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发表于 2014-6-27 15:32:05
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本帖最后由 shaokuang 于 2014-6-27 15:45 编辑
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真巧，今天看到一篇文章。
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$ C- Z( k4 U& z! K, G, u) B机床加工精度的发展6 _/ s: F5 r" D
切削作为加工物体的手段由来已久,尤其是磨削
8 U, _7 c" ^1 n# o6 r: ~- ?加工可追溯到上古时代,但作为通用机床是18世纪才6 ~, z- n( I- A( `$ m
开始形成,到18世纪后期才有了较明显的发展,当时% Y/ j1 Y, i1 ]8 I' i
的车床结构很简单甚至还没有拖板和进给丝杆。到
5 A: j9 ?# \/ t( E% Y! i19世纪在英国出现了作为商品的通用车床,推动了工1 ^; p( q4 C5 @4 r2 ^* D
业进步。当时,虽然已有了蒸汽动力机,但为避免咬
+ l# {2 P1 _& ~) v8 D/ w7 W缸,甚至出现大型汽缸和活塞的间隙高达5ｍｍ,而且
& J) u9 ]+ t* b: i( S" r2 V6 e; [进排汽需人工控制,因此性能和效率极差。依靠新的
% R: P* F4 O7 f2 O机床与加工工艺,使汽缸与活塞的配合间隙缩小到" G1 g o/ M2 K
2ｍｍ,并制造出灵活的自动换汽机构,蒸汽机性能大大3 I8 {; t: b8 |8 e9 [
提高,这一成果推动了英国的工业革命[2]。有了各种" n: v: [6 w7 |# K1 u( d
机床,随之而来的是精度问题,当时有一种相当普遍
6 q4 Q/ J1 J5 }5 q& Q$ W, X的看法,称为“精度降低论”,即鉴于一台装有一级精; }8 C) q0 ]1 m Z
度母丝杆的车床只能车削出二级精度的丝杆,由此推- D8 J/ z) ^6 ~3 t# s6 \( v
论所生产机床的精度不会高于原机床的水平。
8 O* ]3 Z- m$ ~; i( Z0 E! b但随着机床的发展,机床的精度越来越高,这是
* ^5 ?/ K& C- ], k由于人们对精密加工基本思路的逐步开发而取得的。! I# J4 Z3 I a0 V, ?' ?
其中最早也是最有名的三块平板理论,是英国威特瓦 U. {1 l" f5 z2 B0 N2 t4 Y. A& G
斯首先建立的。三块平板不需要任何基准,通过相互! g0 `7 L( V6 H/ l+ w0 g
配刮,就可得到理论上无限高精度的三块平板,在此: A& H: v% j9 L1 y$ j
基础上,还建立了高精度直尺、角尺等一系列高精度
" h3 Y% G1 a3 e$ D2 f* j, T" r基准件,从而使加工零件的几何精度大大提高。对机
0 g' |( {, V1 C0 R0 q8 j" G' P2 l/ i床制造来说,它直接使机床的导轨和零件接触面的制9 g+ N4 m% H* w& S: \9 i
造水平大大提高。0 \4 Z5 U6 o# }4 C, w7 Z
补偿理论的出现使机械加工走出了“精度降低8 h. U2 g, f% T7 l
论”的牢笼,加工精度获得突破,机床关键零/部
0 b3 T0 b" ~& O' j! Y! ?1 Q件———丝杆和齿轮的加工精度得到提高,将此原理应+ P' e) F. m0 K9 C! Y
用于直线刻线机、圆刻线机和齿轮加工等不同领域,
a5 G% e# N+ ~8 }9 A( h6 P3 B都取得很大成功。
/ S$ b4 w- F) B$ ~6 K$ ~* Y不久,就有人提出新的理论,称为“过定位和弹性
; |4 O' T+ ~" e$ Z j平均理论”。根据空间定位理论,经典的设计原理认* }, K: K0 g. e, s
为过定位是有害的,而新的理论则认为在高精度领域$ e$ }8 }' z' g$ [3 t
里采用过定位方法反而有利。另一方面,新理论认
2 Q* M# ]' b' @# j1 Z! V+ h为,在单项精度提高受到限制时如采用误差平均手段
1 Q0 h8 m: ^/ l3 H0 f. @可获得突破[3]。
- y9 q+ W; g- g到20世纪中期,随着计算机的出现和完善,出现
/ ^* q6 Z# Q' R7 Z0 X了数控机床,它除了提高机床自动化程度与性能外,
$ }/ ^; a' |9 ^6 V. _$ ^5 @对提高机床精度也起了十分重要的作用。计算机给8 c: `% H* h) D8 k1 @, N; n1 o8 i
机床带来的又一个巨大进步是实现了在线补偿,这一
3 a) g% k8 z5 n' M技术不再需要预先测量出误差值[4]。9 G" a/ J' i8 H# t
最近出现了神经网络控制理论,它用计算机模仿
$ _3 w( k& x( _人脑的思维过程,使控制系统具有自我学习功能。机
& |0 m4 ]( ^* l床能根据每次加工出的误差情况和不同工况下的误5 t' |( M7 V9 _# n9 O4 v
差类型,自动找出各种工况下的误差规律,并定出自- L& d5 l, F5 V! S% }* H
动补偿方案,逐步逼近,使自动补偿精度随机床使用
7 L' Y7 Z' ?3 e7 n1 ?$ p时间的增加而逐步提高。神经网络是未来提高加工
2 g* |" c# x. }, m1 T( x3 a精度水平的很有希望的一种方法[5]。' e- z7 g' ^6 d* F. c- _( }
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