壓軸承類似、軸由壓力空氣雙半球空氣軸承主軸16雙半球空氣軸承主軸16前部用球形后部用圓柱徑向空氣軸承的主軸17前部用球形后部用圓柱徑向空氣軸承的主軸17

1）回轉精度高。軸四周的氣體壓力的均勻效果，可以比較容易達到亞微米級的回轉精度，而且可長時間保持精度：2)沒有振動。因為是完全空氣潤滑，在回轉過程中幾乎不產(chǎn)生振動。3)不發(fā)熱。熱變形而使精度降低的因素小4)經(jīng)久耐用。因沒有摩擦，無論是精度壽命還是軸承壽命都很高。5)可以高速回轉，工作在100000r／min也沒有問題，、6)摩擦阻力小。在低速時摩擦系數(shù)幾乎等于零，故驅動力小。7)因為不使用油，所以不會因密封和漏油而發(fā)生故障。8)可靠性高，維護、保養(yǎng)方便。只要氣源和供氣系統(tǒng)不出問題，就不會發(fā)生故障c空氣靜壓軸承主軸181）回轉精度高。軸四周的氣體壓力的均勻效果，可以比較容易達超精密機床主軸和軸承的材料1不易磨損

空氣軸承主軸，軸和軸套不接觸不會產(chǎn)生磨損。但不通氣時偶然會發(fā)生少量轉動要求主軸和軸套不咬住或磨損l多采用石墨作主氣軸承套，軸不易磨損。

2．不易生銹腐蝕空氣軸承工作時無潤滑劑。雖通入的壓縮空氣經(jīng)過去水，是干燥的，不致使軸承生銹腐蝕，但如軸承一段時間不工作，潮濕空氣會進入軸承內(nèi)，因此要求主軸和軸套材料不易生銹腐蝕。19超精密機床主軸和軸承的材料1不易磨損空氣軸承主軸，軸和

3．熱膨脹系數(shù)些小要減小溫升應采用熱膨脹系數(shù)小的材料制造主軸和軸套．并且主軸和軸套兩種的材料的熱膨脹系數(shù)應接近、免得空氣軸承內(nèi)的間隙變化超精密機床主軸和軸承的材料4．材料的穩(wěn)定性安好空氣軸承精度高，要避免制成后或使用中變形，需要進行穩(wěn)定比處理203．熱膨脹系數(shù)些小超精密機床主軸和軸承的材料4．材料的穩(wěn)定主軸的驅動方式1電動機通過帶傳動驅動2電動機通過柔性聯(lián)軸節(jié)驅動主軸3采用內(nèi)裝式同軸電動機驅動機床主軸21主軸的驅動方式1電動機通過帶傳動驅動2電動機通過柔性聯(lián)軸床身和精密導軌部件1優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵傳統(tǒng)的制造床身和導軌的材料．它的優(yōu)點是工藝性好。耐磨性好，熱膨脹系數(shù)低。對振動衰減能強．2花崗巖花崗巖比鑄鐵長期尺寸穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)低，對振動的衰減能力強，硬度高、耐磨并不會生銹。22床身和精密導軌部件1優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵傳統(tǒng)的制造床身和導軌的材料3人造花崗巖花崗巖碎粒用樹脂粘結而成，人造花崗巖具有優(yōu)良的性能．可鑄造成形．具有吸濕性低．并對振動的衰減能力加強233人造花崗巖花崗巖碎粒用樹脂粘結而成，人造花崗巖具有優(yōu)良的(1)運動應均勻、平穩(wěn)。不允許有停頓或爬行等不連續(xù)運動(2)直線運動精度高。運動的平行度誤差與角度誤差要?。?3)應具有與使用條件相匹配的足夠的剛度；(4)在運動過程個不產(chǎn)生振動；(5)定位精度及重復性精度高；床身和精密導軌部件精密導軌部件要求24(1)運動應均勻、平穩(wěn)。不允許有停頓或爬行等不連續(xù)運動床身和滾動導軌采用再循環(huán)圓柱滾動組件和再循環(huán)滾珠滾動組件。直線運動的精度可以達到mm級精度，摩擦系數(shù)0、002—0．003：1．直線滾動軸承滾柱帶保持架在導軌的偶合面間作直線滾動2．再循環(huán)滾柱滾動組件直線滾動軸承的工作長度受到軸承長度的限制。再循環(huán)滾動組件由于滾柱的再循環(huán)．它的工作行程長度可以無限．沒右任何限制。25滾動導軌采用再循環(huán)圓柱滾動組件和再循環(huán)滾珠滾動組件。直線運動再循環(huán)滾柱滾動組件26再循環(huán)滾柱滾動組件263再循環(huán)滾珠滾動組件、273再循環(huán)滾珠滾動組件、27直線導軌（產(chǎn)品）28直線導軌（產(chǎn)品）28液體靜壓導軌雙圓柱型液體靜壓導軌平面型液體靜壓導軌液體靜壓導軌剛度高，能承受大的載重，直線運動精度高，并且平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象29液體靜壓導軌雙圓柱型液體靜壓導軌平面型液體靜壓導軌液體靜壓導氣浮導軌和空氣靜壓導軌氣浮導軌和空氣靜壓導軌可以得到很高的直線運動精度，運功平穩(wěn)．無爬行，摩擦系數(shù)接近于零，小發(fā)熱．在超精密機床中得到較廣泛的應用。30氣浮導軌和空氣靜壓導軌氣浮導軌和空氣靜壓導軌可以得到很高的直氣浮導軌可以得到較很高的直線運動精度，導軌無爬行現(xiàn)象。摩擦系數(shù)接近于零31氣浮導軌可以得到較很高的直線運動精度，31空氣靜壓導軌有很高的剛度和運動精度32空氣靜壓導軌有很高的剛度和運動精度32超精密進給機構的條件(1)不干擾或降低導軟的直線世紀精度；(2)進給速度均勻，遲緒平穩(wěn)：(3)定位精度高；(4)可實現(xiàn)工作所需要的高速進結或微速坦給(5)精度壽命和使用壽命高；(6)維護、保養(yǎng)方便。進給驅動系統(tǒng)33超精密進給機構的條件(1)不干擾或降低導軟的直線世紀精度；進進給機構的種類與特性(1)滑動絲杠進給機構(2)滾動絲杠(3)液體靜壓絲杠(4)空氣靜壓絲杠(5)靜壓油缸進給機構(6)直流線性電機進給（7）磨擦驅動34進給機構的種類與特性(1)滑動絲杠進給機構(2)滾動絲杠(3絲杠的螺距誤差與積累誤差對進給速度的均勻性和定位精度有直接的影響。精度：螺距誤差：1mm累計螺距誤差2mm滑動絲杠進給機構35絲杠的螺距誤差與積累誤差對進給速度的均勻性和定位精度有直接的進給驅動系統(tǒng)精密數(shù)控系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動直流伺服電機或交流伺服電機進給系統(tǒng)的驅功元件高精密級的滾珠絲杠付對以做到相鄰螺距誤差0.5-1mm。36進給驅動系統(tǒng)精密數(shù)控系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動直流伺服電機或進給系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動滾動絲杠37滾珠絲桿副驅動滾動絲杠373838液體靜壓絲杠靜壓絲杠的原理與靜壓主軸的相同。39液體靜壓絲杠靜壓絲杠的原理與靜壓主軸的相同。39直線驅動進給系統(tǒng)40直線驅動進給系統(tǒng)40直線驅動進給系統(tǒng)（續(xù)）直線伺服電動機驅動的進給單元41直線驅動進給系統(tǒng)（續(xù)）直線伺服電動機驅動的進給單元41直線電動機進給驅動的主要優(yōu)點速度高，最大進給速度可達80—180m／min加速度大，加速度可高達2g—l0g定位精度高，高達0.1-0.01m行程不受限制。直線電動機的主要種類：直流直線電動機交流永磁（同步）直線電動機交流感應（異步）直線電動機42直線電動機進給驅動的主要優(yōu)點速度高，最大進給速度可達80—1直線電動機的基本結構直流直線電動機的基本結構交流永磁直線電動機的基本結構43直線電動機的基本結構直流直線電動機的基本結構交流永磁直線電動44441）精微進給和粗進給應分開2)運動部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定度的3）末級傳動元件必須有很高的剛度4)微量進給機構內(nèi)部聯(lián)接必須是可靠聯(lián)接5)工藝件好，容易制造。精密和超精密微位移機構應滿足下列設計要求451）精微進給和粗進給應分開2)運動部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定微量進給機構(1)磁致伸縮微量進給機構具有磁致伸縮效應的鐵、帖、鎳等合金，長度將隨磁場強度變化而變化，式中λ——材料的磁致伸縮系數(shù)46微量進給機構(1)磁致伸縮微量進給機構具有磁致伸縮效應的鐵、47474848(2)電致伸縮微量進給機構某些晶體如石英單晶鉑料及壓電陶瓷等的壓電效應來實現(xiàn)微量進給49(2)電致伸縮微量進給機構某些晶體如石英單晶鉑料及壓電陶瓷等(3)熱膨脹微量進給機構50(3)熱膨脹微量進給機構50(4)彈性變形微量進給機構51(4)彈性變形微量進給機構51超精密加工環(huán)境52超精密加工環(huán)境52超精密切削53超精密切削53超精密切削超精密切削加工主要是用高精度的機床和單晶金剛石刀具進行的加工用于加工鋁合金．無線銅．黃銅．非電解鎳等有色金屬和某些非金屬材料表面粗糙度Ra0.02---0.005mm精度＜0.01mm用于加工陀螺儀，激光反射鏡，天文望還鏡的反射鏡54超精密切削超精密切削加工主要是用高精度的機床和單晶金剛石刀具1被加工材料的性質(zhì)2、金剛石刀具3、加工用的機床4、加工條件、5加工環(huán)境6、測量影響金剛石精密切削加工的因素551被加工材料的性質(zhì)2超精密金剛石刀具切削的機理尺寸/mm10-910-810-710-610-510-410-310-210-11

切削加工范疇（切深）超微細切削領域細微切削領域普通切削領域趙精密切削加工與普通切削加工重要區(qū)別就是切削深度小一般都在微米之下。10-4以下的切削加工56超精密金剛石刀具切削的機理尺寸/mm10-910-8刀具切削模型57刀具切削模型575858被切削表面的彈性恢復刀尖的局部后退最小切削厚度59被切削表面的彈性恢復刀尖的局部后退最小切削厚度59切削表面形成的模型60切削表面形成的模型60影響形成表面的因素(1)切削刃的組糙度(2)切削刃的復映性(3)毛刺與加工變質(zhì)層61影響形成表面的因素61切屑深度對切削形態(tài)的影響62切屑深度對切削形態(tài)的影響62被切削材料與切屑形成狀態(tài)63被切削材料與切屑形成狀態(tài)63超精密切削加工用金剛石刀具超稿密切削用工具應具備的條件1．刀具刃口的鋒利性：刃口半徑越小被切削表面的彈性恢復量就越小，加工變質(zhì)層也越小。64超精密切削加工用金剛石刀具超稿密切削用工具應具備的條件1．刀2．切削刃的粗糙度工具的輪廓在被切削表面復映，切削刃的粗糙度決定切削表面的粗糙度普通刀具切削刃粗糙度為Ry0.3--5mm，而金剛石刀具的q切刃粗糙度為Ry0．1一0.2mm

3．刀具與被切削材料的親和性低4．刀具的切削刃強度高、耐磨損652．切削刃的粗糙度工具的輪廓在被切削表面復映，切削刃的粗糙度金剛石刀具對超精密切削的適應性1．金剛石的性能指標金剛石單位顯微硬度86—106KN/mm2莫氏硬度10----導熱系數(shù)142W/(m*k)熱膨脹系數(shù)0.9-1.4510-6/K研磨能力0.77--1日前在超精密切削中使用最多，效果最好的是天然單晶金剛石刀具。66金剛石刀具對超精密切削的適應性1．金剛石的性能指標金剛石單位2．金剛石刀具刃口的鋒利性金剛石刀具刃口的SEM照片672．金剛石刀具刃口的鋒利性金剛石刀具刃口的SEM照片673．金剛石刀具刃口的粗糙度金剛石刀具刃口683．金剛石刀具刃口的粗糙度金剛石刀具刃口684．金剛石刀具切削刃輪廓的復映性5．金剛石刀具的強度與耐缺損性能金剛石刀具的強度、耐缺損性能及耐磨損性能與金剛石的結晶的方位有關、6．金剛石刀具的熱化學性能金剛石刀具具有良好的熱特性694．金剛石刀具切削刃輪廓的復映性5．金剛石刀具的強度與耐缺損70707171□主軸回轉精度30nm

□反饋系統(tǒng)分辨率2.5nm

□控制系統(tǒng)分辨率5nm

□主軸轉速50-1500轉/分

□溜板直線性0.15μm/200mm

□行程XxZ=400mmx400mm

□最大加工件直徑￠800mm

□最大加工長度400mm主要技術參數(shù)：72□主軸回轉精度30nm主要技術參數(shù)：72項

目值

□主軸回轉精度30nm

□反饋系統(tǒng)分辨率2.5nm

□控制系統(tǒng)分辨率5nm

□主軸轉速50-1500轉/分

□溜板直線性0.15μm/200mm

□行程XxZ=400mmx400mm

□最大加工件直徑￠800mm

□最大加工長度400mm

□定位精度±0.2μm/400mm73項

目值

□主軸回轉精度30nm

□反饋系統(tǒng)機床特點：■采用超精密氣體靜壓主軸及回轉工作臺?！龀呔葰鈩涌ūP結構，保證批量加工的快速高精度定位?！隹杉庸じ呔惹蛎骁R，也可進行平面及圓柱表面的鏡面加工。■固定式多刀結構，換刀精確、快速?！鋈]環(huán)溜板結構，可精確檢測每把刀具及回轉臺中心位置?！鲋鬏S帶位置檢測，可加工螺紋。C軸可選。■主軸卡盤可更換，滿足多種工件加工?！龃采砑傲锇逄厥饨Y構設計，具有良好的精度保持及減振特性。機床特點：■采用超精密氣體靜壓主軸及回轉工作臺?！龀呔葰鈩涌ūP結構，保證批量加工的快速高精度定位?！隹杉庸じ呔惹蛎骁R，也可進行平面及圓柱表面的鏡面加工?！龉潭ㄊ蕉嗟督Y構，換刀精確、快速。74機床特點：機床特點：74謝謝觀看共同學習相互提高謝謝觀看共同學習相互提高單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。超精密加工裝備及其關鍵部件主講：崔仲鳴21．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗糙度和加工變質(zhì)層等)2．加工機械的直線運動和回轉運動精度；3．加工機械的定位精度(包括夾具的定位精度)；4．加工機械、工具及工件的剛度；5．加工機械、工具、工件的振動；6．加工機械、工具、工件的熱變形；7．工具的尺寸及形狀精度；8．加工機械、工具、工件的磨損和磨傷；9．工具、工件的定位安裝精度；Io．工件在前道工序加丁中的尺J、形狀的決定加工精度主要因素3歡迎單擊此處添加副標題內(nèi)容超精密加工裝備及其關鍵部件單擊此處輸入

超精密加工裝備及其關鍵部件

主講：崔仲鳴

77超精密加工裝備及其關鍵部件主講：崔仲鳴21．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗糙度和加工變質(zhì)層等)2．加工機械的直線運動和回轉運動精度；3．加工機械的定位精度(包括夾具的定位精度)；4．加工機械、工具及工件的剛度；5．加工機械、工具、工件的振動；6．加工機械、工具、工件的熱變形；7．工具的尺寸及形狀精度；8．加工機械、工具、工件的磨損和磨傷；9．工具、工件的定位安裝精度；Io．工件在前道工序加丁中的尺J、形狀的決定加工精度主要因素781．給定的精度指標(包括形位公差、尺寸精度表面粗11工件材質(zhì)及其物理、機械性能；12工件的形狀和尺寸13工件材料的不均勻性；14加工單位的大小(去陳、結合、變形，等)；15測量技術及數(shù)據(jù)處理(包括尺寸、形狀、粗糧度、性能的測試）16加工者的技術熟練程度；17加上環(huán)境的力、振動、熱．清潔程度7911工件材質(zhì)及其物理、機械性能；4加工的人機系統(tǒng)80加工的人機系統(tǒng)5

(1)回轉主軸和回轉工作臺的精度必須滿足加工精度的要求，而且要具有與加工條件相適應的足夠的剛度；(2)直線導軌應具有與加工精度相適應的直線進給精度，而且不產(chǎn)生爬行及微小的振動；(3)進給機構要滿足加工精度的要求，而且進給平穩(wěn)、均勻、沒有振動，

超精密加工裝備及其關鍵部件81(1)回轉主軸和回轉工作臺的精度必須滿足加工精度的要求，而精密主軸部件

精密主軸部件是超精密機床保證加工精度的核心主軸要求達到極高的回轉精改，轉動平穩(wěn)，無振動．其關鍵在于所用的精密軸承。(1)靜態(tài)和動態(tài)回轉精度高，振擺??；(2)主軸的精度壽命長；(3)主軸本身及驅動系統(tǒng)術不產(chǎn)生振動，或振動極小，而且震動的衰減特性好；(4)應具有與使用條件相匹配的、足夠大的剛度和負荷容量；(5)發(fā)熱少而且熱平衡的性能好(6)維護、保養(yǎng)方便。82精密主軸部件精密主軸部件是超精密機床保證加工精度的核心主滾動軸承優(yōu)點標準化，有互換性容易購置滾動軸承的內(nèi)圈與外圈通過鋼球或滾柱相接觸缺點接觸振動袁減性能降低精度壽命難以保證83滾動軸承優(yōu)點標準化，有互換性容易購置滾動軸承的內(nèi)圈與外圈通過液體靜壓軸承主軸精密/超精密加工設備精密主軸部件液體靜壓軸承回轉精度很高(精度0.1mm)轉動平穩(wěn)．無振動，有較高的剛度和回轉精度液體靜壓軸承壓力油通過節(jié)流閥進入軸承偶合面間的油腔。使軸在軸套內(nèi)懸俘，不產(chǎn)生固體摩擦當軸受力偏歪時．偶合面間泄油的間隙改變，造成相對油腔的油壓不等，壓力差將推動軸回向原來的中心位置；84液體靜壓軸承主軸精密/超精密加工設備精密主軸部件液體靜壓軸承8510

1)液壓油溫度升高、在不同轉速時溫度升高值不等。溫度升高將造成熱變形，影響軸的精度。2)靜壓油回油時將空氣帶人油池．形成微小氣泡懸浮在油中．不易徘出．因此將降低液體靜壓軸承的剛度和動特性。液體靜壓軸承的缺點861)液壓油溫度升高、在不同轉速時溫度升高值不等。溫度升高將

2)靜壓軸承用油經(jīng)過溫度控制，使其達到恒溫，減少軸承的溫升3）軸承用恒溫水冷卻．減小軸承的溫升，1）提高靜壓油的壓力。使油中微小氣泡的影響減小，提高靜壓軸承的剛度改進方向872)靜壓軸承用油經(jīng)過溫度控制，使其達到恒溫，減少軸承的溫升空氣靜壓軸承主軸特點

空氣靜壓軸承有很高的回轉精度．在高速轉動時溫升小，因此造成的熱變形誤差很?。諝廨S承的主要問題是剛度低．只能承受較小的載荷。適于超精密切削時切削力小，空氣軸承能滿足要求，故在超精密機床中得到廣泛的應用。88空氣靜壓軸承主軸特點空氣靜壓軸承有很高的回轉精度．在高速轉8914

結構空氣靜壓軸承的工作原理和液體靜壓軸承類似、軸由壓力空氣浮在鈾套內(nèi)。軸的中心位置由相對面的靜壓空氣壓力差維持空氣靜壓軸承主軸90結構空氣靜壓軸承的工作原理和液體靜壓軸承類似、軸由壓力空氣雙半球空氣軸承主軸91雙半球空氣軸承主軸16前部用球形后部用圓柱徑向空氣軸承的主軸92前部用球形后部用圓柱徑向空氣軸承的主軸17

1）回轉精度高。軸四周的氣體壓力的均勻效果，可以比較容易達到亞微米級的回轉精度，而且可長時間保持精度：2)沒有振動。因為是完全空氣潤滑，在回轉過程中幾乎不產(chǎn)生振動。3)不發(fā)熱。熱變形而使精度降低的因素小4)經(jīng)久耐用。因沒有摩擦，無論是精度壽命還是軸承壽命都很高。5)可以高速回轉，工作在100000r／min也沒有問題，、6)摩擦阻力小。在低速時摩擦系數(shù)幾乎等于零，故驅動力小。7)因為不使用油，所以不會因密封和漏油而發(fā)生故障。8)可靠性高，維護、保養(yǎng)方便。只要氣源和供氣系統(tǒng)不出問題，就不會發(fā)生故障c空氣靜壓軸承主軸931）回轉精度高。軸四周的氣體壓力的均勻效果，可以比較容易達超精密機床主軸和軸承的材料1不易磨損

空氣軸承主軸，軸和軸套不接觸不會產(chǎn)生磨損。但不通氣時偶然會發(fā)生少量轉動要求主軸和軸套不咬住或磨損l多采用石墨作主氣軸承套，軸不易磨損。

2．不易生銹腐蝕空氣軸承工作時無潤滑劑。雖通入的壓縮空氣經(jīng)過去水，是干燥的，不致使軸承生銹腐蝕，但如軸承一段時間不工作，潮濕空氣會進入軸承內(nèi)，因此要求主軸和軸套材料不易生銹腐蝕。94超精密機床主軸和軸承的材料1不易磨損空氣軸承主軸，軸和

3．熱膨脹系數(shù)些小要減小溫升應采用熱膨脹系數(shù)小的材料制造主軸和軸套．并且主軸和軸套兩種的材料的熱膨脹系數(shù)應接近、免得空氣軸承內(nèi)的間隙變化超精密機床主軸和軸承的材料4．材料的穩(wěn)定性安好空氣軸承精度高，要避免制成后或使用中變形，需要進行穩(wěn)定比處理953．熱膨脹系數(shù)些小超精密機床主軸和軸承的材料4．材料的穩(wěn)定主軸的驅動方式1電動機通過帶傳動驅動2電動機通過柔性聯(lián)軸節(jié)驅動主軸3采用內(nèi)裝式同軸電動機驅動機床主軸96主軸的驅動方式1電動機通過帶傳動驅動2電動機通過柔性聯(lián)軸床身和精密導軌部件1優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵傳統(tǒng)的制造床身和導軌的材料．它的優(yōu)點是工藝性好。耐磨性好，熱膨脹系數(shù)低。對振動衰減能強．2花崗巖花崗巖比鑄鐵長期尺寸穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)低，對振動的衰減能力強，硬度高、耐磨并不會生銹。97床身和精密導軌部件1優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵傳統(tǒng)的制造床身和導軌的材料3人造花崗巖花崗巖碎粒用樹脂粘結而成，人造花崗巖具有優(yōu)良的性能．可鑄造成形．具有吸濕性低．并對振動的衰減能力加強983人造花崗巖花崗巖碎粒用樹脂粘結而成，人造花崗巖具有優(yōu)良的(1)運動應均勻、平穩(wěn)。不允許有停頓或爬行等不連續(xù)運動(2)直線運動精度高。運動的平行度誤差與角度誤差要小；(3)應具有與使用條件相匹配的足夠的剛度；(4)在運動過程個不產(chǎn)生振動；(5)定位精度及重復性精度高；床身和精密導軌部件精密導軌部件要求99(1)運動應均勻、平穩(wěn)。不允許有停頓或爬行等不連續(xù)運動床身和滾動導軌采用再循環(huán)圓柱滾動組件和再循環(huán)滾珠滾動組件。直線運動的精度可以達到mm級精度，摩擦系數(shù)0、002—0．003：1．直線滾動軸承滾柱帶保持架在導軌的偶合面間作直線滾動2．再循環(huán)滾柱滾動組件直線滾動軸承的工作長度受到軸承長度的限制。再循環(huán)滾動組件由于滾柱的再循環(huán)．它的工作行程長度可以無限．沒右任何限制。100滾動導軌采用再循環(huán)圓柱滾動組件和再循環(huán)滾珠滾動組件。直線運動再循環(huán)滾柱滾動組件101再循環(huán)滾柱滾動組件263再循環(huán)滾珠滾動組件、1023再循環(huán)滾珠滾動組件、27直線導軌（產(chǎn)品）103直線導軌（產(chǎn)品）28液體靜壓導軌雙圓柱型液體靜壓導軌平面型液體靜壓導軌液體靜壓導軌剛度高，能承受大的載重，直線運動精度高，并且平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象104液體靜壓導軌雙圓柱型液體靜壓導軌平面型液體靜壓導軌液體靜壓導氣浮導軌和空氣靜壓導軌氣浮導軌和空氣靜壓導軌可以得到很高的直線運動精度，運功平穩(wěn)．無爬行，摩擦系數(shù)接近于零，小發(fā)熱．在超精密機床中得到較廣泛的應用。105氣浮導軌和空氣靜壓導軌氣浮導軌和空氣靜壓導軌可以得到很高的直氣浮導軌可以得到較很高的直線運動精度，導軌無爬行現(xiàn)象。摩擦系數(shù)接近于零106氣浮導軌可以得到較很高的直線運動精度，31空氣靜壓導軌有很高的剛度和運動精度107空氣靜壓導軌有很高的剛度和運動精度32超精密進給機構的條件(1)不干擾或降低導軟的直線世紀精度；(2)進給速度均勻，遲緒平穩(wěn)：(3)定位精度高；(4)可實現(xiàn)工作所需要的高速進結或微速坦給(5)精度壽命和使用壽命高；(6)維護、保養(yǎng)方便。進給驅動系統(tǒng)108超精密進給機構的條件(1)不干擾或降低導軟的直線世紀精度；進進給機構的種類與特性(1)滑動絲杠進給機構(2)滾動絲杠(3)液體靜壓絲杠(4)空氣靜壓絲杠(5)靜壓油缸進給機構(6)直流線性電機進給（7）磨擦驅動109進給機構的種類與特性(1)滑動絲杠進給機構(2)滾動絲杠(3絲杠的螺距誤差與積累誤差對進給速度的均勻性和定位精度有直接的影響。精度：螺距誤差：1mm累計螺距誤差2mm滑動絲杠進給機構110絲杠的螺距誤差與積累誤差對進給速度的均勻性和定位精度有直接的進給驅動系統(tǒng)精密數(shù)控系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動直流伺服電機或交流伺服電機進給系統(tǒng)的驅功元件高精密級的滾珠絲杠付對以做到相鄰螺距誤差0.5-1mm。111進給驅動系統(tǒng)精密數(shù)控系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動直流伺服電機或進給系統(tǒng)滾珠絲桿副驅動滾動絲杠112滾珠絲桿副驅動滾動絲杠3711338液體靜壓絲杠靜壓絲杠的原理與靜壓主軸的相同。114液體靜壓絲杠靜壓絲杠的原理與靜壓主軸的相同。39直線驅動進給系統(tǒng)115直線驅動進給系統(tǒng)40直線驅動進給系統(tǒng)（續(xù)）直線伺服電動機驅動的進給單元116直線驅動進給系統(tǒng)（續(xù)）直線伺服電動機驅動的進給單元41直線電動機進給驅動的主要優(yōu)點速度高，最大進給速度可達80—180m／min加速度大，加速度可高達2g—l0g定位精度高，高達0.1-0.01m行程不受限制。直線電動機的主要種類：直流直線電動機交流永磁（同步）直線電動機交流感應（異步）直線電動機117直線電動機進給驅動的主要優(yōu)點速度高，最大進給速度可達80—1直線電動機的基本結構直流直線電動機的基本結構交流永磁直線電動機的基本結構118直線電動機的基本結構直流直線電動機的基本結構交流永磁直線電動119441）精微進給和粗進給應分開2)運動部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定度的3）末級傳動元件必須有很高的剛度4)微量進給機構內(nèi)部聯(lián)接必須是可靠聯(lián)接5)工藝件好，容易制造。精密和超精密微位移機構應滿足下列設計要求1201）精微進給和粗進給應分開2)運動部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定微量進給機構(1)磁致伸縮微量進給機構具有磁致伸縮效應的鐵、帖、鎳等合金，長度將隨磁場強度變化而變化，式中λ——材料的磁致伸縮系數(shù)121微量進給機構(1)磁致伸縮微量進給機構具有磁致伸縮效應的鐵、1224712348(2)電致伸縮微量進給機構某些晶體如石英單晶鉑料及壓電陶瓷等的壓電效應來實現(xiàn)微量進給124(2)電致伸縮微量進給機構某些晶體如石英單晶鉑料及壓電陶瓷等(3)熱膨脹微量進給機構125(3)熱膨脹微量進給機構50(4)彈性變形微量進給機構126(4)彈性變形微量進給機構51超精密加工環(huán)境127超精密加工環(huán)境52超精密切削128超精密切削53超精密切削超精密切削加工主要是用高精度的機床和單晶金剛石刀具進行的加工用于加工鋁合金．無線銅．黃銅．非電解鎳等有色金屬和某些非金屬材料表面粗糙度Ra0.02---0.005mm精度＜0.01mm用于加工陀螺儀，激光反射鏡，天文望還鏡的反射鏡129超精密切削超精密切削加工主要是用高精度的機床和單晶金剛石刀具1被加工材料的性質(zhì)2、金剛石刀具3、加工用的機床4、加工條件、5加工環(huán)境6、測量影響金剛石精密切削加工的因素1301被加工材料的性質(zhì)2超精密金剛石刀具切削的機理尺寸/mm10-910-810-710-610-510-410-310-210-11

切削加工范疇（切深）超微細切削領域細微切削領域普通切削領域趙精密切削加工與普通切削加工重要區(qū)別就是切削深度小一般都在微米之下。10-4以下的切削加工131超精密金剛石刀具切削的機理尺寸/mm10-910-8刀具切削模型132刀具切削模型5713358被切削表面的彈性恢復刀尖的局部后退最小切削厚度134被切削表面的彈性恢復刀尖的局部后退最小切削厚度59切削表面形成的模型135切削表面形成的模型60影響形成表面的因素(1)切削刃的組糙度(2)切削刃的復映性(3)毛刺與加工變質(zhì)層136影響形成表面的因素61