 該機床的加工精度可達到形狀誤差為28nm(半徑)，圓度和平面度為12.5nm，加工表面粗糙度為Ra4.2nm。 近年來，我國在高速超高速加工的各關鍵領域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進給電機、陶瓷滾動軸承等方面也進行了較多的研究，但總體水平同國外尚有較大差距，必須急起直追。 ５超精密機床的數控系統 超精密機床數控系統的特點是 高編程分辨率（１ｎｍ）和高精度的伺 服控制軟硬環境。 我國超精密機床方面與國外差距很大。超高速加工與超精密加工技術 - 設備制造 - 道客巴巴#11 超高速加工與超精密加工技術 一、技術概述 超高速加工技術是指采用超硬材料的刃具通過極大地提高切削速度和進給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。超精密加工設備切削速度亦隨著刀具材料創新而從以前的12m/min提高到1200m/min以上。

 ２超精密主軸和導軌 在傳統空氣靜壓和液體靜 承的基礎上，通過控制節流量反饋方 法來實現運動的主動控制從而提高 軸承的剛度。 底座：花崗石（5萬美元）。超精密加工設備 ２０世紀８０年代中后期，美國通 過能源部“激光核聚變項目”和陸、 海、空三軍“先進制造技術開發計 劃”，對超精密金剛石切削機床的開 發研究，投入了巨額資金和大量人 力，實現了大型零件的超精密加工。用于加工激光核聚變反射鏡、戰術導彈及載人飛船用球面非球面大型零件等等。 日本提出“超超精密機床”規劃。 ３工藝整合化 當今企業間的競爭趨于白熱化， 高生產效率越來越成為企業賴以生 存的條件之一。

 在高速和超高速磨削技術方面人們開發了高速、超高速磨削、深切緩進給磨削、深切快進給磨削即HEDG、多片砂輪和多砂輪架磨削等許多高速高效率磨削這些高速高11 效率磨削技術在近20年來得到長足的發展及應用。圓度三點法技術己相當成熟， 在直線度測量中，多傳感器安裝誤差 和測量加密算法已得到很好解決，因 此，圓度和直線度誤差分離技術可順 利地推廣到圓柱度、平面度超精密誤 差測量與補償控制領域。超精密加工設備在高編程分辨率 ４４航宅翩造技術? ２００１１年第２４朋 條件下滿足高質量切削條件，意味著 需要高的控制速度，例如插補周期小 于ｌｍｓ（普通數控為１０ｍｓ左右），伺 服閉環采樣周期小于０．１ｍｓ。ＬＩＧＡ技術 是這種趨勢典型的產物，電加工向 微細加工的發展也是重要表現。 中科院長春光學精密機械研究所、華中理工大學、沈陽機床廠、成都工具研究所、國防科技大學等都進行了這一領域的研究。 美國有的POMA（Point One MicrometerAccuracy）計劃，目標精度0.01 m。

國內加工機床的面型精度雖 然也可以達到亞微米級，但是對加工 條件要求苛刻，更重要的是不能穩定 地達到亞微米級的面型精度。系統采 用以工控ＰＣ為平臺，多軸運動控制 器為核心的高性能開放式數控系統， 主要包括納米級坐標測量與伺服控 制系統，超精密、高速空氣靜壓主軸 系統，超精密、高剛性、高阻尼閉式液 體靜壓導軌系統，超精密，高速、高剛 性空氣靜壓磨頭系統，噴霧、吸屑系 統，氣浮減震調平系統，在位對刀和 工件檢測系統，以及ＥＬＩＤ金剛石砂 輪修整、延性磨削系統等單元。 在超精密加工技術領域英國克蘭菲爾德技術學院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所簡稱CUPE享有較高聲譽它是當今世界上精密工程的研究之一是英國超精密加工技術水平的獨特代表。研究力量分散， 沒有形成產品系列化和產業化的局 面。超精密加工設備 在超高速切削技術方面1976年美國的Vought公司研制了一臺超高速銑床轉速達到了20000rpm。因 此，很難保證高的跟蹤精 度。

達到恒溫的辦法是采用多層套間，可逐步得到大恒溫間、小恒溫間，溫度控制的精度愈來愈高，再采用局部恒溫的方法，如恒溫罩，罩內還可用恒溫液噴淋，達到更精確的控制溫度。超精密加工設備在這樣的背景下，出 現了。所以日本在用于聲、光、圖象、辦公設備中的小型、超小型電子和光學零件的超精密加工技術方面，是更加先進和具有優勢的，甚超過了美國。 如美國勞倫斯? 利弗莫爾國家實驗 室１９８４年研制出一臺大型光學金 剛石車床（Ｌａｒｇｅ Ｏｐｔｉｃｓ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｕｒｎｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ，ＬＯＤＴＭ），今 仍代表了超精密加工設備的水 平，該機床可加工直徑為２．１ｍ，重為 ４．５ｔ的工件。由于超精密機床設備技術含量 高，種類多，批量小，關鍵部件缺乏國 內配套產品支持等原因，國內超精密 專用加工與檢測設備與國外相比有 更大的差距，阻礙了我國高新技術的 發展和國防現代化發展的步伐，具體 表現在以下幾個方面： （１）設備的總體性能。近２０年來出現了多 種高精、高效加工方法以及對應裝 備。

這些國家的超精密加工技術不僅總體成套水平高，而且商品化的程度也非常高。 ４超精密加工的誤差建模與補償技 術用變分法精度、多體動力學等分 析誤差建模理論，可以將刀具幾何參 數、加工工藝條件及機床運動誤差三 大因素對加工工件的精度影響準確 的建立數學模型。包括：Hardinge超精密臥式車削T42，高精密數控車削Elite 42 Ultra，CNC臥式車床GS200 Plus；克林貝格Kellenberger高精密數控外圓磨床KEL-VITA；橋堡Bridgeport高品質、高配置的重載強力型立式加工XR 760 ECO、XR 1000 ECO，小型高速加工GX480；鐘思敏Jones Shipman 高精密數控平面成型磨床524 EASY、高精密數控內外圓磨床Suprema 650等設備悉數登場亮相，旨在為中國用戶提供中小型精密零件終加工和難加工材料加工的經濟、高效、精密的完全加工解決方案。超精密加工設備目前Ｐｒｅｃｉｔｅｃｈ 公司、Ｍｏｏｒｅ公司生產的商品化超 精密加工設備上也配備了在線檢測 系統。 六、工作環境 超精密加工的工作環境是保證加工質量的必要條件，環境因素主要指溫度。 英國Ｃ ｒａｎｆｉｅｌｄ大學精密工程研究 所（ＣＵＰＥ）研制的大型超精密金剛 石鏡面切削機床，可以加工大型Ｘ 射線天體望遠鏡用的非球面反射鏡 （直徑可達１４００ｍｍ，長度 為６００ｍｍ的圓錐鏡）。

90年代陶瓷或樹脂結合劑CBN砂輪、金剛石砂輪線速度可達125m/s有的可達150m/s而單層電鍍CBN砂輪可達250m/s。超精密加工設備 ５超精密加工技術向更高精度的層 次發展 超精密加工技術正受到毫微米 精度的挑戰，還面臨微機械加工的要 求，傳統的加工也面臨不適應的局 面。目前日本工業實用磨削速度已達200m/s，美國Conneticut大學磨削研究，1996年其無心外圓高速磨床上，砂輪磨削速度達250m/s。 （４）超精密加工設備的可靠性。 為減小熱變形的影響，機床各發熱部件用大量恒溫水冷卻，水溫度控制極其嚴格。 尺寸精度達到0.6m，Ra達到0.025 精密空氣軸承主軸采用多孔石墨制成軸襯，徑向空氣軸承的外套可以調整自動定心，可提高前后軸承的同心度，以提高主軸的回轉精度。