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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 編輯 % _3 U: J# C* \+ ~
* E3 q2 _$ U2 _1 K j' t1 I真巧,今天看到一篇文章。/ M8 w/ u& |1 p) h
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機床加工精度的發展5 X& y$ H1 L ]
切削作為加工物體的手段由來已久,尤其是磨削" c0 {( T3 E' P/ G8 R* a9 x4 o
加工可追溯到上古時代,但作為通用機床是18世紀才
( P3 P/ r4 [" |, B6 f# j9 I開始形成,到18世紀后期才有了較明顯的發展,當時
- d1 T( _: {5 x/ a5 j- k I6 [5 c的車床結構很簡單甚至還沒有拖板和進給絲桿。到5 G! \$ d& b# R$ \6 ]
19世紀在英國出現了作為商品的通用車床,推動了工5 N, v4 W1 `* {9 t1 x
業進步。當時,雖然已有了蒸汽動力機,但為避免咬. A% v9 x: m- ]6 Z, G# X$ g! H' [
缸,甚至出現大型汽缸和活塞的間隙高達5mm,而且( k2 l+ Q; u" N0 P3 s* x+ e
進排汽需人工控制,因此性能和效率極差。依靠新的7 M9 W7 h, y6 Z: q' a6 h% Q
機床與加工工藝,使汽缸與活塞的配合間隙縮小到
) f T+ J. |) ]2mm,并制造出靈活的自動換汽機構,蒸汽機性能大大8 g! W# y6 C3 N9 \
提高,這一成果推動了英國的工業革命[2]。有了各種
4 [. n* v0 p$ T# N$ W" m9 b( ?機床,隨之而來的是精度問題,當時有一種相當普遍, s/ ~. C: W4 Y* k1 Q
的看法,稱為“精度降低論”,即鑒于一臺裝有一級精3 Q! V1 V) f. F7 _6 G
度母絲桿的車床只能車削出二級精度的絲桿,由此推+ J1 K2 b" c& j
論所生產機床的精度不會高于原機床的水平。
& J. G0 M9 B; u x0 r4 N/ x但隨著機床的發展,機床的精度越來越高,這是& t p3 a7 A: }* Y! x% I% d
由于人們對精密加工基本思路的逐步開發而取得的。( w7 p( r& n" v: k# O. \( h7 k
其中最早也是最有名的三塊平板理論,是英國威特瓦
6 M3 e" C* [, L# } k$ c斯首先建立的。三塊平板不需要任何基準,通過相互0 {% P+ p3 \7 O( v) |+ ?+ F
配刮,就可得到理論上無限高精度的三塊平板,在此; p' Y X# A" V; N5 N3 X
基礎上,還建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度
3 }. i( [6 v- c3 w: r- ^ I基準件,從而使加工零件的幾何精度大大提高。對機) N. E; D7 s( b T1 F5 n. @. J
床制造來說,它直接使機床的導軌和零件接觸面的制4 U& G/ @/ p z5 B6 ?6 c" Q
造水平大大提高。
+ J1 a# O3 S1 P" U9 U補償理論的出現使機械加工走出了“精度降低. o s! u; r! L, m$ z* I
論”的牢籠,加工精度獲得突破,機床關鍵零/部* X1 |: p9 f: d, y% t+ K4 b
件———絲桿和齒輪的加工精度得到提高,將此原理應( j" @4 ~. k8 j0 r
用于直線刻線機、圓刻線機和齒輪加工等不同領域,- [) V+ Z8 T8 Y2 r! C
都取得很大成功。7 z2 |9 g9 e9 m
不久,就有人提出新的理論,稱為“過定位和彈性7 r0 L5 ]3 O) j1 ?6 O
平均理論”。根據空間定位理論,經典的設計原理認0 L; J& A) F( r [
為過定位是有害的,而新的理論則認為在高精度領域
, J+ e9 E3 S `% n5 x8 o里采用過定位方法反而有利。另一方面,新理論認/ e8 E4 P0 f0 Q$ R3 R5 O2 m
為,在單項精度提高受到限制時如采用誤差平均手段7 ^% L( t; h1 r
可獲得突破[3]。/ w+ V M9 h& q" h" ]0 x, d0 |
到20世紀中期,隨著計算機的出現和完善,出現
- X7 @" ~; b, H; S, e3 [& a了數控機床,它除了提高機床自動化程度與性能外,
; L0 }9 U i( ]' ^5 ~對提高機床精度也起了十分重要的作用。計算機給- \; i! B, j8 g( k' j9 I3 t
機床帶來的又一個巨大進步是實現了在線補償,這一
; e; W# s0 a! @5 D技術不再需要預先測量出誤差值[4]。
- m0 _9 T! X& Z, k- x2 w1 J最近出現了神經網絡控制理論,它用計算機模仿
) \. t, G' Y( h% Z W人腦的思維過程,使控制系統具有自我學習功能。機9 `: H9 A0 q# [$ L+ i8 Y C* G7 H0 u
床能根據每次加工出的誤差情況和不同工況下的誤
2 z) H4 _* ]7 S差類型,自動找出各種工況下的誤差規律,并定出自( m8 O4 [$ W" {6 {- A
動補償方案,逐步逼近,使自動補償精度隨機床使用
5 J- F' a8 l" |( L* _1 V4 j時間的增加而逐步提高。神經網絡是未來提高加工7 F0 A0 ]( `2 S& e' j8 U! X; \
精度水平的很有希望的一種方法[5]。
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