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超精密平面磨削的技术要求
更新日期：2011-02-21 浏览次数：4701
精密平面磨削的技术指标
精密加工和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。由于生产技术的不断发展，划分的界限将逐渐向前推移，过去的精密加工对今天来说已是普通加工，因此，其划分的界限是相对的，且在具体数值上至今没有固定。精密加工是指加工精度为1-1μm、表面粗糙度为Ra0.1-0.025μm的加工技术；超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工技术，因此，超精密加工又称之为亚微米级加工。但是，目前超精密加工已进入纳米级精度阶段，故出现了纳米加工及其相应的技术
机床布局型式
床布局型式极为重要，是决定成败的关键，但是超精密磨削技术是由精密磨削发展而来，从国外已实现超精密平面磨削机床看，其结构型式多种多样，既有“磨头移动式”，也有“立柱移动式”或“十字拖板移动式”，无一例外，均未脱离传统的机床布局结构型式。从我们已掌握的高精度平面磨削技术基础上，认为机床结构采用“十字拖板移动式”适合于超高精度平面磨削机床的研制。因为该结构型式，具有机床结构布局对称性好，热稳定性好；主要运动部件重心低，运动平稳等优点。
超精密平面磨削对机床的热变形及振动控制要求较高。在机床基础结构件材料的运用上，应突破传统以灰铸铁为主的原则，采用一些新型材料，如：非金属材料——树脂混凝土，该材料的振动衰减性、耐热梯度、线胀系数等特性均大大优于金属材料。这在国外已被成熟运用，在国内也有运用的例子，如上海机床厂有限公司的数控凸轮轴磨的床身采用了人造大理石材料，取得了较好的效果。因而在超精密平面磨削机床的主要关键基础件，如床身、立柱、拖板等应采用人造大理石材料。
主轴回转精度是超精密平面磨削的关键技术之一，其数值要求在0.1μm以下，而且其刚度、热膨胀性、抗振性等方面都应有非常好的性能。
静压空气轴承的主轴部件具有以下优点：刚性高，摩擦国小，温度变化小，能在高转速下工作，回转精度高，其精度可达到0.1μm-0.025μm,径向和轴向刚度在100-300μm之间，磨损率小（接近于零），寿命长，基本不需要维修等。因而空气静承主轴将是超精密平面磨削的。在超精密平面磨削加工中，砂轮的微量进给是被加工件尺寸精度和表面质量的重要保证。目前，在精密的平面磨削加工中，其进给通常采用“伺服电机+滚珠丝杆”的典型的纯机械方式，一般以能实现0.1μm的微量进给为极限。若要实现超精密平面磨削所需的0.1μm-0.01μm乃至更小的微量进给，传统的机械方式已不能适用。
超精密平面磨削是依靠砂轮与工件的相对运动来实现的，它不仅需要砂轮具有精密的回转运动，而且也需要工件具有超精密的直线运动，其精度要求应在0.1μ/100mm之内。因而一般常常使用静压导轨，利用其运行精度高、无爬行等优点。静压导轨又分为液体静压和气体静压两种。一般来说，液体静压导轨刚度大，在具有磨削功能的机床使用广泛，但是它的结构相对复杂，由于油的粘性剪切阻力，发热问题较为严重，热变形控制相对较难。因而，采用气体静压导轨更为适用。
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