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2019-03-30 16:41:51

超精密技术是制造行业的未来发展趋势,超精密光学元器件具备的加工精度影响着超精密加工机床的性能。制造企业要想提高加工机床的性能,就要注重加工机床核心部分的精度。也就是说,制造企业需要注重机械滑台的精度。在超精密机械滑台中,其直线度、平面度、定位精度以及重复精度都会影响到加工精度。因此,制造企业的工作人员需要注重机械滑台的测量工作,根据测量的结果分析机械滑台的装配效果,确保其各项参数符合加工要求。

l超精密机械滑台的装配分析

一般来说,超精密机械滑台主要包括基座、导轨、光栅尺以及上滑台等多个部分。在超精密机械滑台的装配中,较重要的装配工作是滑块组件以及导轨的装配,这两个部分的装配精度会对机械滑台的定位精度造成直接的影响。另外,基座平面具备的直线度也会对滑台的工作精度造成影响。具体而言,机械滑台的装配注意要点如下:超精密机械滑台的基座包括两个平行度导轨以及滑块组件安装面,这一安装面的装配精度会对机械滑台装配完成之后的精度造成影响。如果基座平面的直线度不满足加工要求,工作人员需要根据测量所得的数据重新进行基座的研磨,以此保障基座具备较高的直线度,使其满足基座的装配要求。与此同时,因为基座包括两个导轨,所以工作人员需要遵循自为基准原则,分别测量两个的直线度,选择直线度相对较高的导轨作为主导轨,首先进行主导轨的装配,在主导轨的基础上装配副导轨。

1.1基座导轨直线度的测量

通过上述介绍可知,在进行基座的装配之前,需要测量导轨的直线度。在实际的测量工作中,工作人员需要应用高精度的气浮测量平台,首先保障基座和测量平台保持平行状态,再利用开关式磁力座将马尔探头仅仅锁在测量平台的工作面,并来回移动工作台,在移动的过程中观察马尔测微仪呈现的数值,保障数值始终处于一100μm~+l00μm的量程内。如果发现马尔测微仪呈现的数值大于量程,需要采取相应的措施调整工作台的探针。需要注意的是,工作人员在测量的过程中,不可以使工作台的指示灯出现红色,因为红色指示灯的出现表明测量的结果无效。

在上述准备工作完成之后,工作人员需要按照如下流程进行基座直线度的测量:将基座平面按照60mm的规格进行均等分,共选取九个点测量,等距离标记的方式可以确保测量过程中探针可以准确地落在标记处,保障测量的准确性;然后再通过较小二乘法得出测量点的直线度数值。需要注意的是,工作人员要加强工作台移动速度的控制,因为工作台尽可以进行同方向的测量,不可以进行折返,移动速度的控制可以避免探针超过测量点的标记位置。在探针测量的过程中,工作人员需要在标记位置停留一段时间,得到马尔测微仪呈现的数值稳定之后,再将数值记录下来,进行下一个测量点的测量。另外,工作人员在测量的过程中,需要保障实验室具备足够安静的环境,因为环境噪音会引起探针的震动,从而对马尔测微仪的测量结果造成影响,使得测量数据出现误差。

在经过多次测量之后,工作人员需要选择直线度相对较高的导轨作为主导轨,进行机械滑台的装配。直线度的数值由较小二乘法处理所得。该方法是应用参与误差平方和较小的原理构建理想直线,这种数据处理方法相对成熟,算法爱十分简单,在直线度的测量中应用广泛。具体而言,工作人员需要将记录的数据导入到E、el中,利用散点图进行直线的拟合,并根据拟合直线计算出测量点和直线之间的距离。在多个测量点中,与直线的较大距离和较小距离之间的差值就是基座导轨直线度。

1.2导轨的装配

在选出主导轨之后,工作人员需要重新调整马尔探头,通过马尔测微仪呈现的数值,调解主导轨上不同位置上螺栓应用的预紧力,如果马尔测微仪呈现的数值增加,则表示螺栓预紧力需要增加,如果相反,则表示螺栓预紧力需要降低;然后,工作人员需要再次通过均等分的方式获取主导轨的直线度,利用多次测量的数据不断调整,实现螺栓预紧力的较优化,确保主导轨具备较高的直线度,满足机械滑台的装配要求。因为主导轨具备的直线度会对副导轨的安装造成影响,所以工作人员需要合理调整主导轨的直线度,多次测量方法可以将主导轨直线度存在的直线误差控制在微米级,为副导轨的装配奠定良好的基础。

在主导轨装配完成之后,工作人员需要自为基准原则,将马尔测微仪安装在主导轨上,根据马尔测微仪呈现数值的变化,对副导轨螺栓预紧力进行调整,从而实现副导轨直线度的提升,完成基座的装配。

2超精密机械滑台的测量分析

在超精密机械滑台装配完成之后,工作人员需要对滑台的平面以及重复定位精度进行测量,提升超精密机械滑台的质量。

2.1滑台平面的测量

在机械滑台装配完成之后,工作人员需要将V型大理石安放于工作平面上,再将0.074μm平面度的平面平晶安放于v型大理石上。需要注意的是,工作人员需要使用专业手套移动平面平晶,以此保障平面平晶的平整度及示数的准确性。如果平面平晶是垂直放置于大理石上,尽量使平面平面和气浮导轨处于平行状态,使用马尔探针接触工作面的另外一侧。具体的测量流程如下:将探针和平面平晶呈现出45°的夹角,保持探针的位置不动,工作人员通过移动滑台的方式,使得平面平晶呈现的数值保持在一100μm一+l00μm的量程内。如果平面平晶呈现的数值大于这一量程,工作人员需要使用橡胶榔头轻轻敲打大理石,并在敲打之后继续进行平面度的测量,直到平面平晶呈现的数值维持在量程内。

需要注意的是,如果平面平晶呈现的数值增加,需要敲击大理石的右侧;如果平面平晶呈现的数值降低,需要敲击大理石的左侧。这种平面度测量方法可以检测出滑台的装配是否符合滑台的使用要求。将平面平晶竖直安放于V型大理石上,主要是测量机械滑台水平工作面的平面度;将平面平晶水平安放于V型大理石上,主要是测量机械滑台竖直工作面的平面度,具体的测量面是平面平晶的工作面,工作人员在实际的测量工作中需要注意这一点,避免滑台工作面平面度混淆。某制造企业的工作人员按照上述方法对机械滑台进行了测量,测量的结果呈现:竖直方向上的超精密机械滑台直线度是2μm;水平方向上的超精密机械滑台直线度是44μm,均符合超精密机械滑台的使用要求。在实际的超精密机械滑台使用中,产品的加工精度相对较高。

2.2滑台重复定位精度的测量

对于超精密机械滑台而言,重复精度以及定位精度会对机械滑台的加工质量造成直接的影响。工作人员通常使用激光干涉仪进行重复精度以及定位精度的测量,首先将事先编制好的程序载入到系统中;然后在滑台中每隔10mm选择一个测量点,在每个点中停留三秒,连续测量三次;较后通过对测量点数值的分析,得出机械滑台的重复精度以及定位精度。如果测量所得的重复精度或者定位精度没有达到机械滑台的使用要求,工作人员需要采取相应的补偿措施,确保机械滑台具备的重复精度以及定位精度均满足要求。

综上所述,超精密机械滑台具有严格的装配要求,以此保障机械滑台的加工精度。通过本文的分析可知,工作人员需要合理利用测量仪器,得出基座导轨的直线度、机械滑台工作面的平面度、定位精度以及重复精度,按照测量的数值进行机械滑台的装配,并通过不断地调整,实现超精密机械滑台的完善,促进我国制造行业的可持续发展。


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