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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 编辑 / T1 d" p( I6 d, F8 Q
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真巧,今天看到一篇文章。
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机床加工精度的发展
6 s. d# s0 ^% b/ L切削作为加工物体的手段由来已久,尤其是磨削
6 ^* U: ?' I. \加工可追溯到上古时代,但作为通用机床是18世纪才
4 ^$ L' o# @2 E' q R! g1 D2 U2 X开始形成,到18世纪后期才有了较明显的发展,当时. U3 k# U/ d: n- G+ h. O& t
的车床结构很简单甚至还没有拖板和进给丝杆。到
8 N9 x! {) f, P9 [" G% o5 {19世纪在英国出现了作为商品的通用车床,推动了工
! t0 ]2 P: \" p' C9 U2 g* o业进步。当时,虽然已有了蒸汽动力机,但为避免咬; ~* @9 o5 t n; _$ K( p" P6 k, s
缸,甚至出现大型汽缸和活塞的间隙高达5mm,而且
1 b* c- m# X9 V, @: ^- ?9 R进排汽需人工控制,因此性能和效率极差。依靠新的! L: t0 h0 O. r* l
机床与加工工艺,使汽缸与活塞的配合间隙缩小到5 x2 t- t- U/ _8 c& W! S/ f* x6 O( c
2mm,并制造出灵活的自动换汽机构,蒸汽机性能大大
5 I) l _7 m& k+ b8 z% _4 S提高,这一成果推动了英国的工业革命[2]。有了各种
% ]7 Y! U2 \6 r" n( G) _% Q机床,随之而来的是精度问题,当时有一种相当普遍
' t: K( d0 L8 {( ~+ ]# w的看法,称为“精度降低论”,即鉴于一台装有一级精4 ]' a" e1 J7 Z6 s
度母丝杆的车床只能车削出二级精度的丝杆,由此推
* H# s3 S. D$ _& y @, q, B论所生产机床的精度不会高于原机床的水平。$ E- c6 [& {& ^* I
但随着机床的发展,机床的精度越来越高,这是; Z* E/ S5 n9 j* W. Z
由于人们对精密加工基本思路的逐步开发而取得的。3 K" z! [. X, K
其中最早也是最有名的三块平板理论,是英国威特瓦2 g' Z7 b: q5 |
斯首先建立的。三块平板不需要任何基准,通过相互3 }( H: c3 M! O0 R
配刮,就可得到理论上无限高精度的三块平板,在此
4 o7 s$ ?) q5 _3 d- u基础上,还建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度
2 H2 e! o5 ]: @' v% t6 Q# J基准件,从而使加工零件的几何精度大大提高。对机1 M2 d/ r* m! m; k& h- F0 }' b
床制造来说,它直接使机床的导轨和零件接触面的制
, X, n3 e* G7 {造水平大大提高。1 @% ~: O( F3 B. u M. z
补偿理论的出现使机械加工走出了“精度降低
% [6 X9 [9 E+ z论”的牢笼,加工精度获得突破,机床关键零/部. S- w2 o% R4 I, ^3 P A" K: v
件———丝杆和齿轮的加工精度得到提高,将此原理应5 ?3 i0 C8 K4 P
用于直线刻线机、圆刻线机和齿轮加工等不同领域, I$ X, F, @- U* L7 w+ C
都取得很大成功。
4 Y8 q! d$ T8 r4 n- d不久,就有人提出新的理论,称为“过定位和弹性
% J* i2 \# @3 O) O平均理论”。根据空间定位理论,经典的设计原理认
* Z1 b( _) b& R- m( Q+ e. g! k8 l为过定位是有害的,而新的理论则认为在高精度领域) L# @* c2 P. `3 y+ y T8 C
里采用过定位方法反而有利。另一方面,新理论认' d5 l/ a u9 d: _+ d6 l7 Z% `
为,在单项精度提高受到限制时如采用误差平均手段/ i; W. J) w5 t P
可获得突破[3]。! W9 S4 q) B% X: }- k' {, D
到20世纪中期,随着计算机的出现和完善,出现
# ^1 `: e3 r4 r0 A& |, `8 H& F了数控机床,它除了提高机床自动化程度与性能外,
& j' F/ m) H7 M. N1 L; u$ G# y对提高机床精度也起了十分重要的作用。计算机给' ~$ F! `# i U" l
机床带来的又一个巨大进步是实现了在线补偿,这一
: h2 @# Y8 |0 ?技术不再需要预先测量出误差值[4]。
{# L9 t0 j! s6 g最近出现了神经网络控制理论,它用计算机模仿# m0 V& o. d3 |$ r8 i# K
人脑的思维过程,使控制系统具有自我学习功能。机
( c; w- H# k) K& E床能根据每次加工出的误差情况和不同工况下的误# ]& w& R ~3 c6 _2 n, h( H7 c2 P6 X
差类型,自动找出各种工况下的误差规律,并定出自8 a/ _' X% h3 Y8 Z) K3 H
动补偿方案,逐步逼近,使自动补偿精度随机床使用
) @5 q0 y6 X1 p; [时间的增加而逐步提高。神经网络是未来提高加工
; S2 s; Q+ {0 k1 I& j精度水平的很有希望的一种方法[5]。2 ?8 X; W/ C4 ]* t! t0 H
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