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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 编辑 ; |" ?& k" f, H) c
) a* `5 J7 K5 z) u真巧，今天看到一篇文章。) g; v% j3 N: i
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机床加工精度的发展3 T% x3 M( L+ D) G; _( b
切削作为加工物体的手段由来已久,尤其是磨削
+ c5 C0 `( t; |! k加工可追溯到上古时代,但作为通用机床是18世纪才9 X6 s. S) [- G1 q
开始形成,到18世纪后期才有了较明显的发展,当时$ F) W+ W! v. {; A
的车床结构很简单甚至还没有拖板和进给丝杆。到
: x ?$ C+ z9 w6 O Z/ I19世纪在英国出现了作为商品的通用车床,推动了工
, J. ^0 G/ N g5 p业进步。当时,虽然已有了蒸汽动力机,但为避免咬% }" ^# ? C, g' e8 A9 v" A
缸,甚至出现大型汽缸和活塞的间隙高达5ｍｍ,而且9 V6 g; x9 I9 v+ O( { H3 X
进排汽需人工控制,因此性能和效率极差。依靠新的
3 o1 f" V+ F0 w: m8 A- y机床与加工工艺,使汽缸与活塞的配合间隙缩小到" T; k% [/ v3 b9 ^* N6 o
2ｍｍ,并制造出灵活的自动换汽机构,蒸汽机性能大大
+ F) l. w/ N( _7 g提高,这一成果推动了英国的工业革命[2]。有了各种
# n- N8 S! f" L3 B/ a" [机床,随之而来的是精度问题,当时有一种相当普遍
4 E! h1 ?5 i# c" j" q9 h的看法,称为“精度降低论”,即鉴于一台装有一级精
. i2 Y9 O) ]1 s7 S2 d8 R1 n度母丝杆的车床只能车削出二级精度的丝杆,由此推* r/ H. e/ ^+ z) o4 m
论所生产机床的精度不会高于原机床的水平。
( p. {: G$ \; B但随着机床的发展,机床的精度越来越高,这是3 k1 y) J1 a2 n( V) v5 k
由于人们对精密加工基本思路的逐步开发而取得的。& ?! I( R8 w! h$ h. K* q
其中最早也是最有名的三块平板理论,是英国威特瓦
; M3 O8 N) B" Z. _! s, n+ Z斯首先建立的。三块平板不需要任何基准,通过相互
' V& s N# \4 n+ w配刮,就可得到理论上无限高精度的三块平板,在此9 z. w+ n) s" M# X) o2 ^
基础上,还建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度
) `) ?' |0 n- P: Y4 R0 w. I基准件,从而使加工零件的几何精度大大提高。对机
H+ M8 w) B5 t* E& J8 X9 }/ c. `床制造来说,它直接使机床的导轨和零件接触面的制, s4 Q) o( Y; }* b4 k( X1 {) b& N
造水平大大提高。
6 b+ S% \4 |. F4 M: _0 v# B* {补偿理论的出现使机械加工走出了“精度降低
; k- [: V6 f" b. |& J, |( p9 k论”的牢笼,加工精度获得突破,机床关键零/部
7 N+ q8 S3 _$ U. F8 b4 l件———丝杆和齿轮的加工精度得到提高,将此原理应, C4 Y/ V$ N6 L; J) f# m3 c$ Z
用于直线刻线机、圆刻线机和齿轮加工等不同领域,
_/ n0 @# n8 U: Q5 t7 r都取得很大成功。
: y8 U2 { N7 a- X P, Q不久,就有人提出新的理论,称为“过定位和弹性
" _2 {3 m6 B, D, C: w平均理论”。根据空间定位理论,经典的设计原理认" J- m! A" B, o% R/ P
为过定位是有害的,而新的理论则认为在高精度领域
* @! T$ [2 U( X2 ]4 W0 i. |里采用过定位方法反而有利。另一方面,新理论认
9 j! N- Y+ Z& g6 f: u0 b" s: k) l为,在单项精度提高受到限制时如采用误差平均手段, T$ D( _6 R! N- G" r8 ]7 ]
可获得突破[3]。* o9 n9 }- q4 R2 F2 v# a7 d$ L0 u0 X
到20世纪中期,随着计算机的出现和完善,出现) X/ |# R- {& k) _9 D' e
了数控机床,它除了提高机床自动化程度与性能外,, ^5 [. ^. l5 N. B Y R
对提高机床精度也起了十分重要的作用。计算机给
; C. k- }% `" O, n' G" j机床带来的又一个巨大进步是实现了在线补偿,这一. ~0 y: L) w$ h$ [) x4 K
技术不再需要预先测量出误差值[4]。9 c+ z& p# |" |7 C- {
最近出现了神经网络控制理论,它用计算机模仿/ ]0 r) U4 h) G8 V8 M
人脑的思维过程,使控制系统具有自我学习功能。机
8 \, _* s4 E% L0 X. R! r床能根据每次加工出的误差情况和不同工况下的误
* ^, |0 H/ w3 }2 [差类型,自动找出各种工况下的误差规律,并定出自
# X& d3 [ k3 g动补偿方案,逐步逼近,使自动补偿精度随机床使用* l" z; y0 F; ?; O) y
时间的增加而逐步提高。神经网络是未来提高加工
* [& p; i& S* w! _) I精度水平的很有希望的一种方法[5]。
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发表于 2014-6-27 10:50:49
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