Historien och nuvarande situationen för ultra-precision CNC verktygsmaskiner i USA

I slutet av 1950-talet började USA att genomföra ultra-precision bearbetning verktygsmaskiner forskning, när utvecklingen av laser kärnfusion experimentella enheter och infraröda experimentella enheter behöver stora metallreflektorer, det akuta behovet av ultra-precision bearbetning teknik och ultra-precision bearbetning verktygsmaskiner. Genom att använda precisionsmaskiner med hög precision på den tiden användes en enpunkts diamantvagnskniv för spegelskärning av aluminiumlegering och kopparoxidfri, så som utgångspunkt har ultraprecisionsbearbetning som en ny bearbetningsprocess utvecklats snabbt.

År 1962 utvecklade UnionCarbide först en ultraprecision hemethic crib med porösa grafit luftlager, som framgångsrikt insåg ultra-precision spegel svarvning med dimensionell noggrannhet av : - 0. 6btm, ytjämhet är Rd0. 025gm, därmed tar det första steget i sub-micron bearbetning. Diamant ultra-precisionsvarvning är dock mer lämplig för vissa mjuka metallmaterial, och inom flygindustrin, astronomi, militära och andra tillämpningar av satellitkameror är de vanligast använda som glas, keramik och andra spröda material av icke-metalliska enheter. Att skära dessa material med diamantfräsar kan orsaka sprickor i den självförädlingande ytan. Ultra-precision slipning är mer gynnsam för bearbetning av spröda material.

En annan representativ produkt av UnionCarbide är dess framgångsrika R-e-form som-spondial som-en-boll verktygsmaskin 1972. Detta är en dual-koordinat CNC spjälsäng med position feedback, som kan ändra hörnet och radien av kniven bas järnväg i realtid bara, och inse spegeln bearbetning av as-sple. Bearbetning diameter på 380mm, formen noggrannhet av arbetet pjäs är plus eller minus 0. 63um med en ytråhet av Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 utvecklade den ultraprecisionsspegelbädden av Moori-typ med luftspindel 1968, men för att uppnå ultraprecisionsbearbetning av spröda material utvecklade företaget 1980 i världen för första gången trekoordinatstyrning av asperter diamantverktygssängningsmaskinen M-18AG-typ asperter diamond tool turning, diamond slipmaskin. Maskinen använder en luftspindel med en radiell rotationsnoggrannhet på 0. 075Bm: Med hjälp av Allen-Braley 7320 CNC-systemet, X- och Z-axeln stroke är 410mm och 230mm, respektive, och rakheten i skenorna är 0. Inom 5gm är positioneringsnoggrannheten för B-axeln 0. 38um, med hjälp av diamant slipskivor för att bearbeta en mängd olika asymtiska metallspeglar med en maximal diameter på 356mm.

RankPneumo introducerade en tvåaxlig länkage MSG ultra-precision CNC svarv 1980 som använder laser interferometrar för att slutföra positionella slutna-loop kontroll. Spjälsängen kan bearbeta 350mm diameter ase speral metall spegel, bearbetning yta grovhet av R till O. 05Bm. År 1988 utvecklade företaget också den framgångsrika ASG2500, ASG2500T, Nanoform300 verktygsmaskiner: dessa maskiner kan inte bara vara ultrafina nära skärning, men också kan bearbetas upp till 300mm diameter som spular speglar. Baserat på ovan nämnda verktygsmaskiner, företaget också utvecklat Nanoform600 i 1990, som kan bearbeta asperterial speglar med en diameter på 600mm, och formen noggrannhet arbetsstycket är bättre än O. 14, yta ojämnhet är bättre än Ra0. 01um. 1996 introducerade företaget Maskin för ultraprecisions kompositbearbetning av Nanoform250, som inte bara möjliggör diamantskärning, slipning och polering, utan också direkt slipar ut hårda och spröda material optiska delar som uppfyller optisk ytkvalitet och ytnoggrannhet.

För närvarande sysslar USA med bearbetning med ultraprecision och tillverkning av mer välkända företag, företag minst 30. Bland de mest representativa och betydande resultat var ovan nämnda Lawrence Livermore National Laboratory laboratorium vid Union Carbide. Sedan 1960-talet har LLNL Laboratories utvecklat DTM-1, DTM-2 ultra-precisionsmaskiner, och i september 1983 framgångsrikt utvecklat DTM-3 horisontella stora optiska diamant ultra-precision spjälsäng representerar den högsta nivån av samtida ultra-precision verktygsmaskiner. Maskinen kan bearbeta 2100rain diameter, vikt 4497k2 arbetsdelar, dess verktyg ram överföringsanordning med hjälp av friktionsdrift, användning av laser interferometer för lägesmätning, användning av flytande statiska trycklager och flytande statisk tryckledare, position noggrannhet på upp till 0. 013 till m: bearbetning mässing delar, yta ojämnhet upp till R till 0. 0076Bra.

I september 1984 utvecklade LLNL Laboratories, i samarbete med Wright Aviation Research Institute of the U.S. Air Force, den stora vertikala ultraprecisionen CNC spjälsängen i Large Optics Diaramond Turning Machine. Sängen kan bearbeta 1625mm diameter arbetsdelar, användning av speciellt utvecklade 7-vägs dubbelfrekvens laser interferometer för en mängd olika position informationsmätning, och sedan genom databehandling, för att ge korrekt feedback information till servosystemet, drivkniv hållare för att säkerställa positionen för verktyget i förhållande till arbetsstycket, mätning upplösning av 0. 635nm. För att säkerställa riktigheten av positionsservvostyrning, är precisionen digital servo kontrollmetoden antagen, och kontrolldelen är en intern CNC-enhet. För att uppnå verktygets mikro-inåt använder maskinen den pedicströmmikroförskjutningsmekanismen, som kan realisera mikroförskjutningen i nanoskala, och bearbetningsnoggrannheten kan nå 0. 025 till m. LODTM är erkänd som en av de högsta nivåerna av ultra-precision spjälsängar i världen idag.