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外文翻译--高精度自动组合机床设计 中文版.doc

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外文翻译--高精度自动组合机床设计 中文版.doc

2高精度自动组合机床设计R.吙宁和M.沃尔特Precitech公司,基恩,美国新罕布什尔03431范晨寅译关键词超精密加工,自由曲面光学器件,金刚石铣刀,模块化1摘要全自动超精密组合机床3000已经被开发出来,以满足需要一个综合的可负担得起的多轴机床的能力,铣削,磨削和超精密车削表面。需要普遍超精密组合机床的开发来满足磨铣形光学透镜阵列的要求,沟槽模式和金刚石车削。本文论述了设计全新的全自动的®3000组合机床的有利的高新技术。最后评价机器配置并测定精度,刚度和模块化。超精密组合机床的内容已被大大改良,以适应新的配置。有限元件模型,用于评估静态和动态性能的机器部件。稳态热分析的机器已编制,该地区出现的热误差减少。散热环境被大大改良并保持机床的温度稳定,以小于±0.05ç(0.1°F)。切削试验显示,该组合机器适合铣削三维形式,金刚石车削轴对称零件及磨洪水冷却环境。2前言组合机床多轴箱通常采用一根动力轴带动多根主轴的工作方式,由于各传动轴必须在有限的箱体空间内得到适宜的分布位置并避免干涉,且各轴的设计又必须保证其转速、转向、强度和刚度,因此多轴箱设计难度大、周期长1,往往成为组合机床设计的瓶颈,改变这一局面的措施是采用计算机辅助模块化设计。模块化设计是一种标准化、组合化设计,它不是面向某一具体产品,而是面向某一类产品系统以至有相似功能的相邻产品系统,它不必对每种产品施以单独设计,而是精心设计出多种模块,用巧妙、灵活而多变的方式组合出多样化的产品2。为此,我们开发了支持模块化设计的组合机床CAD系统3,将CAD技术和模块化设计方法用于组合机床多轴箱的设计,不仅可以缩短多轴箱的设计和制造周期,降低成本,而且有助于保证多轴箱的质量,增强企业的竞争能力。3配置3各部分移动要素之间的联系,通过私服系统或服务回路如果产生我们不需要的阻力和错误的动力,那么密封片加工废弃物必须通过使用非接触式推送到相应位置。服务循环必须细腻以便让电缆的数量减少到最低限度时,任何时候都必须如此。最后,电缆必须以捆绑的方式,以提供一个中立的轴以便仍然平行于整个滑动的过程。对一些机器的配置评估的标准如下水冷却液兼容性,在相同的地方,比较容易建立次系统,能够让单点的金刚石反转过来,有技术能力的金刚石元件装置,和模块化生产并存。这是共同思考的机器配置在常规方式下运行,然而,这可能导致的超精密设计了错误的道路。超精密机床的设计的根本是,移动之间的相对运动有利于要素流动的电性和自由的联系。流体电性提供了一个平均的影响值,这反过来又产生直线和真正意义上的相位移动并超过单个元素。图1自由®3000组合机床去除外盖显示图要产生三个轴的各方向运动,至少有一个轴必须安装到另一台。但是,如果以滑行方式移动将造成的大范围位移,然后我们会发现的是预期的精度的结果将直线下滑。自由®3000组合机床的设计与150毫米垂直滑动安装到350mm的横向滑动和三分之一250毫米横向滑动架正交其他两个滑动制作的最4后轴的总向量运动。在概念阶段的自由®3000,这是确定一个非接触式舱壁的设计将单独的切削过程的组合滑轨分离出来,提供隔离的水冷却系统。该全自动®3000组合机床是基于模块化设计。机床自动化设计,石油静水中的滑动量,电器及气动柜的目的为共同的一个共同的目的但又是三个独立的形式的机床,Nanoform®350,Nanoform®700和全自动®3000。共同的模块化设计有利于规模经济的组成部分并有利于提高能力和建立机器部件的水平,然后迅速作出反应,满足客户的需求。4机械零件所有这三个线性滑轨都是利用石油静压垫,在供应压力为250磅,和直线电机生产超精密轮廓和定位。静压框中键入滑动的方式,选择在每个轴的刚度和能够提供连续下滑的过程。高刚度纵向滑动开发挂载到横轴通过角支架。重点垂直于滑盖,设计中以降低移动质量为前提,这将使伺服带宽仍然很高。如果对一些制衡的设计概念进行评价并讨论它的能力,过程中产生的阻力,是不影响的,整个设计方便又便宜。选定一个反平衡空气活塞,因为它不会有助于产生大量的惰性气体。其他无摩擦设计,如电缆质量制衡一倍移动的质量,并创造了第二次谐波。最后,空气活塞抗衡将方便和廉价的实施。标准的商用缸最初使用的是额定摩擦力相当于12%的载荷。在执行气瓶的垂直滑动,结果发现,摩擦产生了不良的滑动错误。经过一些努力,我们减少了摩擦导致设计并不影响非接触空气活塞。图2的Frictionless空气活塞反平衡为了避免错误,扭转滞后,设计采用提供恒压空气活塞。该系统包括一个精确调节,保持恒定的压力,出液阀。该流液阀允许超过10倍的数量最多流离失所的遍历率,必须用尽环境如(图3)。不断的非扭转流量通过该系统减少了变化阻力作为功能的滑动过程的方向和发展。5新一代的透镜和反射镜组成的部分是自由曲面的形状,即没有轴的改革,但也不是一个表面形状就可以说明的,可确定的是地图点,一个方程,或计算机模型代表的固态形式。自由的组成部分需要部分削减高达数天的热稳定和完整测试。该全自动®3000需要热量和温度控制器产生的环境ç±0.05°(0.1°F)(图3)。关键的要素,如机床主轴冒口类似于飞行装置轮制造,低膨胀系数的镍基合金。图310小时机器温度稳定性图加上金刚石刀架装上铣主轴冒口(图5)和一个主轴上安装的水平下滑,在自动®3000组合机床中可以配置成为车床。持有人的工具的设计进行了评估利用有限元分析的刚度和模态。基准线设计参数来自已知的金刚石车削机床的刚度大于15000万磅/并在和第一振动大于700赫兹。几个反复,需要检查出示的刀柄,符合这些标准,并仍然保持了小型移动质量。(图4)。图4刀柄的金刚石车削

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