超精密磨床新型复合材料床身结构设计及动态性能分析

为提高超精密机床床身的静、动态特性,采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩材料(SPFRAG)代替铸铁材料作为超精密机床床身,基于"最密堆积理论"并结合"A.H.M.Andreasen公式"改变SPFRAG的各组分质量分数优化其力学性能。以某超精密机床铸铁床身为原型,基于"平行轴定理"对机床床身结构进行优化设计,采用三维建模软件SolidWorks建立机床床身模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对原型铸铁机床床身和结构优化后SPFRAG的新型机床床身进行静、动态特性分析。通过对两者静、动态分析得到:相比原型铸铁机床床身SPFRAG新型机床床身,最大应力减小了71.79%,最大应变减小了73.62%,前6阶固有频率都有明显增大,且SPFRAG新型机床床身在X轴、Y轴、Z轴上的最大响应振幅分别是原型铸铁机床床身的56%、22%、17%。

硅片超精密磨床的发展现状

硅片超精密磨床是半导体集成电路(IC)制造中的关键装备,主要应用于IC制程中的硅片制备加工和IC后道制程中图形硅片的背面减薄。国外硅片超精密磨床制造技术发展很快,具有高精度化、集成化、自动化等特点。介绍了超精密磨床在大尺寸(≥φ300mm)硅片超精密加工中的应用状况,详细评述了国外先进硅片超精密磨床的特点,并指出了大尺寸硅片超精密加工技术的发展趋势。

超精密磨床系统振动监控及平衡技术研究

针对高精度磨削加工中磨床系统振动监控及主轴、砂轮平衡的需要,提出基于虚拟仪器设计的振动信号采集及分析系统。该系统由单片机的信号采集单元和上位计算机处理系统组成,具有加工状态实时监控、信号采集存储、信号分析处理、平衡计算、控制输出等功能。试验结果表明:系统的理论分析方法和功能满足设计要求。

改装超精密磨床的超精密车削试验研究

对自主研制的T形结构超精密磨床进行改装,在超精密磨床的转台上安装单点金刚石圆弧车刀,进行了超精密车削试验研究。对超精密磨床和车床的结构、精度、刚度进行了分析和比较,确定在超精密磨床的基础上可以进行超精密车床的改造;通过调整静压导轨和刀具静压回转台的供油压力实现超精密车削刀具与工件回转中心高度的精确调整,可有效地实现工件回转中心区域的加工;利用刀具回转台的精密摆动实现刀具切削过程中切削刃位置的微调,为超精密车削提供可能。采用上述方法进行铝合金和无氧铜工件端面不同速度和不同进给量下的超精密车削试验,获得了表面粗糙度为10.8nm的超精密平面。

基于PMAC的超精密磨床开放式数控系统的研究

根据超精密磨床的结构特点和功能需求,分析了基于PMAC的开放式数控系统的硬件结构,软件组成及软件开发的关键技术;利用Visual C++6.0,采用模块化设计思想开发了超精密磨床的数控系统软件,并对软件模块的功能和实现方法进行了较为深入的探讨,试验结果表明:该数控系统的功能齐全,可以满足超精密磨床的要求。

光学非球面超精密磨床床身动态分析与优化

采用CAD/CAE集成技术,在CATIA和ANSYS Workbench软件平台上建立了超精密磨床床身的CAD三维模型和有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化,并得到了床身的最优结构,分析结果表明综合改进后的床身结构相比原床身结构的动态性能有了明显的改善,达到了设计要求。

国内纳米级超精密磨床研制成功

洛阳传顺机械设备有限公司研制成功国内首台纳米级超精密磨床——超精密气静压轴承套圈沟道磨床,并获得国家发明专利。该机采用了具有自主知识产权的三轴气浮技术（工件轴、砂轮轴、修整器回转轴）,其加工圆度精度达到了0.1μm以内,跨入了纳米级超精密加工领域。可广泛用于航空航天、半导体、光学部件、超精密轴承（P2级）等领域里的加工。

硅片超精密磨床的发展现状

超细硅晶圆磨床是半导体集成电路(IC)生产的重要设备。主要应用于IC制程芯片的制作与处理,以及IC后处理芯片的粘接。国外超精密硅片研磨设备的生产技术得到了快速的发展,其特点是精度高、集成化、自动化。文中主要阐述了超细研磨技术在超细硅片(φ300 mm)上的应用。对国外超细铣床的性能进行了全面的综述。最后,提出了大尺寸硅晶圆超精密制造技术的发展方向。

超精密光学磨床减小热误差的结构优化

热变形是影响超精密机床精度的关键因素之一,而热导率是分析机床热变形准确度的决定性因素。为了保证机床温度场分布分析的准确性,提高机床的精度,提出一种基于热力学理论的热导率分析模型以及结合有限元分析的机床结构优化方法。建立自由电子气模型以及Debye模型,分别计算出自主设计的超精密光学磨床所采用的几种材料的热导率,提高热导率的准确性;进而利用有限元软件ANSYS分析机床主轴、溜板箱和床身的温度场分布;研究分析不同机床结构下主轴和机床整体的温升规律,提出基于热力学分析结果的一系列超精密光学磨床结构优化方法,针对误差敏感方向,采取对电动机与溜板箱的连接件以及电动机和主轴的接触件进行优化设计,减小热源与主轴、箱体之间的接触面积等方法,使机床热变形减小,提高了机床的精度。

DHM-500超精密数控非球面透镜磨床的研制

为了解决非球面透镜加工方法周期长、成本高等问题 ,该文介绍了作者在DHM 5 0 0超精密数控非球面透镜磨床研制中的一些关键技术 ,对其主要结构进行了分析 .该磨床主要用于解决大尺寸非球面透镜的高精度高效率加工问题 .工件主轴、砂轮主轴、转台及溜板全部采用液体静压结构 ,能实现X、Z、B三轴联动的磨削加工 .主轴回转精度为 0 .1μm ;砂轮轴回转精度为 0 .1μm ;转台回转精度为 0 .1μm ;导轨直线度为 0 .5 μm/2 80mm ;系统分辨率为 0 .1μm ;X轴定位精度为± 0 .5 μm /2 80mm ;Z轴定位精度为± 0 .5 μm /170mm ;转台定位精度为± 3″

超精密光学磨床主轴的温度场分布及其优化设计

为了提高所设计的超精密光学磨床精度和提高温度场分析的准确性,利用有限元分析软件ANSYS和热力学理论,分析了超精密光学磨床主轴的温度场分布。首先,建立自由电子气模型,计算出自主设计的超精密光学磨床主轴材料的热导率;进而研究分析不同结构、不同环境下机床主轴的温升规律;最后,提出了基于热力学分析结果的一系列主轴结构优化方法,采取对主轴和点接触件进行优化设计,减小热源与主轴之间的接触面积等方法,减小机床主轴的热变形,从而提高超精密光学磨床的精度。

超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身瞬态热应力分析

热变形是影响超精密摆线轮成型磨床综合精度的重要因素之一,为了探究超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身在工作中的瞬态热应力、热变形情况,利用三维设计软件和有限元软件协同仿真的方法,建立超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身模型,通过对床身施加边界条件及相关载荷来获得床身的瞬态温度场,以获取床身的瞬态热变形、热应力。最后,根据超精密摆线轮成型磨床床身热变形及温度场分布状况,提出了改善床身热变形的若干措施。

混杂纤维人造花岗岩超精密摆线轮成形磨床床身的动静态特性研究

利用正交试验法,设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件,并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型,在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁(HT250)摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明:(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度;(2)混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小,等效应力低,床身前5阶固有频率最高。

超精密大尺寸光学玻璃平面磨床的研制

光学玻璃广泛应用于激光技术、光电通讯、航空航天以及国防工业等领域。上海机床厂有限公司开发了超精密大尺寸光学玻璃平面磨床,对该磨床的结构及相关技术进行了介绍。

超精密外圆磨床双回转顶尖结构分析

利用Comm125超精密外圆磨床作为平台,进行双回转顶尖结构磨削的分析。这种结构保证了加工工件顶尖孔不用进行特别的修整(传统磨床工件顶尖孔要精修),只要保证头架及尾架两个顶尖与工件接触良好即可,并结合对工件的加工试验来加以验证。

超大尺寸超精密数控磨床构型分析

为确定用于超大口径(≥1500 mm)光学非球面成形加工的超精密数控磨床的构型设计方案,对2种不同构型龙门机床的空间运动误差建模及比较。基于多体系统理论,通过建立2种构型龙门机床的拓扑结构图,推导二者的空间运动误差模型;并基于该模型,采用仿真手段比较了二者用于超大尺寸光学非球面加工过程的砂轮中心点误差变化规律。仿真结果表明,在加工大口径非球面元件时,工作台移动式的机床构型具有相对较小的空间运动误差,但两种构型龙门机床的误差十分接近。在综合考虑二者在大口径非球面元件加工过程中的其他特点后,确定了该超精密磨削机床构型为工作台固定的桥式龙门结构。

上一:展出最新研发的立柱式成型磨床

精密平面磨床制造大厂-上一工业,在本次台北展发表最新PSGC系列超精密磨床,因采用自主研发之「液静压可调式润滑轨道系统」,兼具高精度和低磨损特性,吸引许多国内外买家目光,在两年一度的工具机盛会中大放异采。

超精密平面磨床设计中的关键技术

介绍了超精密平面磨床设计中的主要关键技术．主轴及Ｘ．Ｙ．Ｚ轴导轨均采用了气体静压成液体静压轴承，采用误差补偿技术对Ｘ．Ｙ轴导轨误差进行补偿，三轴均由ＣＮＣ系统控制．设计了分辨率为０．０１μｍ的砂轮特殊微量进给装置，并应用了砂轮电解在线修整（ＥＬＩＤ）技术．

Comm125超精密外圆磨床磨削工艺实验研究

利用Comm125超精密外圆磨床,通过试验研究了砂轮粒度、砂轮转速、工件转速、砂轮进给速度、砂轮进给量以及工件顶尖孔等主要因素对材料去除率以及磨削后工件表面粗糙度、形状精度的影响关系。