精密特种加工是先进制造技术的重要发展方向

分析了先进制造技术的特点和发展，给出了特种加工概念的扩展和精密特种加工的范畴，介绍了非机械超精密加工技术，最后指出了特种加工技术的发展方向。     

基于特种加工的微细制造技术

通过例证概括介绍了特种加工方法在微细加工方面所取得的成就，这些加工技术包括：电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、精密电铸等。阐述了特种加工技术在微细制造方面的特点：擅长加工复杂的三维微机械结构，且投资小，适于中小批量生产。     

超精密运动平台主动隔振系统动力学模型理论与实验研究

超精密运动平台振动控制系统是一个带不确定非线性系统.搭建了精密运动平台减振系统,设计了一种以空气弹簧为隔振元件,主/被动隔振在主动隔振和被动隔振之间通过开启电源进行切换的系统,分析并构建了系统的动力学模型,并对平台的主动隔振系统进行测试研究.理论分析和实验结果证实了主动隔振系统可行性,有效提高了加工系统的隔振效果,为平台进行高精密加工提供了保证,同时,为主动隔振系统及相关系统动力学研究提供了一种方法.     

微细超声加工机床运动控制系统设计

微细超声加工机床设计包括硬件设计与运动控制系统设计,运动控制系统是机床的核心组成部分,直接或者间接地影响到加工质量与加工效率。采用宏微复合的硬件设计结构能有效地保证运动控制精度,针对精密微三维运动平台,基于LabVIEW开发了微细超声加工中的运动控制系统,该系统包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、绝对坐标实时显示模块、数据采集模块与加工模块。将微细工具所受的实时力与微三维运动平台的运动结合形成闭环控制,能有效地实现精确对刀以及恒压力进给加工。最后,对控制系统进行了测试,研究了恒力控制范围与增量位移、进给速度、回退速度之间的关系。     

基于PMAC的大型超精密车铣机床数控系统开发

以自行研制的基于工业PC机和PMAC卡的大型超精密车铣机床的开放式数控系统为对象,详细介绍了其硬件构成及控制、通讯原理,以及软件的结构和功能,简述了系统软件的编程。并分析了系统超精密定位和反馈检测性能,其能很好满足所装备的大型车铣机床的超精密定位和位置跟踪要求,实现机床的超精密、大行程的车铣加工。     

基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析

数控机床的误差建模是进行机床运动设计、精度分析和误差补偿的关键技术,也是保证机床加工精度的重要环节.本文利用多体系统理论来构建超精密数控机床的几何误差模型,该模型简便、明确,不受机床结构和运动复杂程度的限制,为计算机床误差、实现误差补偿和修正控制指令提供了理论依据.在机床实际应用中,可以利用由精密机床误差建模所推导出的几何位置误差来修正理想加工指令,控制机床的实际运动,从而实现几何误差补偿,提高机床加工精度.     

磁悬浮直线电机三维有限元分析及优化设计研究

磁悬浮式运动平台易于实现大范围高精度的微运动,适合应用在精密加工和超精密测量领域。为了抑制磁悬浮直线电机电磁力谐波分量对控制系统的影响,提高磁悬浮运动平台的动态性能,以HALBACH型永磁同步直线电机为研究对象,提出了一种改进的直线电机动子HALBACH永磁阵列结构。利用有限元软件建立直线电机三维有限元模型,得到了电机水平推力和悬浮力波形,最后对电磁力波形进行了谐波分析。分析结果表明,采用优化的动子结构有效减小了直线电机电磁力波动,有利于提高磁悬浮运动平台的控制精度。     

超精密静压支承部件及其在超精密加工机床的应用

超精密加工技术与装备在近年得到极大发展。超精密静压部件是超精密加工装备关键共性部件。以平面气体静压支承为例,介绍了静压支承基本工作原理。对超精密液体/气体静压主轴、导轨和转台的结构特点、技术特性、应用场合作了较全面的介绍;以典型超精密加工机床为例,介绍静精密静压主轴、导轨和转台在超精密加工机床中的应用。     

基于激光捕获原理的超精密加工技术研究

为了适应超精密加工对加工精度的要求,将激光捕获技术引入到超精密加工领域,提出了"基于激光捕获原理的超精密加工技术"的概念,介绍了其工作原理,建立了其理论模型,并通过组建基于激光捕获原理的超精密加工系统进行纳米加工,证明将激光捕获技术应用在超精密加工中是可行的.基于激光捕获原理的超精密加工技术为超精密加工提供了一种全新的工具,必将发挥越来越大的作用.     

非导电陶瓷特种加工复合磨削技术

概述了国内外非导电陶瓷磨削加工技术的研究进展.对延性域磨削和半延展性磨削、在线电解修整磨削、电化学在线控制修整磨削等精密、超精密磨削加工技术及超声波辅助磨削、激光预热辅助磨削、机械电解电火花复合磨削、电火花磨削等特种加工复合磨削技术的原理、特点进行了分析评述.提出了非导电陶瓷的电火花诱导可控烧蚀磨削加工技术,并介绍了其...     

A review on research in ultra precision engineering at KIMM

A brief review of current research work in the field of ultra precision engineering at Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) is presented in this paper. Some case studies covering the system integration of ultra precision machine tools and core technology of machine tool elements such as air bearing, hydrostatic guide and friction drive are introduced, and some progress in ultra precision machining processes are also introduced. The examples are chosen to show the present demands and status of Korean industries in the field of precision and ultra precision technology.     

Ultra precision positioning system for servo motor–piezo actuator using the dual servo loop and digital filter implementation

The ultra precision positioning technique has become one of the important parts in the development of precision machines. For positioning systems having a long stroke with ultra precision, a combined system including a global stage (coarse stage) and a micro stage (fine stage) is designed in this paper. A ball screw based servo motor is used as the global stage and a piezo actuator as the micro stage, in which some design parameters are analysed. To improve positional accuracy and remove the noise components of motion, the digital Chebyshev filter has been designed and implemented. The implemented digital filter has been found to improve accuracy by as much as three times. Positional accuracy has been readily achieved within 10 nm over the typical 200 mm stroke, and therefore this technique can be applied to develop high precision semiconductor equipment such as lithography steppers and probers.     

五轴联动数控加工的装夹误差动态补偿方法

五轴联动数控加工中,由于工件装夹误差引起的实际加工基准与CAM编程基准不一致,其旋转中心偏差造成旋转附加运动无法由传统三轴加工中的坐标偏置方法补偿。文章提出五轴数控的装夹误差寻位补偿方法,在旋转轴转动过程中通过坐标变换和机床逆运动变换动态修正加工路径,使加工结果与设计一致。试验表明,采用该方法降低了五轴机床工件装夹要求,消除了装夹误差带来的精度问题,满足精密五轴数控加工要求。     

纳米技术与特种加工

对纳米技术与特种加工进行了简要的分析和讨论，内容包括：微细刻蚀、LIGA、微细特种加工、纳米切削、基于扫描探针技术的纳米加工等。     

超磁致伸缩执行器温控系统设计

超磁致伸缩执行器(GMA)具有大行程、低压驱动、大功率、大承载等优越性能,在精密、超精密加工等领域具有广阔的应用前景。文章分析了超磁致伸缩执行器内部的热变形机理,提出了采用半导体制冷技术的GMA温控系统设计方案,同时在热端采用水冷强化散热措施,提高了半导体的制冷效率和系统的温控精度。     

基于ANSYSWorkbench的树脂混凝土机床床身热变形分析优化

树脂混凝土一般具有较好的力学性能,优秀的热稳定性和优异的吸振性,为了探究树脂混凝土的热稳定性,充分利用虚拟仿真技术和Pro/E与ANSYS Workbench协同仿真方案,建立了某超精密加工中心床身的实体模型。通过对树脂混凝土材质以及传统铸铁材质的床身热变形结果的分析,找到了影响机床床身热变形的主要因素,并对机床材料和约束进行优化。结果证明优化后的机床床身具有很好的热稳定性,为提高超精密加工中心的热稳定性能提供有用的理论依据。     

W-Mo合金精密镜面加工工艺的实验研究

为了研究W-Mo合金材料精密加工的新途径,采用在线电解修整(ELID)精密磨削和超精密研抛技术,对其进行了精密镜面加工实验,分析了此材料超精密镜面表面的形成机理。通过ELID磨削加工得到了表面粗糙度Ra0.020μm加工表面,再以研抛压力为0.1~0.3 N/cm2,转速为60~100 r/min等优化研抛参数进行研抛加工,获得了表面粗糙度为Ra0.012μm精密镜面加工表面。实验表明:ELID精密磨削加工是保证工件表面质量的基础,超精密机械研抛时研抛压力及转速等参数对工件表面质量起主要影响作用。     

模具自由曲面球头刀高速铣削点速度研究

球头铣刀高速铣削是加工模具自由曲面的重要工艺方法。在分析自由曲面铣削中球头刀铣削点和零件加工曲线几何位置关系的基础上,探讨球头刀铣削点的运动规律,得到加工模具自由曲面过程中球头刀铣削点的线速度和角速度方程。铣削点的速度方程将为研究球头刀的均匀磨损提供必要的理论依据,为曲面零件的超精密加工打下提供参考。