精密机床,大家见得挺多。不过今天要介绍的超精密加工,相信见过的人没有几个。
纳米级超精密加工
纳米级?什么概念?先来看下面几组换算:
1微米=0.001毫米
1纳米=0.001微米=0.000001毫米
1纳米等于0.001微米
1微米等于0.001毫米
1毫米等于0.1厘米
1 米(m)=100厘米= 1000毫米(mm)
1毫米(mm)=1000微米(μm)
1 微米(μm)= 1000纳米(nm)
纳米技术:是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。
我们知道:
普通加工的精度一般在10~100μm,
精密加工精度在3~10μm,
高精密加工精度在0.1~3μm,
而精度要求高于0.1μm的属于超精密加工的精度。
今天就为大家带来了纳米级、亚微米级、微米级的各种超精加工。
纳米级
这台超精密单点金刚石车床来自于美国穆尔纳米技术公司(咨询电话:13501282025),是世界级超精密加工系统和技术研发专家,其设备和系统能够在光学元件表面上获得纳米级精度。
Moore Nanotech® 250UPLV2
超精密单点金刚石车床(可选配为二、三或四轴机床)特性:
●专利耐撞击多孔石墨涂层空气主轴–全转速范围内主轴跳动小于12.5纳米,C轴反馈分辨率为0.01弧秒;
●业界领先的激光全息线性光栅尺,反馈分辨率8.4皮米; ●整体式复合大理石床身结构,紧凑型空间设计,优化空气隔震系统(可选配自动调平阻尼式空气隔震系统),提高热稳定性和减震性; ●全约束式油静压导轨,提供光滑、高刚性和高减震能力的线性运动性能。
亚微米级
亚微米是材料工业的新概念,其原料主要是非金属矿物。超细粉体加工技术作为科学研究的重要组成部分,正在国民经济各部门中起到越来越多的作用。
亚微米材料 粒度直径 100nm~1.0μm国际上公认0.1nm~100nm为纳米尺度空间,100nm~1000nm为亚微米体系,小于1个纳米为原子团簇这是一款来自德国科恩(KERN )的铣削加工中心(咨询电话:13522079385),该款加工中心可实现±1μm尺寸公差的批量生产加工!
●可实现最优尺寸公差±0.5μm的加工;
●可实现高光洁度加工; ●采用静压导轨、静压驱动、静压主轴; ●重复定位精度0.6μ; ●可加装磨头,实现磨削加工。 1962年,德国科恩精密技术公司在慕尼黑创建,并且确立了其高科技产业精密零部件领先供应商的地位,是高精度加工领域的专家,其加工精度精确到纳米级。
现在的科恩(KERN)不仅是知名精密零部件加工企业,也是一家知名机床设备供应商。科恩(KERN)的设备现在都可以实现“4μ加工”:微米钻削加工、微米工模具加工、微米零件加工、微米光学加工。同时科恩(KERN)所有机器可实现多孔加工孔距尺寸公差±2μm、非多孔孔距公差±1μm的加工,所有机器都有温控。
微米级
这台车削机床来自于荷兰汉布雷格(Hembrug)公司(咨询电话:13522079385),车削加工的精度可达到0.1μm,可以实现以车代精磨,有了它以后就不再需要精磨工序了!
以车代替精磨加工,就是采用标准的车削刀具,以单点的车削加工代替多点的磨削工艺,加工淬火后硬度在HRC55~HRC68°之间的零件,并取得优于或等于磨削精度的零件加工。以车代替精磨工艺是一种简单,可靠的创新型工艺,尤其适合于多品种,小批量的零件加工。
一般来说,以车代替精磨的零件精度都非常高,因此对机床本身的刚性、精度、数控系统等都提出了更高的要求。汉布雷格Mikroturn100 超精密车床实现超高加工精度的原因:
1) 机床精度高。HembrugMikroturn100的主轴跳动小于0.1μm,机床X轴,Z轴重复定位精度更是高达+/-0.1μm。
2) 精度保持能力。Hembrug机床采用自主设计和制造的静压导轨及静压主轴,静压技术几乎可以实现“零摩擦”,因此无磨损,从而可以长久的保持机床精度。同时静压主轴可以极大地提高主轴的刚性。
3) 温升控制能力。Hembrug机床利用恒温的静压油,实现全床身温控,机床的刀塔,尾座,冷却液均配置恒温装置,最大限度的控制机床的温升。
4) 控制应力变形。Hembrug机床采用整块的天然花岗岩作为机床床身,主轴的箱体也采用花岗岩箱体,无剩余应力变形。
5) 震动抑制能力。Mikroturn100 天然花岗岩床身与机床底座之间,采用减震器连接,可以有效隔绝7Hz以上的震动。
6) 降低使用成本。0.1μm的静压主轴,平滑运动的静压导轨,吸震能力极强的花岗岩床身,都有助于提高刀具寿命,节省刀具的使用成本。与传统机械主轴机床相比,刀具寿命可以提高2倍。
7) 高性能的数控系统。机床标配西门子840D控制系统,可以选配发那科32i控制系统。控制系统分辨率0.01μm;机床标配C轴,C轴分辨率0.001°。
8) 全闭环反馈。机床采用海德汉光栅尺全闭环反馈。光栅尺分辨率10nm。
9) .环境要求。特殊的机床结构,大大减少了超精密机床对于环境的依赖。Hembrug的机床不要求恒温的车间环境和专用的地基。
汗布雷格Hembrug机床的专业设计,使得该机床非常适合于精密超精密加工,从而可以用于以车代替精磨的领域。其加工淬硬零件的精度可达:
表面粗糙度:Ra0.1~0.4μm
几何精度:≤2μm
尺寸精度:≤2μm
2018年Hembrug为了满足一些零件特殊的表面质量和超高的精度要求,全新推出了亚微米级卧式超精密车磨复合机床,在一次装夹的情况下,可以实现精密车削和精密磨削,其中磨削包括外圆和内孔磨削。
淬火零件加工精度更提高至:
表面粗糙度(无车削纹路):≤Ra0.1μm
几何精度:0.1-2μm
尺寸精度:≤1μm