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大理石平台未来发展趋势分析以及设计

2022-01-03 20:46:13

{一}、超机械加工未来发展趋势分析
超机械加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的手段。随着机械加工制造业的不断深入发展,超机械加工已成为众人研究的发展方向,很是各国攻略的发展项目。众所周知,包括航天航空在内的诸多工业与重工业的发展都离不开超机械加工技术。在未来,超机械加工技术将会获得很高的加工精度,在很多领域得到推广与应用。
为满足市场需求,现代制造业进一步提高机械加工的度,这是提高产品质量与性能,大理石平板产品稳定性的。随着制造业的发展,超机械加工技术和配套大理石平台基座正逐步从微米向亚微米工艺发展。在今后的机械加工中,普通机械加工、机械加工及超机械加工精度可以进一步到1μm、0.01μm、及0.001μm。也就是说,超机械加工技术精度已经可以达到纳米级别。此外,超机械加工已向原子级加工进度迈进,随着超机械加工技术的不断发展,机械加工将会实现产品的性能、很好的外形的品控及很高的生产效率,很为重要的是,产品逐渐趋于小型化。同时,未来的超机械加工技术必然实现加工的化、智能化及信息化,从而形成一个很加完善的超机械加工装配体系,提高产品的竞争力。
超机械加工是现代机械加工制造业较为关键的技术,也是未来机械制造业主要探索研究的方向。因此,我们要抓住机遇,迎接挑战,通过不断探索,找到拓宽超机械加工的方法,从而形成完善的超机械加工体系,不断推动我国社会生产的自动化与机械化,实现社会进步。希望很多的相关从业人士和研究人员能积极投身到这项课题的探讨中来,为我国工业技术的高、精、尖发展共同努力。
{二}、微细切削机床的床身设计
机床的床身采用天然大理石整体加工而成,由于天然大理石硬度高、密度高,可以增加机床床身整体的阻尼系数,提高机床整体隔震性能,大理石划线平台避免加工过程中由外力引起机床振动的现象。同时,天然大理石材质致密、硬度高,使用磨削加工可至镜面级精度,加之经过长期的天然时效处理,其组织结构均匀,线性膨胀率极低,表面无内应力,因此特别适合加工成气体静压支承结构的长直型导轨,有利于提高导轨的精度、刚度、直线度。
机床导轨采用封闭式气体静压支承形式,其工作原理是将具有一定压力的气体,经调压阀和节流器(小孔截流原理的气孔)输送到导轨表面,再通过出气孔流出,气体流动在滑块与导轨之间形成了稳定的空气薄膜,即为承载气膜,可使导轨与滑块之间处于气体摩擦状态。气浮滑块由4块铝合金板组成形如“口”形的结构,滑块上部与载物台相连接,气浮导轨穿过口字型中部,滑块内部有可连通的气路,当外部通入高压气体,经过滑块内部气路,从滑块表面若干的微小气孔流出,可以在滑块和导轨之间形成具有一定压力和刚度的气膜,并在滑块的4个角落设置有出气口,以导轨运动时,气膜具有一定的流动性。在气膜作用下,滑块连接的载物台就可以在导轨上平稳移动。其特点是:滑块与空气膜的摩擦系数,几乎可以忽略不计,摩擦力小,滑块移动时仅需要克服其自身质量所引起的惯性力,有利于提高运动控制系统的控制精度;其承载的重量由气膜刚度决定,而气膜刚度取决于气膜的压力和气膜的面积。从图中可知,该滑块的面积较大,其承载能力远大于微细切削的载荷,可将气膜视为刚体;导轨的运动速度对气膜厚度影响很小,导轨移动直线度较高。因此,该种导轨形式适用于机床的进给运动系统上。
但是气体静压承载式导轨也存在其缺陷,如带有粘性粉尘的空气进入气孔会导致气孔堵塞的现象。因此其对环境和压缩气体的洁净度有较高要求,一般采用三级过滤的压缩空气,并减少或不使用油雾型切削液,以降低空气中粘性颗粒的数量,保持气路的通畅。滑块出气孔很小的导轨甚至需要使用无油型的空气压缩机;气浮滑块需要加工复杂通气小孔,因此只能使用加工性能较好的金属材料(如铝合金),但由于与导轨并不是一种材料,其热膨胀率不相同,加上气膜厚度较小(一般为5~15μm,气膜过大会导致气膜刚度急剧下降,承载能力降低;太小则会引起气路中产生涡流现象,引起气浮滑块的急剧振动),在气温变化时会导致滑块与导轨之间间隙发生变化,从而影响气膜的厚度。例如导轨装配时为20℃,大理石与铝合金的线膨胀系数差值约为0.8μm/℃,当室温与装配时温度差大于15℃的情况下,气膜刚度就会减少12μm,气膜刚度急剧下降。温差继续增加,甚至会发生大理石导轨与气浮滑块干涉的现象,因此,该设备的运行需要严格的环境温度控制。