精密和超精密加工技术第三章）课件.ppt

精密和超精密加工技术 第三章 精密加工的基本要求 第三章 精密加工的基本要求 精密加工“4M”要素： 3.1 加工设备的精化 加工设备的精化 ——运用加工误差理论，改进加工设备，使其 加工精度得以提高 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 获得高精度零件的两种加工途径： 3.1 加工设备的精化 例如： 3.1 加工设备的精化 3.1.2 常用机床精化措施 ——以外圆磨床为例 3.1 加工设备的精化 3.1.2 常用机床精化措施 ——以外圆磨床为例 3.1 加工设备的精化 机床设计方面： 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.1 加工设备的精化 3.2 微量切除原理 1.最小切深原则 3.2 微量切除原理 3.常用切削刀具的 ρ 3.2 微量切除原理 4.工艺系统刚度的影响 3.2 微量切除原理 5.实现微量切除的主要措施 3.3 高稳定性 3.3.2 动力学稳定性 3.3.2 动力学稳定性 LLL－LODTM Large Optics Diamond Ultra-precision Lathe (LODTM) 3.3.2 动力学稳定性 LLL－LODTM 3.3.2 动力学稳定性 上位支承和下位支承 3.3.2 动力学稳定性 National Aeronautical and Space Administration engineer Holly Cagle examines SPARCLEs primary mirrors on the Large Optics Diamond Turning Machine (LODTM) spindle. (b) A close up of a mirror and the diamond tool on LODTM. 3.3.2 动力学稳定性 Built in the early 1980s, LODTM was initially developed for strategic defense research to produce large-diameter, nonspherically shaped optics that had to be fabricated with a precision corresponding to a small fraction of the wavelength of light. It has continued to produce extremely precise optical devices for a variety of efforts, including three secondary mirrors for the Keck telescopes in Hawaii and the primary mirrors for a National Aeronautics and Space Administration’s Space Shuttle experiment to measure wind speeds using a space-based lidar system. LODTM is still the most accurate large machine tool in the world 3.3.3 热稳定性 3.3.3 热稳定性 热变形引起的误差占精密加工总误差的 40％～70％ 是精密加工中最大的误差因素 是普遍存在的误差因素 例如：L=100的钢棒，温度变化 1度，钢棒长度变化 1.2um L=100的铝棒，温度变化 1度，铝棒长度变化 2.2um ——要达到0.01um的加工精度，温度需要控制在0.01℃ ——恒温，是精密加工、超精密加工最显著的特征 1. 热变形的影响 3.3.3 热稳定性 T 定温时间 ——工件或量具进入恒温区达到热平衡所需的时间 2. 热平衡时间 （定温时间） K ——定温系数 由实验测定，取决于材料配对和冷却条件等 例如 K 钢/木板＝313， K 钢/铸铁平板＝6 M ——工件质量 kg F —— 工件的散热面积 m2 ?T/?t —— 温度梯度 3.3.3 热稳