超精密平面磨床的技术要点一

超精密平面磨床的技术要点一

一、机床布局型式

机床布局结构型式多种多样，既有“磨头移动式”，也有“立柱移动式”或“十字拖板移动式”。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。

二、主轴精密回转技术

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O.1μm以下。

静压空气轴承的主轴部件具有以下优点：刚性高、摩擦力小，温度变化小等，能在高转速下工作，回转精度高，其精度可达到O.1μm～O.025μm，径向和轴向刚度在100～300Nμm^-1之间、磨损率小（接近于零），寿命长，基本不需耍维修。因而空气静压轴承主轴将是超精密平面磨削的首选。

三、微量进给技术

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”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。

目前实现微量进给主要采用以下两种方式：一是利用压电陶瓷的位移分辨率高、响应速度快的特点，二是利用材料的热变形原理实现微量进给。

压电陶瓷在微量进给机构中的运用比较普遍，已可稳定达到0.01μｍ的微量进给，因而，在超精密平面磨削加工首选是采用此种方式。

超精密平面磨床研制的初级阶段，若能采用对传统的机械方式进行精化，稳定实现0.1μｍ的微量进给，也可满足在大多数超精密平面磨削加工的需要。

四、运动导轨型式

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超精密的回转运动，而且也需要工件具有超精密的直线运动，其精度要求应在0.1μm／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上使用广泛，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。