“超精密機床的研發(fā)和制造技術是一項前沿性的技術,將引領機床的加工精度不斷向著人類未曾涉及的技術領域深入邁進。”北京機床研究所所長劉炳業(yè)在近日召開的2014中國機床工具發(fā)展高端論壇上指出,“超精密機床是發(fā)達國家非常重視并且采取措施加以控制的機床,且它體現(xiàn)著一個國家精度技術的競爭力�!�
劉炳業(yè)強調,在過去的30年里,世界范圍的機床技術得到了很大程度的發(fā)展,機床技術的發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出多元化的特點,但高精度是數(shù)控機床的主流發(fā)展趨勢,并且超精密加工的精度比精密加工精度還要高出一個數(shù)量級。
事實上,超精密加工技術所涉及的技術領域非常豐富。在北京機床研究所30多年的研究歷程中,針對超精密加工技術所涉及到的相關技術,劉炳業(yè)系統(tǒng)地總結出了36個方面的關鍵前沿研究以及11項領先的核心技術。其中,關鍵前沿研究包括設計、運動部件、測量分析、工藝技術、主機制造技術和機床應用條件技術六方面內容。領先的核心技術涵蓋:精密超精密主軸關鍵結構制造技術、精密超精密直線運動部件關鍵結構制造技術、高分辨率運動驅動技術、機床關鍵零部件的加工工藝制造技術、部件抵御外部干擾的特性技術、高穩(wěn)定性快速直線運動的結構與制造技術、多運動軸機床的嵌套結構設計技術,以及針對目標零件制造的機床集成制造技術等內容。
“在機床的精度從微米級到納米級的發(fā)展歷程中,有三項關鍵技術無法回避,這三項技術也是納米精度機床的研究門檻�!眲⒈䴓I(yè)分析稱,其中一項技術是無遲滯的軸承技術,遲滯現(xiàn)象在機械系統(tǒng)中大量存在,遲滯現(xiàn)象不僅嚴重影響機床溜板的運動定位精度和重復定位的精度,也影響運動的高分辨率實現(xiàn),同時也影響精密零件的加工形狀精度以及表面粗糙度。而靜壓軸承技術可以很好地解決機械遲滯的現(xiàn)象,并且可以均化幾何誤差,在超精密機床中得到大量應用。靜壓技術在過去的十年時間里取得了重大進展,自補償?shù)姆答伡夹g更為成熟。以流量控制的節(jié)流技術使靜壓軸承的剛度得到很大程度的提升,使超精密機床加工的材料硬度不斷提高。