Der Bearbeitungspräzisionskern der ultrapräzisen Drehmaschine wird durch die "Hardwarepräzisionsgrundlage + Umgebungskontrolle + Prozess- und Prüfschleife" realisiert, um letztlich eine Dimensionsgenauigkeit auf Nanonebene (in der Regel ≤ 100 nm) und eine Formgenauigkeit auf Submikronenebene zu erreichen.
1. Kernhardware: Grundlage für die Genauigkeit
Hochsteife Werkzeugmaschinenstruktur: Natürlicher Granit, künstlicher Granit oder Legierungsmaterial der Luftfahrtklasse, dieses Material hat eine gute thermische Stabilität, eine große Dämpfung und kann Vibrationen und thermische Verformungen reduzieren.
Ultrapräzises Spindelsystem: Ausgestattet mit einer aerostatischen, flüssigkeitsstatischen oder magnetischen Suspensionsspindel, wird der Spindeldrehfehler auf Nanometern gesteuert, um Bearbeitungsabweichungen durch Spindelzentrizität zu vermeiden.
Hochpräzises Zufuhrsystem: Verwenden Sie Kugelschrauben (Vorspannung zur Beseitigung von Lücken) oder Linearmotoren in Kombination mit geschlossenem Feedback der Rasterscheibe (Auflösung bis zu Nanometern), um Positionsgenauigkeit und Bewegungsgleichheit der Zufuhrbewegung zu gewährleisten.
Hochwertige Werkzeuge und Klemme: Verwenden Sie ultraharte Werkzeuge wie Diamanten (PCD / PCBN), Schneidkantenschärfe von bis zu Nanometern; Befestigungswerkzeuge wie Vakuumsauger, Präzisionsscheiben bieten hohe Koaxialität und geringe Verformungseigenschaften, um Verschiebungen bei der Befestigung von Werkstücken zu vermeiden.
Umweltkontrolle: Beseitigung externer Störungen
Thermostatische Kontrolle: Die Bearbeitungsumgebungstemperatur ist stabil bei 20 ± 0,1 ~ 0,5 ° C, um zu vermeiden, dass die Werkzeugmaschine, das Werkstück und das Werkzeug aufgrund von Temperaturänderungen aufblasen und kühlen, was zu einer Abweichung der Größe führt.
Schwingungsisolationsdesign: Die Werkzeugmaschine wird auf einem Schwingungsboden oder einer Luftfeder installiert, um die Auswirkungen von Bodenschwingungen (z. B. Betrieb von Anlagengeräten, Bewegung von Mitarbeitern) auf den Schneidprozess zu isolieren.
Saubere Umgebung: In einer sauberen Werkstatt (in der Regel Klasse 100 bis 1000), um Staub und Verunreinigungen an der Werkstück- oder Werkzeugoberfläche zu reduzieren und Kratzer oder Bearbeitungsfehler zu vermeiden.
Prozess und Prüfung: Dynamische Optimierung und Präzisionsschleife
Optimierung der Präzisionsschneidparameter: Verringerung der Schneidkraft und der Schneidwärme durch geringe Schneidmengen (niedrige Schneidgeschwindigkeit, geringe Zufuhr, flache Schneidtiefe), Verringerung der Verformung des Werkstücks und Verringerung des Werkzeugverschleißes.
Echtzeit-Überwachung und Kompensation: Durch Laserinterferometer, Kugelstangenmesser und andere Geräte werden Werkzeugmaschinengeometriefehler (wie Geradheit, Vertikalität) und Bewegungsfehler in Echtzeit erkannt und durch ein CNC-System dynamisch kompensiert.
Online-/Offline-Prüfprüfung: Messung der Werkstückgröße online mit einer Kontaktsonde (z. B. Renishaw-Sonde) während der Bearbeitung oder Offline-Prüfung nach der Bearbeitung mit Präzisionsinstrumenten wie Atomkraftmikroskopen oder Laserinterferometern, um die Genauigkeit zu gewährleisten.