Точность обработки сверхточного токарного станка достигается с помощью « закладки фундамента аппаратной точности + управления окружающей средой для снижения шума + процесса и контрольного кольца», что в конечном итоге приводит к точности размеров нано - класса (обычно 100 нм) и точности формы субмикронного уровня.
1. Основное оборудование: базовая гарантия точности
Высокоустойчивая конструкция станка: использование природного гранита, искусственного гранита или сплава авиационного класса, такой материал имеет хорошую тепловую стабильность, большое затухание, может уменьшить вибрацию и тепловую деформацию.
Сверхпрецизионная система шпинделя: оснащена воздушным статическим давлением, жидким статическим давлением или магнитной левитацией шпинделя, ошибка вращения шпинделя контролируется на наноуровне, чтобы избежать отклонения обработки, вызванного эксцентриситетом шпинделя.
Высокоточная система подачи: использование шарикового винта (предварительно плотное устранение зазора) или линейного двигателя с замкнутой обратной связью растровой линейки (разрешение до нанометрового уровня) для обеспечения точности позиционирования и плавности движения подачи.
Высококачественные ножи и зажимы: использование сверхжестких инструментов, таких как алмаз (PCD / PCBN), режущие лезвия с остротой до наноуровня; Инструменты для монтажа зажимов (например, вакуумные присоски, прецизионные патроны) имеют характеристики высокой коаксиальности и низкой деформации, чтобы избежать смещения зажима детали.
2. Экологический контроль: устранение внешних помех
Контроль постоянной температуры: температура окружающей среды обработки стабилизировалась на уровне 20 ± 0,1 ~ 0,5 °C, чтобы избежать теплового расширения и сжатия станков, деталей и инструментов из - за изменения температуры, что приводит к отклонению размера.
Виброизоляционная конструкция: станок устанавливается на виброизоляционном фундаменте или воздушной пружине, чтобы изолировать влияние наземных вибраций (например, работа заводского оборудования, передвижение людей) на процесс резания.
Чистая среда: в чистом цехе (обычно Class100 ~ 1000), чтобы уменьшить пыль, примеси, прикрепленные к поверхности детали или инструмента, чтобы избежать царапин или ошибок обработки.
3. Процесс и обнаружение: динамическая оптимизация и точное замкнутое кольцо
Оптимизация параметров прецизионного резания: использование небольшого количества резания (низкая скорость резания, малая подача, мелкая глубина резания), уменьшение силы резания и тепла резания, снижение деформации деталей и износа инструмента.
Мониторинг и компенсация в режиме реального времени: с помощью лазерных интерферометров, шаровых инструментов и другого оборудования, в режиме реального времени обнаруживает геометрические ошибки станка (например, линейность, вертикальность) и ошибки движения, динамическую компенсацию через систему ЧПУ.
Проверка в режиме онлайн / оффлайн: измерение размеров деталей в режиме онлайн с помощью контактного зонда (например, зонда Renishaw) в процессе обработки или автономное обнаружение с помощью точных приборов, таких как атомно - силовой микроскоп и лазерный интерферометр, для обеспечения точности.