超精密切削加工分析课件

1、超精密切削加工分析超精密切削加工分析目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技术5超精密切削简介1目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技1.1 超精密切削加工简介1.1 超精密切削加工简介20世纪50年代至80 年代为技术开创期； 20世纪50年代末，出于航天、国防等尖端技术发展的需要，美国率先发展了超精密加工技术，开发了金刚石刀具超精密切削单点金刚石切削技术（SPDT），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。从1966年起，美国Union Carbide公司、荷兰Philips公司和美国Lawrence Livermor

2、e Laboratories陆续推出各自的超精密金刚石车床，但其应用限于少数大公司与研究单位的试验研究，并以国防用途或科学研究用途的产品加工为主。1.2 超精密切削加工发展的三个阶段20世纪50年代至80 年代为技术开创期；1.2 超精密切削20世纪80年代至90年代为民间工业应用初期； 20世纪80年代，美国政府推动数家民间公司如Moore Special Tool和Pneumo Precision公司开始超精密加工设备的商品化，而日本数家公司也陆续推出产品，但这些设备开始面向一般民间工业光学组件。20世纪80年代末，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

3、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，实现了大型零件的微尺寸超精密加工。美国LLDL国家实验室研制出的大型光学金刚石车床LODTM成为超精密加工史上的经典之作。20世纪80年代至90年代为民间工业应用初期；20世纪90年代至今为民间工业应用成熟期； 从1990年起，由于汽车、能源、医疗器材、信息、光电和通信等产业的蓬勃发展，超精密加工的需求急剧增加，在工业界的应用包括非球面光学镜片、超精密模具、磁盘驱动器磁头、半导体晶片切割等。在这一时期，超精密加工设备的相关技术如控制器、激光干涉仪等也逐渐成熟，许多公司纷纷推出量产型设备。20世纪90年代至今为民间工业应用成熟期；目录超精

4、密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技术5超精密切削简介1目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技2022/9/102.1 超精密切削加工刀具2022/9/42.1 超精密切削加工刀具2022/9/102.2 超精密切削加工对刀具的要求极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量；刃口能磨得极其锋利，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度；刀刃无缺陷，切削时刃形将复制在被加工表面上，从而得到超光滑的镜面；与工件材料的抗粘性好、化学亲和性小、摩擦系数低，以得到极好的加工表面完整性；不可替代的超精密切削刀具材料：单晶金刚石。2022/9/42.2 超精密切削加工对刀具的要

5、求极高的硬度目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技术5超精密切削简介1目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技2022/9/103.1 国外超精密切削加工机床2022/9/43.1 国外超精密切削加工机床2022/9/102022/9/42022/9/10美国LLNL实验室研制的LODTM车床2022/9/4美国LLNL实验室研制的LODTM车床2022/9/102022/9/42022/9/10非球面复合加工系统2022/9/4非球面复合加工系统2022/9/102022/9/42022/9/102022/9/42022/9/102022/9/420

6、22/9/103.2 国内超精密切削加工机床2022/9/43.2 国内超精密切削加工机床目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技术5超精密切削简介1目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技2022/9/104.1 误差补偿介绍 误差补偿：在机械加工中出现的误差采用修正、抵消、均化、“钝化”等措施使误差减小。侠义的角度：误差补偿是对一尺寸、形状、位置差值的补足。2022/9/44.1 误差补偿介绍 误差补偿：在机械2022/9/104.2 误差补偿的类型实时与非实时误差补偿：加工过程中，实时进行误差检测，并紧接着进行误差补偿，不仅可以补偿系统误差，且可以

7、补偿随机误差；非实时误差补偿只能补偿系统误差。软件与硬件误差补偿：通过计算机对所建立的数学模型进行运算后，发出运动指令，由数控随动系统完成误差补偿动作。软件与硬件补偿的区分是看补偿信息是由软件还是硬件产生。2022/9/44.2 误差补偿的类型实时与非实时误差补偿：2022/9/10单项与综合误差补偿：综合误差补偿是同时补偿几项误差，比单项误差补偿要复杂，但效率高、效果好。单维语多维误差补偿：多维误差补偿是在多坐标上进行误差补偿，难度和工作量都比较大，是近几年来发展起来的误差补偿技术。2022/9/4单项与综合误差补偿：综合误差补偿是同时补偿几2022/9/104.3 误差补偿的过程反复检测出

8、现的误差并分析，找出规律，找出影响误差的主要因素，确定误差项目；进行误差信号的处理，去除干扰信号，分离不需要的误差信号，找出工件加工误差与在补偿点的补偿量之间的关系，建立相应的数学模型；选择或设计合适的误差补偿控制系统和执行机构，以便在补偿点实现补偿运动；验证误差补偿的效果，进行必要的调试，保证达到预期要求。2022/9/44.3 误差补偿的过程反复检测出现的误差并分2022/9/104.4 误差补偿的组成误差信号的检测；误差信号的处理；误差信号的建模；补偿控制；补偿执行机构。2022/9/44.4 误差补偿的组成误差信号的检测；目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技术5超精密切削简介1目录超精密切削刀具2超精密切削机床3误差补偿技术4精密测量技2022/9/105.1 精密测量的支撑环境空气环境洁净度、气流速度、压力、有害气体等；热环境温度、湿度、表面热辐射等；振动环境频率、加速度、位移、微振动等；声环境噪声、频率、声压等；光环境照度、眩光、色彩等；静电环境微电量、电磁波、放射线等。2022/9/45.1 精密测量的支撑环境空气环境洁净