無(wú)心磨床是一種先進(jìn)的精密加工方法

當(dāng)今無(wú)心磨床的發(fā)展趨勢(shì)是轉(zhuǎn)向成形、臺(tái)階、切入、快速抖動(dòng)、三維空間曲線表面磨削加工?？梢哉f(shuō)，磨床是磨床類機(jī)床中演變潛力的一種機(jī)型。我國(guó)磨床制造廠應(yīng)跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維，轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上進(jìn)一步發(fā)展，以形成我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。基本代表了目前國(guó)際機(jī)床技術(shù)發(fā)展潮流和水平的國(guó)外制造技術(shù)展覽會(huì)不久前舉行。我國(guó)應(yīng)在完成磨床規(guī)格系列的完善后，跳出傳統(tǒng)的平面磨削的思維轉(zhuǎn)到曲線或輪廓等非平面磨削加工的思路上去進(jìn)一步發(fā)展，形成具有我們自己特色的技術(shù)和產(chǎn)品。

精密機(jī)械加工是一種用加工機(jī)械對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過(guò)程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)﹐分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工,并且不引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工﹐會(huì)引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見(jiàn)有熱處理﹐鍛造﹐鑄造和焊接。
工件材質(zhì)必須極為細(xì)致均勻，并經(jīng)適當(dāng)處理以消除內(nèi)部殘余應(yīng)力,保證高度的尺寸穩(wěn)定性,防止加工后發(fā)生變形。加工設(shè)備要有極高的運(yùn)動(dòng)精度，導(dǎo)軌直線性和主軸回轉(zhuǎn)精度要達(dá)到0.1微米級(jí),微量進(jìn)給和定位精度要達(dá)到0.01微米級(jí)。對(duì)環(huán)境條件要求嚴(yán)格，須保持恒溫、恒濕和空氣潔凈，并采取有效的防振措施。加工系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都應(yīng)控制在 0.1微米級(jí)或更小。這些條件是靠綜合應(yīng)用精密機(jī)械、精密測(cè)量、精密伺服系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制等各種先進(jìn)技術(shù)獲得的。

20世紀(jì)80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期。在20世紀(jì)80年代，美國(guó)政府推動(dòng)數(shù)家民間公司Moore Special Tool和Pneumo Precision公司開始超精密加工設(shè)備的商品化，而日本數(shù)家公司如Toshiba和Hitachi與歐洲的Cmfield大學(xué)等也陸續(xù)推出產(chǎn)品，這些設(shè)備開始面向一般民間工業(yè)光學(xué)組件商品的制造。但此時(shí)的超精密加工設(shè)備依然而稀少，主要以專用機(jī)的形式訂作。在這一時(shí)期，除了加工軟質(zhì)金屬的金剛石車床外，可加工硬質(zhì)金屬和硬脆性材料的超精密金剛石磨削也被開發(fā)出來(lái)。該技術(shù)特點(diǎn)是使用高剛性機(jī)構(gòu)，以切深對(duì)脆性材料進(jìn)行延性研磨，可使硬質(zhì)金屬和脆性材料獲得納米級(jí)表面粗糙度。當(dāng)然，其加工效率和機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性無(wú)法和金剛石車床相比。20世紀(jì)80年代后期，美國(guó)通過(guò)能源部“激光核聚變項(xiàng)目”和陸、海、空三軍“先進(jìn)制造技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”對(duì)超精密金剛石切削機(jī)床的開發(fā)研究，投入了巨額資金和大量人力，實(shí)現(xiàn)了大型零件的微英寸超精密加工。