【正文】 在鏜床上加工箱體類零件上的孔時(shí)，可采用鏜模加工，刀桿與主軸為浮動(dòng)聯(lián)接，則刀桿的回轉(zhuǎn)精度與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度無(wú)關(guān)，工件的加工精度僅由刀桿和導(dǎo)套的配合質(zhì)量決定。實(shí)際生產(chǎn)中，常采用定向裝配和分組選配，使誤差相互補(bǔ)償或抵消，以減小軸承誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響。當(dāng)主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí)，主軸回轉(zhuǎn)精度，主要是受到主軸頸和軸承內(nèi)孔的圓度誤差和波度的影響（）。所謂主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移量。尤其是在精密加工中，它是決定工件圓度的主要因素。軸承是磨頭系統(tǒng)中最重要的部件，它的類型、配置、精度和調(diào)整等因素都直接影響主軸系統(tǒng)的工作性能，主軸的旋轉(zhuǎn)精度在很大程度上是由軸承所決定。要得到確切的結(jié)果，可能要反復(fù)實(shí)驗(yàn)。初步判別誤差的性質(zhì)。所謂校直率增加是生產(chǎn)的工藝過(guò)程不能滿足原設(shè)計(jì)要求的表現(xiàn)，必須采取相應(yīng)的措施，如增加投產(chǎn)數(shù)量，改變公差帶形成可修復(fù)超差件和修復(fù)工序等等。利用統(tǒng)計(jì)法分析的目的是找出影響加工精度的主要因素，驗(yàn)證分析結(jié)果，提出解決問(wèn)題的措施?？梢?jiàn)，前一種方法主要是分析各項(xiàng)誤差單獨(dú)的變化規(guī)律，后一種方法主要是研究各項(xiàng)誤差綜合的變化規(guī)律，且只適用于大批大量的生產(chǎn)條件。分析計(jì)算法，是分別研究各原始誤差對(duì)加工精度的影響。分析和研究機(jī)床誤差及其對(duì)加工精度的影響，無(wú)論在理論上或是實(shí)際應(yīng)用上都具有重要的意義。由于多種因素的影響，由機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中的各種誤差，在不同的條件下，以不同的方式反映為加工誤差。從保證機(jī)器使用性能出發(fā)，每個(gè)機(jī)械零件應(yīng)具有足夠的加工精度，但沒(méi)有必要把每個(gè)零件都做得絕對(duì)準(zhǔn)確。（2）加工精度是零件圖紙或工藝文件以公差T給定的集合參數(shù)，而加工誤差則是零件加工后的實(shí)際測(cè)得的偏離值△。零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。（2）溫度控制：采用恒溫室保證20℃177。本課題應(yīng)用單點(diǎn)式，選用一只測(cè)量傳感器，（也可采用三點(diǎn)式測(cè)量，選用三只測(cè)量傳感器。根據(jù)工作原理，機(jī)床傳動(dòng)誤差測(cè)量常用傳感器可分為以下幾類：（1）光柵傳感器光柵傳感器的最大優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)處理方式簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量精度高（國(guó)外著名廠家如德國(guó)Heidenhain、西班牙Fagor等公司制造的光柵傳感器精度可達(dá)1μm/m）；缺點(diǎn)是光柵尺價(jià)格較昂貴，對(duì)工作環(huán)境要求較高，玻璃光柵尺的線脹系數(shù)與機(jī)床不一致，易造成測(cè)量誤差。 微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用壓電陶瓷、作為微進(jìn)給控制機(jī)構(gòu)，設(shè)克服外負(fù)載150kgf、總位移量約20μm、通入的控制信號(hào)為電壓量、輸入為位移量。另外有SB系列反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)；；43BYG/J450型感應(yīng)式永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 提高步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)精度的方法有：（1）間隙補(bǔ)償：機(jī)械系統(tǒng)的間隙、可以按脈沖當(dāng)量換算成指令脈沖。）電壓60/12V靜態(tài)力矩20000μN(yùn) 主要部件概述 精密磨頭采用內(nèi)置式電機(jī)，軸承用B級(jí)滾動(dòng)軸承，應(yīng)用噴霧潤(rùn)滑及底座水冷卻，磨頭在立柱上的移動(dòng)采用直線導(dǎo)軌，砂輪轉(zhuǎn)速n=10000r/min，砂輪直徑Ф140mm 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速30r/min采用外置式電機(jī)，軸承用多排密珠軸承。與直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，輸出相同功率，交流電機(jī)重量輕，而且交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，適應(yīng)的安裝環(huán)境寬，可以承受高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為了滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求，對(duì)伺服電機(jī)有較高的要求：（1）電動(dòng)機(jī)能在調(diào)速范圍內(nèi)都能平滑地運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）電動(dòng)機(jī)應(yīng)有較強(qiáng)的過(guò)載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求；（3）為了滿足快速響應(yīng)的要求，電動(dòng)機(jī)的快速響應(yīng)性要求好；（4）電動(dòng)機(jī)應(yīng)能承受頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：良好的可控性，運(yùn)行穩(wěn)定和快速響應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，它能對(duì)控制信號(hào)能作出快速的響應(yīng)。由于滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算得：T=（詳細(xì)過(guò)程請(qǐng)參閱《精密數(shù)控磨床的垂直立柱進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)》相關(guān)部分）。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)：能夠驅(qū)動(dòng)的力矩范圍為中小力矩，一般在20Nm以下，轉(zhuǎn)速最高達(dá)到2000rpm，低速時(shí)有振動(dòng)，但是如果使用細(xì)分型電動(dòng)機(jī)可明顯改善，精度一般較低（但在細(xì)分型驅(qū)動(dòng)時(shí)較高），高速時(shí)力矩下降快，過(guò)載時(shí)會(huì)失步（也可接編碼器防止失步），但只能為開(kāi)環(huán)控制，耐振動(dòng)，運(yùn)行溫度，價(jià)格低，基本可以免維護(hù)。交流變頻電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是：具有獨(dú)特的磁極形狀，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)最??；定子外面沒(méi)有機(jī)殼，定于鐵心直接在空氣中冷卻，使電動(dòng)機(jī)溫升能減到最低；具有高的轉(zhuǎn)矩/慣量比，能承受高的加減速；采取集中磁力線結(jié)構(gòu)，在保證高輸出轉(zhuǎn)矩的情況下，電動(dòng)機(jī)的體積小而重量輕。如果無(wú)經(jīng)驗(yàn)公式，就需經(jīng)統(tǒng)計(jì)和分析比較同類型的機(jī)床，來(lái)確定電機(jī)功率。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的確定有以下三種方法：（1）實(shí)測(cè)法——選一臺(tái)傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)跟所設(shè)計(jì)相近似的機(jī)床，并選擇特定工序或典型工序，用電表測(cè)量其一定時(shí)間t內(nèi)的輸入電功W（千瓦小時(shí)），[電動(dòng)機(jī)功率P=（W/t）η（Kw）]。 拖板進(jìn)給速度拖板的進(jìn)給速度確定為：150～450mm/min。 精密數(shù)控磨床的總體布局3 磨床主要技術(shù)參數(shù)的確定主要技術(shù)參數(shù)包括：（1）主參數(shù)：指磨床的加工范圍；（2）基本參數(shù)： （a）尺寸參數(shù)——主要結(jié)構(gòu)尺寸； （b）運(yùn)動(dòng)參數(shù)——執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度； （c）動(dòng)力參數(shù)——一般指磨床電機(jī)功率。結(jié)合本課題的加工要求，經(jīng)過(guò)研究（詳情請(qǐng)參閱《精密數(shù)控磨床微量進(jìn)給拖板系統(tǒng)設(shè)計(jì)》相關(guān)部分），決定采用第①種方案。② 通過(guò)內(nèi)置電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。故在垂直立柱進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要認(rèn)為有如下兩種可以采用的方案：① 用步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌來(lái)帶動(dòng)磨頭主軸箱在垂直方向上的移動(dòng)，并且對(duì)于步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠的對(duì)心采用重心驅(qū)動(dòng)原理。（3）減少占地面積 此因素取決于加工工藝方案以及磨床支承結(jié)構(gòu)形式，請(qǐng)參照下文。如果沒(méi)有平衡裝置的話，在其上升階段卻需要相當(dāng)大的拉力才能實(shí)現(xiàn)，這都是影響到加工要求的不良要素。（3）便于操作、維修、排屑等。 運(yùn)動(dòng)分配分析的結(jié)論確定磨床的運(yùn)動(dòng)分配如下：所有的運(yùn)動(dòng)由磨頭、磨頭主軸箱、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、拖板四個(gè)執(zhí)行件來(lái)完成。 磨頭主軸箱的運(yùn)動(dòng)分配 由于磨頭采用自身回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方式，根據(jù)加工工藝方案，所以磨頭主軸箱就負(fù)責(zé)磨頭垂直方向上的直線移動(dòng)。確定磨床的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在滿足工作要求的前提下，盡可能減少運(yùn)動(dòng)數(shù)目，特別是減少要求高的運(yùn)動(dòng)數(shù)目（例如分度運(yùn)動(dòng)等），并盡可能簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，盡可能用一個(gè)執(zhí)行件完成多個(gè)運(yùn)動(dòng)。一般單油石磨削的磨削量較大，由于本課題是精密加工，所以磨削量極小，所以并不十分合適。單油石磨削的特點(diǎn)是：排屑和散熱相對(duì)比較容易，磨削液較易進(jìn)入磨削區(qū)，適合加工中尺寸類型的零件，但是控制相對(duì)復(fù)雜，加工得到的精度和表面粗糙度一般，油石較易磨損。油石回轉(zhuǎn)，工件安裝在工作臺(tái)上，在加工時(shí)工件并不回轉(zhuǎn)。工件一次安裝，以保證精度。數(shù)控加工機(jī)床是采用軸向加工方式，油石與工件內(nèi)孔相接觸，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制磨削部件內(nèi)孔表面的質(zhì)量。砂輪回轉(zhuǎn)，工件安裝在工作臺(tái)上，在加工時(shí)回轉(zhuǎn)。常用的內(nèi)孔加工方法主要有:切入式磨削、單油石磨削、多油石磨削。要求所加工的軸承孔的技術(shù)參數(shù)能達(dá)到：（1）圓柱度：；（2）圓度：；（3）平直度：。2 總體方案擬定磨床總體方案，包括以下三方面的內(nèi)容：（1）調(diào)查分析；（2）工藝分析；（3）磨床總體布局。這樣做的目的是簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和更易于根據(jù)精度指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，而無(wú)需采取妥協(xié)（折衷）的辦法。因此，一般采用像激光干涉儀這樣的高精度、高分辨率的儀器作測(cè)量裝置，并將其單獨(dú)安裝在氣浮支承的計(jì)量支架上，而且不僅安裝測(cè)量裝置時(shí)要遵守阿貝原理，在更廣義理解上，也要遵守阿貝原理。前者的剛度可達(dá)6KN～8KN/μm，～ /400mm行程；後者的剛度為1KN～2KN/μm，當(dāng)氣膜厚度為4181。它是由涂有稀有材料的磁性混合物的絲杠與帶有線圈的螺母相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。特點(diǎn)是由于齒形角小（只有10176。僅適合在小型機(jī)床上用。－摩擦傳動(dòng)。正常情況下，～，～～；不清砂的雙層壁鑄件可以大大增加結(jié)構(gòu)的內(nèi)阻尼，因而可大大提高衰減振動(dòng)的效果。（3）為了避免振動(dòng)影響加工精度，除了機(jī)床必須安裝在由空氣支承、彈簧支承或其他有效的隔振器支承的地基上外，機(jī)床上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件也要嚴(yán)格進(jìn)行動(dòng)平衡，～。對(duì)個(gè)別強(qiáng)熱源處（如主軸軸承）所產(chǎn)生的熱量，必要時(shí)可采用專門(mén)的熱管帶走。176。與此同時(shí)也要盡量采用熱物理特性相同或相近的材料來(lái)制造機(jī)床的構(gòu)件和零部件。1 總體概述超精密加工機(jī)床設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵與核心問(wèn)題是保證超精密加工工藝和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)環(huán)境要求低，安裝和使用方便，如Nanoform2500和Opt imum2400超精密磨床都使用了Heidenhain光柵尺。為保證超精