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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 编辑
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真巧，今天看到一篇文章。: C7 G0 |7 A$ {, e/ e3 s
/ A1 R& [/ |" t# Q7 u机床加工精度的发展$ D) j3 N; p: u' ]
切削作为加工物体的手段由来已久,尤其是磨削
" E! @; ^6 q3 b3 F: j1 v' n) a加工可追溯到上古时代,但作为通用机床是18世纪才
- m7 z( m4 q' |& f开始形成,到18世纪后期才有了较明显的发展,当时
& Y' |2 t& o, K; j$ z. Z的车床结构很简单甚至还没有拖板和进给丝杆。到$ N% D t0 F$ F: t' `
19世纪在英国出现了作为商品的通用车床,推动了工* ?& H$ |/ u* C
业进步。当时,虽然已有了蒸汽动力机,但为避免咬2 S; W* `! g! J, g2 I P
缸,甚至出现大型汽缸和活塞的间隙高达5ｍｍ,而且
9 [0 x5 [9 m/ r* k+ z! Z5 d进排汽需人工控制,因此性能和效率极差。依靠新的! a- g; e4 L3 A4 o. y* B E3 r3 ~
机床与加工工艺,使汽缸与活塞的配合间隙缩小到8 t4 J% a4 Q& g5 n& [+ _
2ｍｍ,并制造出灵活的自动换汽机构,蒸汽机性能大大 G0 P- t# q/ {( P$ H8 W
提高,这一成果推动了英国的工业革命[2]。有了各种2 v9 q o+ h- C
机床,随之而来的是精度问题,当时有一种相当普遍
4 g1 B: l! f% }) y/ y2 b2 c的看法,称为“精度降低论”,即鉴于一台装有一级精
9 I0 l" d& v/ x% c3 D度母丝杆的车床只能车削出二级精度的丝杆,由此推
. Z2 A* Y7 s% P& z- K; u论所生产机床的精度不会高于原机床的水平。
( O s; q {& W" ?" f4 v+ ~2 {2 o但随着机床的发展,机床的精度越来越高,这是+ K5 \8 @5 G" U: Y$ h# n
由于人们对精密加工基本思路的逐步开发而取得的。; R+ Y2 Q* `0 D2 |2 g. ?: X
其中最早也是最有名的三块平板理论,是英国威特瓦6 P$ ^' j* C! w
斯首先建立的。三块平板不需要任何基准,通过相互
0 U- x, R% E. f$ I( H6 `- @配刮,就可得到理论上无限高精度的三块平板,在此
6 f% q5 a/ t* d( Z+ m基础上,还建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度
9 u `" ~, Q% j3 S s6 a基准件,从而使加工零件的几何精度大大提高。对机7 g2 c( w0 V* P" k
床制造来说,它直接使机床的导轨和零件接触面的制
/ C) N2 F6 g! Y. n7 L5 Q8 }造水平大大提高。
3 E" ^$ ]; L, m1 _5 p补偿理论的出现使机械加工走出了“精度降低
& {$ F% Z( d% c1 t$ H% w论”的牢笼,加工精度获得突破,机床关键零/部( ?0 ]2 y" A1 f; O0 j0 M6 [
件———丝杆和齿轮的加工精度得到提高,将此原理应
" c2 i, S6 j7 `" } ^- Q% k$ y用于直线刻线机、圆刻线机和齿轮加工等不同领域,5 p. {$ O2 {1 {. z3 Z$ q: D
都取得很大成功。- i3 |# q9 v& B
不久,就有人提出新的理论,称为“过定位和弹性9 ^$ u% [/ o5 ]( Z; n8 ]! X$ M
平均理论”。根据空间定位理论,经典的设计原理认; w( l; S& ]2 n4 n( g5 m1 Y
为过定位是有害的,而新的理论则认为在高精度领域8 A7 n/ h8 C$ r. ?
里采用过定位方法反而有利。另一方面,新理论认
- k2 k- @6 t3 [' e J$ w7 ]为,在单项精度提高受到限制时如采用误差平均手段- X" \7 |$ E: c- N: [ K$ P: j. y
可获得突破[3]。
* X0 B4 P$ V2 ]# [$ E7 h到20世纪中期,随着计算机的出现和完善,出现& D& H5 O0 x# b" _7 q& Z5 w
了数控机床,它除了提高机床自动化程度与性能外,+ e' B* _& E) O. o3 f
对提高机床精度也起了十分重要的作用。计算机给5 ]) t* i# }# l& @7 R. z$ l
机床带来的又一个巨大进步是实现了在线补偿,这一
# F6 J8 e9 w8 d z技术不再需要预先测量出误差值[4]。
# B% m2 r" P I1 Y( q% l最近出现了神经网络控制理论,它用计算机模仿) \* P5 c# N! e2 D6 t! Y
人脑的思维过程,使控制系统具有自我学习功能。机
2 b: d8 z x$ \床能根据每次加工出的误差情况和不同工况下的误5 k* s" \, V7 X5 E' d
差类型,自动找出各种工况下的误差规律,并定出自
' \1 Q6 o3 n6 V* M. u动补偿方案,逐步逼近,使自动补偿精度随机床使用
; I6 b% _. r" O9 }: e时间的增加而逐步提高。神经网络是未来提高加工
0 N) r% u! d! L( ?( A2 \精度水平的很有希望的一种方法[5]。( l! ~* a7 C6 b/ m
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发表于 2014-6-27 10:50:49
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