精密加工和超精密加工所用的加工設(shè)備范圍很廣,如各種精密機(jī)床、超精密機(jī)床、激光加工機(jī)、精密電火花加工機(jī)床、離子束加工機(jī),以及鍍膜、涂敷等加工設(shè)備。對切削加工設(shè)備來
說,代表性的機(jī)床有超精密車床,用來加工各種軸類、盤套類和帶曲面的零件等;超精密銑床配有精密回轉(zhuǎn)工作臺,用于加工平面和多面體零件;研磨機(jī)和拋光機(jī)仍然是重要的精密加工設(shè)備,用于加工外圓、孔、平面等,按加工需求有精密類型的。歸納起來,精密加工和超精密加工用的加工設(shè)備應(yīng)有以下一些要求:
(1)高精度包括高的靜精度和動精度,主要的性能指標(biāo)有幾何精度、運(yùn)動精度(定位精度,重復(fù)定位精度)和分辨力等,如主軸回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌運(yùn)動精度、分度精度等。當(dāng)前,超精密
車床的主軸回轉(zhuǎn)精度大多在0.02~0.03um,導(dǎo)軌直線度為0.025/1000000,定位精度為0.013pm,重復(fù)定位精度為0.006pm,進(jìn)給分辨力為0.003pm,分度精度為0.5"。現(xiàn)代的精密機(jī)床和超精密機(jī)床大多采用液體靜壓軸承或空氣靜壓軸承的主軸和導(dǎo)軌,精密滾珠絲杠傳動,配有微動工作臺、誤差補(bǔ)償裝置,實(shí)現(xiàn)微位移。對于高速回轉(zhuǎn)的零件、部件都應(yīng)進(jìn)行動平衡。
(2)高剛度包括靜剛度和動剛度,除零、部件本身的剛度外,還應(yīng)注意接觸剛度,同時應(yīng)考慮由工件、機(jī)床、刀具、夾具所組成的工藝系統(tǒng)剛度。精密機(jī)床和超精密機(jī)床雖然切削力不大,但機(jī)床受力變形將會造成精度上的很大影響。
(3)高穩(wěn)定性和保持性設(shè)備在經(jīng)過運(yùn)輸、倉儲、安裝調(diào)試后,在規(guī)定的工作環(huán)境下,使用過程中應(yīng)能長時間保持精度、抗干擾、穩(wěn)定地工作。因此,加工設(shè)備應(yīng)有良***的耐磨性、抗振性、熱穩(wěn)定性。
(4)高自動化為了保證加工質(zhì)量,減少人為因素影響,現(xiàn)代精密機(jī)床和超精密機(jī)床多配置精密數(shù)控系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動控制,或采用計算機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)控制、***化等以保證零件生產(chǎn)加工要求。
精密加工和超精密加工設(shè)備與其基礎(chǔ)元、部件關(guān)系密切,一方面,只有***良的基礎(chǔ)元、部件才能有***良的加工設(shè)備,因此世界各國均十分重視基礎(chǔ)元、部件的開發(fā)和研究,以便不斷提高精密加工和超精密加工設(shè)備的水平,擴(kuò)展其應(yīng)用范圍;另一方面,***良系列的基礎(chǔ)元部件可以快速響應(yīng)市場需求,縮短精密加工和超精密加工設(shè)備的開發(fā)周期。當(dāng)前,基礎(chǔ)元、部件的發(fā)展十分迅速,主要有主軸及其軸承、導(dǎo)軌及其滾動組合體(滾動直線導(dǎo)軌)、滾珠絲杠、光柵、激光檢測裝置、微位移裝置、分度轉(zhuǎn)臺等,而且已經(jīng)出現(xiàn)主軸單元、進(jìn)給單元等部件形式。主軸單元包含了主軸、軸承、電動機(jī)及主軸箱,形成一個獨(dú)立體,甚至主軸與電動機(jī)軸成為一體,電動機(jī)為變頻電動機(jī),可進(jìn)行無級調(diào)速,代替了整個主軸部件;進(jìn)給單元是將導(dǎo)軌、滾珠絲杠、伺服電動機(jī)、位置檢測等合在一起,成為獨(dú)立體;新近,又出現(xiàn)了直線電動機(jī)進(jìn)給伺服單元,簡稱直線單元,將直線電動機(jī)、滾動導(dǎo)軌、光柵檢測裝置等合在一起,形成一個獨(dú)立體,直接得到直線運(yùn)動,免去了由轉(zhuǎn)動換為直線運(yùn)動的環(huán)節(jié),不僅結(jié)構(gòu)簡單,又提高了精度,可廣泛用于種
機(jī)床、加工中心上。