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山东省高唐县鑫凯精密机械有限公司  
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公司新闻
国外精密和超精密加工机床技术现状
2018-09-05IP属地 火星27
发展超精密机床是 发展超精密加工的极重要内容,各发达国家都发展了多种超精密机床。超精密机床也向着高精度、多功能和高效专用方向发展。
  1、美国生产的超精密加工机床
  美国是 开展超精密加工技术研究最 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技术”或“微英寸技术”(1微英寸=0.025μm),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、载人飞船用球面非 球面大型零件等。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型,该机床可加工最 大零件φ2100mm、重量4500kg的激光核聚变用各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜(包括X光天体望远镜)等。该机床的加工精度形状误差可达到28nm(半径),圆度和平面度为12.5nm,加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该实验室1984年研制的LODTM大型金刚石可加工直径为2.1m,重为4.5t的工件。采用高压液体静压导轨,在1.07m对.12m范围内直线度误差<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<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,推力可达1360N,运动分辨率达0.005μm。
  美国Moore公司2000年生产的五轴联动500FG超精密机床不仅可以加工精密回转体非 球曲面,还可加工精密自由曲面。该机床空气轴承主轴转速20~2000r/min,主轴回转误差≤0.025μm。液体静压导轨由无刷直线电机驱动,直线度误差≤0.025μm/300mm,定位精度0.3μm。
  2、英国生产的超精密加工机床
  在超精密加工技术领域,英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,它是 当今世界上精密工程的研究中心之一,是 英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre(纳米加工中心)既可进行超精密车削,又带有磨头,也可进行超精密磨削,加工工件的形状精度可达0.1μm,表面粗糙度Ra<10nm。
  英国Cranfield精加工中心于1991年研制成功的OAGM-2500(工作台面积2500mm*2500mm)多功能三座标联动数控磨床,可加工(磨削、车削)和测量精密自由曲面,并且该机床采用加工件拼合方法,加工成功天文望远镜中直径7.5m的大型反射镜。
  3、日本生产的超精密加工机床
  日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚,但却是 当今世界上超精密加工技术发展最 快的国家。日本的研究重点不同于美国,前者是 以民品应用为主要对象.后者则是 以发展国防尖 端技术为主要目标。因此,日本在用于声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,是 更加先进和具有优 势的,甚至超过了美国。
  20世纪80年代,超精密车削加工技术在美国、英国及日本等国发展较快,可加工铝、铜合金的镜面。但随着机床工业的发展,对大理石平台床身、导轨、立柱等大中型结构件的精度的要求不断提高,仅靠手工研磨己不能适应生产发展的需要。例如三坐标测量机的横梁,陶瓷工件的加工直线性要求1μm/1800mm;半导体制造方面也要求0.5~1μm/500mm*500mm这样高的精度,在这种情况下,日本住友重机械公司历经6年于1985年研制成功的KSX-815超精密平面磨床获得日刊工业新闻社选定的1991年“十大新产品奖”。
  用该磨床磨削1500mm的工件,直线度达到0.9μm。磨削500mm*500mm的平板,其平面度达到1μm。
  西铁成公司的SG-530型NC超精密平面磨床为了尽可能地提高精度,消除了磨擦、间隙等非 线性因素,采用静压 轴承。为控制由于热引起的机床变形,采用了对称两支承门型结构以及两端支承主轴结构。
  用此磨床加工500mm*300mm的平板,用自动准直仪测量其平面度为0.6μm;加工用于激光打印机的透镜(复曲面,即XZ断面和YZ断面具有不同的曲率半径),其形状精度可达0.63μm。
  4、德国、瑞士等生产的超精密加工机床
  德国JUNG公司是 国际上知名度较高的平面磨床生产厂,有40余年的历史,该公司的平面和成型磨床以精度高、使用寿命长而著称。JUNG公司的主要平磨产品均采用立柱升降式,外形小巧,磨削精度高。工作台纵向运动一般都设两套运动装置,往复运动由液压驱动,缓进给成型磨削采用机电传动。JUNG公司平面磨床基型有JF415(400mm*150mm),JF520(500mm*200mm)、JF625(600*250mm)等。其中水平较高的是 JF520CNC-B型四坐标数控平面和成型磨床。该设备采用高精度连续轨迹控制以及图形辅助操作,控制系统以西门子SINUMERIK810为基础,配用JUNG公司开发的专用软件。JP系列是 JUNG公司最 新产品,该系列机床一反JUNG公司的传统结构,首 次采用了龙门式框架结构,可以满足大尺寸工件和新型工程材料的磨削加工需要。
  瑞士DIXI公司以生产卧式坐标镗床闻名于世,现在该厂生产的高精度镗床DHP40己加上多轴数控系统成为加工中心,同时为使用高速切削,己将主轴最 高转速提高到24000r/min。瑞士MIKROM公司的高速精密五轴加工中心,它的主轴最 高转速为42000r/min,定位精度达到5μm,己达到过去坐标镗床的精度。
  高唐县鑫凯精密机械有限公司http://www.xinkaijingmi.com)专业从事大理石构件定做,系花岗石异型加工和精密加工的专业制造商,公司多年来一直从事大理石平板济南青大理石量具的设计和生产,产品广泛应用于电站、冶金、机械、化工等生产领域。