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加工铝制零件的高精设备是如何达到它的超高精度的

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卖家[上传人]：B****e

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1、钻石品质钻石服务铝制零件的加工制造固然重要，一颗淡定的心其实更是不可或缺。作为铝制零件加工的载体，精密机床的床身加工好了后，是不能急着用的，要在室外拿油布包好放几年，释放应力。这是为了防止机床装配调平好后，底座再发生形变。现在一般超精密磨床和机床的底座都采用大理石，因为大理石消除振动的性能比较好，热变形也比钢结构小。又比如精密机床一般都装配在一个恒温罩或者是恒温厂房内，如果是超精密机床，这个恒温房一般还要精确控制室内温度，不仅要做到冬暖夏凉，也要考虑到快速排出机床运行加工时的产热，尽可能把热形变控制在最小。铝制零件加工方面，说最好的机床都是手工做的实在不靠谱，的确，牛逼的师傅能做出 0 级精度平板平面，也就是说把课桌大小的一块平面的平面度公差控制在 7 微米，大概头发丝的百分之一粗细那么个波动，但是再精密些的平面，大师傅就比不过大工程师和投入的大把资金了。前段时间清华大学设计装配了一个光学镜面超精密加工机床，最大能加工直径为 880 毫米的光学镜面。他们在硬铝上加工出了表面粗糙度 5 纳米，直径 400 毫米球面，用无氧铜加工出了直径 100 毫

2、米，表面粗糙度 8 纳米的非球形面。注意，这里表面粗糙度的单位是只有微米千分之一的纳米了，8 纳米只相当于 20 个水分子一字排开那么长，大师傅是肯定辨认不出来的，因为他的一滴泪中就有 10 的 22 次方个水分子。那么这样的精度是怎么达到的，最高的精度从理论上来说取决于什么呢？我在文章开头提到要做好机床就要淡定，在此基础之上，精度主要取决于对机床误差的控制，根本上又取决于检测手段的分辨率和机床的分辨力：根据机床误差控制手段的不同，对机床精度的检测手段也不一样，比如要在加工铝件时检测机床的误差，就要用在线检测手段，边加工边检测。有一款机床它采用装在导轨上的纳米光栅测量加工台面到底跑了多少。如果伺服轴根据命令要运行 5000 纳米，光栅检测到由于热误差，这个加工台面其实跑了 5010 纳米，那么控制系统就让伺服轴就移回 4090 纳米，再向前运行到 5000 纳米。这样就把误差从 10 纳米缩小到了光栅能检测到的最小范围内。至于为什么要回到 4090 而不是 5000，因为有“反向间隙”的问题。然后就是分辨力，上面我提到的那个超精密机床采用大理石床身，4 轴数控联

3、动，以及全气浮支承和零传动结构，机床主轴回转精度 0.05m，直线伺服轴分辨力 1.25 nm，回转作台角位移分辨力 0.009。不管那么多复杂的名词，我们要简单的理解误差补偿，只用理解分辨力就够了，分辨力 1.25 纳米就是说机床走一步最少要迈出去 1.25 纳米。为什么分辨力重要呢，比如纳米光栅检测到刀具在伺服轴上实际运动到了 5002 纳米，要回到 5000 纳米的位置，就不可能了，理想状况下的最小误差也会有 0.5 纳米。实际状况下，要做到效果较好的误差补偿比以上这个例子复杂多了，因为误差钻石品质钻石服务可能分布在某轴的 6 个自由度上，再带上个导轨直线度误差、导轨间垂直度误差什么的。如果说这些硬着头皮还能用数学算出来，再考虑下加工的工件不一样，加工平台起始的动量就都不一样，加工时间也有区别，那么机床产热也自然不一样，产热的区间有变化时机床的热膨胀就跟着变化，一会儿拖板翘了个兰花指给 X 轴带来俯仰误差，一会 Y 轴又热变形扭曲了直线度变化了，冷却液撒到工件上尼玛缩下去了好几微米啊肿么办，喂我花了一个普通数控机床的钱买来的纳米光栅

4、就只能补偿一个自由度上的误差？呃，总之要做最精密的机床，一颗淡定的心绝对是不可或缺，当包括但不仅限于以上的问题一个一个逐步解决掉的时候，就能在精度上更进一步更进一步，就能制造出大家所泛指的工业拇姬了。主轴回转精度是需要通过双频激光干涉仪测量以后才知道的，双频激光干涉仪细分以后的最小分辨率能达到 10 个纳米。一般测到这个数量级的时候，除了要找稳定的测量环境，还要用到干涉仪的温度湿度补偿模块，因为此时环境变化已经能让测量结果产生很大漂移了。一般来说呢直线伺服轴的分辨力是不用测量的。是买来就有标，或者算出来的。这台机床是“直线电机、气浮导轨和纳米级分辨力光栅”。我之前说过两个要素“检测手段”加“分辨力”。有纳米光栅这个检测手段的话，其实就差一个执行机构了。超精密数控机床的精度其实挺反直觉的，你去看下机床展就会有体会，做激光板材切割的机床，看着他明明跑的快到能把人撞死的导轨，就神奇的能在一个毫米之内停下来，还有工件转台和刀头上连根 0.5mm 自动笔芯，绕的速度快到你看都看不清。现代机械真的已经大大超越老师傅了，这没什么无法接受的，因为这不是机器超越了人，是人超越了人，是把老师傅的能力提炼出来的人超越了老师傅而已。

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