超精密切削加工

我厂是航空航天部惯性仪表生产厂之一。惯性仪表零、组件的结构特点是尺寸小(小到几十微米),精度高(尺寸精度为微米级,形状精度为亚微米级),表面粗糙度小(Ra0.04,即12),形状结构复杂,且薄壁,因此加工难度大。它需要有先进的工艺方法,相当精度的设备,理想的刀具,准确的测量仪表,良好的加工环境和相应的工艺控制水平来保证。目前,这些零件的加工,我厂主要是依靠精化机床和采用金刚石刀具来实现的,加工精度也还是靠操作师傅的经验来保证。现就有关方面作一介绍。     

超精密切削加工技术

我厂是航空航天部惯性仪表研制生产厂之一。惯性仪表零、组件的结构特点是尺寸小,小到几十微米,精度高,尺寸精度为微米级,形状精度为亚微米级,表面粗糙度低,为Rα0.025,形状结构复杂,包括薄壁。这些特点决定了加工难度大。它需要有先进的工艺方法,相当精密的设备,理想的刀具,准确的测量仪器仪表,良好的加工环境和相应的工艺控制水平。     

超精密切削时刀具切削刃的作用机理分析

分析了金刚石刀具切削刃的切削作用、脆性材料超精密切削时切屑形成机理；对金刚石刀具切削刃钝圆半径、切削厚度、切削角三者之间的关系进行了描述。结果表明：脆性材料可以实现塑性域超精密切削加工；控制切削参数可以加工出满足要求的表面粗糙度和表面波纹度，为生产实际提供可靠的工艺条件及技术参数。     

SPDT超精密切削时切削变形与切削力的研究

研究了超精密切削时，单晶金刚石刀具与工件间的摩擦系数、刀具锋锐度、切削厚度等对切削变形系数、切削力及加工表面质量的影响。作者认为在超精密切削时，要提烹加工表面质量，优选金刚石刀具的晶面方向、提高金刚石刀具的锋锐度是十分重要的，在超精密切削单晶材料时，工件晶面的选择也是十分重要的。     

综论超精密加工技术的发展

介绍超精密加工技术的发展,并展望其前景;阐述超精密切削加工及超精密砂轮磨削加工中的核心技术,对超精密加工技术的研发和创新有参考意义。     

金刚石刀具刀尖几何形状对超精密切削加工质量的影响

指出超精密切削实际上是刀具刀尖部分与工件的相互作用,分析了金刚石刀具刀尖几何形状和切削刃的锋利度对超精密切削加工质量的影响。认为正确地选择刀尖部分几何形状和修光刃钝圆半径是获得高质量加工表面的有力保证。     

切削深度对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式 ,建立了热耦合的平面应变正交切削有限元仿真模型。采用通用的商业非线性有限元软件 ,对无氧铜超精密切削加工过程进行了仿真 ,研究超精密切削过程中切削深度对切削力、残余应力、等效应力、等效应变和切削温度的影响。通过对超精密切削有限元仿真结果的分析 ,可以优选出合理的切削参数。     

超精密切削面临的课题

文章对在光学,电子和机床械元器件的加工达到微米或亚微米级型面精度及纳米级表面粗糙度的超精密切削技术进行了综述。讨论了机床,测量及控制,刀具及其它相关技术,对于切屑的去除过程与微切削相关的现象进行了物理特性的讨论分析。     

非球面镜超精密加工系统控制软件的研究

针对非球面镜超精密加工的需要,设计了基于工控PC机和Windows2000操作系统、选用VB作为开发工具及远程传输技术,实现非球面镜超精密加工、加工误差补偿及远程数据传输等多项功能的软件控制系统.系统采用模块化设计技术,可实现初加工,补偿加工和精密测量之间数据的自动转化,满足了超精密非球面镜加工精度的要求.     

非球面超精密加工自动编程技术研究

讨论了非球面超精密加工自动编程技术中的数控插补、刀具半径补偿、工艺参数选择及编程误差分析等问题.结合研究的成果,完成了对旋转椭球面和旋转抛物面等非球面工件的加工工艺实验.     

大型数控机床精度检测的探讨

介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的精度要求及传统检测方法,并介绍先进检测方法和检测仪器、工具,以及大型数控机床检测的特点。     

国产数控机床在航空制造业中的应用分析

航空工业是高技术发展中比较主要的一个领域,同时也是世界高新技术产业的主要竞争点,各国都将航空工业当作高新技术发展中的支柱型产业.我国同样如此,将航空工业当作重点发展的领域,这也给国家航空工业与航空制造技术的发展创造了一定的机遇.怎样促进国产数控机床在飞机结构件制造中的应用,对于国家装备制造业的产业结构调整具有十分重要的...     

基于有限元法分析超精密切削中的摩擦问题

基于更新的拉格朗日公式,建立了热-机械耦合的平面应变大变形正交切削模型.根据此模型,对金刚石车削过程中的摩擦问题进行了仿真研究.对两种摩擦模型仿真所得的切削力与实验数据进行了比较,验证了前刀面上的摩擦状态应是粘结-滑移摩擦同时存在,并研究了刀具摩擦系数各向异性对超精密切削中切屑变形、切削力、剪切角的影响.     

Smooth, low scatter metal optics by repeated machining on a ‘no growth’ machine

Specifications mastered well today for metal optical components up to some 10 cm diameter include figure and slope. Diamond-machined optical function surfaces also require a minimum incident light scatter and maximum specular reflectance equalling that of the bulk material. This relates to microfinish, which is less well mastered in micromachining.

We report recent results in the state of the art of diamond machining metal surfaces. We expect that today's physical and economic limit can be pushed further by a special machining process reducing roughness, based upon repeated machining relying on a ‘no growth’ machine. In this method the tool is exposed to the full range of cutting depths between the preset maximum down to ‘zero’, or rather to a limit about which we intend to learn much more. In situ tool inspection is essential to predict results.

The method was presented at Laser 83 and we now present recent results. The process of repeated machining concentrates on flats and spheres.     

机床床身模拟件的弯曲刚度对其热态几何精度影响规律的应用研究

针对弯曲刚度大小不等的两种床身模拟件,采用与环境温度变化或摩擦热作用相似的热源对其进行热态模拟,讨论了在稳定热源下的三维传热特性.并利用有限元程序计算出同一热源在放出热能不同情况下模拟件的温度场分布.与实验测得的温度场对比结果表明,二者基本吻合.热变形实验结果表明,在相同的温差情况下,刚度较小的床身模拟件的热态几何精度明显优于刚度较大的床身模拟件的热态几何精度.因而,从改善机床床身的结构出发,本文创造性地提出的通过适当降低床身模拟件的弯曲刚度,并解除其它部件对床身模拟件变形的束缚,使其床身模拟件的重力变形能自动地补偿环境温度变化或床身与工作台之间摩擦等热源引起的热变形的这一原理.该原理为基本消除大型精密机床的热变形提供了一种新方法.     

数控机床与基础制造装备领域技术预测若干问题探析

通过借鉴国内外技术预测发展经验,结合数控机床和基础制造装备领域的特点,选择适合的以德尔菲为主的技术预测方法,构建数控机床与基础制造装备领域技术预测模型,并对技术预测过程中备选技术清单、调查指标体系、调查结果统计等重点问题进行分析。     

农机制造业中数控机床的应用

介绍我国农业机械制造业的现状以及发展趋势,随着农机设计水平不断提高,对零件的加工精度和外形要求越来越高,使得数控机床在农业机械制造中应用越来越广泛。     

超精密外圆磨床双回转顶尖结构分析

利用Comm125超精密外圆磨床作为平台,进行双回转顶尖结构磨削的分析。这种结构保证了加工工件顶尖孔不用进行特别的修整(传统磨床工件顶尖孔要精修),只要保证头架及尾架两个顶尖与工件接触良好即可,并结合对工件的加工试验来加以验证。