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超密加 工设备的发展与展望
发布日期:2018-02-09  |  加入收藏  |  关注度:208  |  返回列表
超密加 工设备的发展与展望 纵观国内外 40 多年超精密机床 发展史,可以总结出两大特点:一是 大学和 研究所保持着对超精密机床 研究的持续热情,对高技术进行超前 研究,对超精 密机床产业化和商品化 起着推动的作用;二是超精密机床 的模块化、系统化 是其进入市场的重要技术手段。 美国是 开展超精密加工技术研 究早的国家,也是迄今处于世界领 先地位的国家。早在 20 世纪 50 年代末,由于航 天等尖端技术发展的需 要,美国首 先发展了金刚石刀具的超 精密切削技术,称为SPDT(Single Point Diamond Turning)技术, 并 发展了 相应的空气轴承主轴的超精 密机床,用于加 工激光核聚变反射 镜、战术导 弹及载人飞船用球面非球 面大型零件等。 20 世 纪 80 年 代,美国Union Carbide 公司、Moore公司和美国 空军兵 器研究所制定了一个以形状 精 度 为 0.1μm、直 径 为 800mm 的 大型球 面光学零件超精密加工为 目标的 超精密机床研究计划—— POMA(Point One Micrometer Accuracy) 计划,这是一个里程碑式 的研究计划。 20 世纪 80 年代中后期,美国通 过能源部“激光核聚变项目”和陆、 海、空三军“先进制造技术开发计 划”,对超精 密金刚石切削机床的开 发研究,投入了 巨额资金和大量人 力,实现了 大型零件的超精密加工。 如美国劳伦斯 · 利弗莫尔国家实验 室1984年研制 出一台大型光学金 刚石车床 (Large Optics Diamond Turning Machine,LODTM),至今 仍代表 了超精密加工设备的高水 平,该机床可加工直径为 2.1m,重为 4.5t 的工件。采用高 压液体静压导轨,在 1.07m×1.12m 范围内直线度 误差小于 0.025μm( 在每个溜板上 装有标准平尺,通过测量和修正来达 到 ),位移误差不超过 0.013μm( 用 氦屏蔽 的激光干涉仪来测量和反馈 控制达到 ),主轴溜 板运动偏摆小于 0.057″(通过两 路激光干涉仪测量, 压电陶瓷修正来实现 )。激光测量系 统有单 独的花岗岩支架系统,不与机 床联结。油喷淋 冷却系统可将油温 控制在(20±0.0025)℃。采用摩擦 驱动,运动分辨率达0.005μm。 终可实 现加工大型光学零件直径达 1.4m,面形精度为0.025