Doorbraken in de verwerkings- en toepassingstechnologie van basiscomponenten van ultraprecieze werktuigmachines kunnen krachtige technische ondersteuning bieden voor het voortbestaan en de ontwikkeling van de maakindustrie. De ultra-precieze werktuigmachines en de belangrijkste basiscomponenten van mijn land waren voorheen echter voornamelijk afhankelijk van import.
De cilindrische rondheidsbewerking van asdelen in binnen- en buitenland wordt in principe bereikt door ultraprecieze rondslijpmachines. Als we het slijpen van een askern met een diameter van 100 mm en een lengte van 300 mm als voorbeeld nemen, kan de cilindrische slijpmachine van ons land waarschijnlijk slijpen tot een niveau van 1 tot 2 micron, terwijl het buitenland kan een niveau van 0,3 tot 0,5 micron bereiken.
Om de technische problemen van werktuigmachines en belangrijke componenten op te lossen, hebben Dai Yifan, een professor aan de National University of Defense Technology, en zijn team vijf jaar lang een deterministische modificatieverwerkingstechnologie voorgesteld voor de buitenste ronding van asonderdelen, waardoor de rondheidsnauwkeurigheid van de schachtkern tot 0.1 micron, en met succes ontwikkeld. Introductie van ultra-precieze luchtstatische drukspindel. Onlangs hebben de relevante parameters van de hydrostatische spil, na tests door het China Institute of Metrology, het internationale geavanceerde niveau bereikt, wat de ultra-precieze bewerkingsnauwkeurigheid van mijn land effectief zal verbeteren. Relevante onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in "Materials" en "Micro Machinery".
afbeelding
Doorn multi-sensor in-situ meting. Foto met dank aan de Nationale Universiteit voor Defensietechnologie
Slijp ultraprecieze onderdelen als een schep
De reden waarom de ultra-precieze werktuigmachines en de belangrijkste basiscomponenten van mijn land voorheen voornamelijk afhankelijk waren van import, is dat het grootste technische probleem ligt in het gebrek aan ‘werkmachines’ voor het verwerken van kernonderdelen, dat wil zeggen machines die machines en machines vervaardigen, ook wel werktuigmachines genoemd, waaronder draaibanken, slijpmachines, schaafmachines, boormachines, enz., zijn de gereedschappen voor het maken van gereedschappen en de basis voor industriële zelfredzaamheid.
Algemene bewerking is een proces waarbij de precisie van werktuigmachines naar onderdelen wordt "kopieerd". Met andere woorden: zonder uiterst nauwkeurige werktuigmachines kunnen uiterst nauwkeurige onderdelen niet worden verwerkt. Zonder onderdelen met hoge precisie kunnen onderdelen met hoge precisie en werktuigmachines niet worden geassembleerd. Het ontbreken van een werkende machine voor het vervaardigen van onderdelen met hoge precisie beperkt de ontwikkeling van de gehele industrie van ultraprecieze werktuigmachines.
Het team van Dai Yifan houdt zich al lange tijd bezig met onderzoek en ontwikkeling van moderne optische productietechnologie. Ze ontdekten dat de uiteindelijke productienauwkeurigheid van optische onderdelen de nauwkeurigheid van de gebruikte verwerkingsapparatuur ruimschoots overtreft, en het basisprincipe van optische productie is het geleidelijk verwijderen van hoge foutpunten in evolutionaire precisieverwerking. Het team probeerde deze verwerkingsmethode, gebaseerd op het ‘precision evolution’-principe, toe te passen op de uiterst nauwkeurige verwerking van mechanische onderdelen. Ten slotte stelden ze, door de innovatie van verwerkingsprincipes, een deterministisch modificatieproces voor de buitenste rondheid van asonderdelen voor, waarmee de hoge precisie-limiet van de "werkmachine" werd doorbroken.
Hoe werkt het deterministische vormgevingsproces? "Het is alsof je een schop gebruikt om een stuk land waterpas te zetten, dat wil zeggen: een geschikte hoeveelheid grond van de geribbelde en oneffen gebieden scheppen, en dit herhalen totdat je een zeer vlakke grond hebt verkregen." Dai Yifan zei dat dit proces afhankelijk is van een reeks digitale apparatuur, waaronder het verkrijgen van zeer nauwkeurige rondheidsmeters voor cilindrische vormen, tijdgestuurde slijpmachines die digitale en nauwkeurige controle van materiaalverwijdering realiseren, speciale computerprogramma's die de verblijftijd van materiaal verkrijgen slijpgereedschappen op specifieke ruimtelijke posities, etc.
Machines vervangen ervaren werknemers
Met behulp van nieuwe technologie doorbrak het team van Dai Yifan de tijdgestuurde slijpverwerkingstechnologie gebaseerd op het principe van precisie-evolutie, vormde een geïntegreerde procesmethode voor het ter plaatse verwerken en testen van cilindrische onderdelen, en ontwikkelde met succes een ultra-precisie aerostatische spindel.
Testresultaten van het China Institute of Metrology laten zien dat de radiale slingering van de statische luchtdrukspindel minder dan 15 nanometer bedraagt, en de slingering aan het eindoppervlak minder dan 15 nanometer. Als het een hoofdas zou zijn zo groot als de aarde, zou de amplitude veroorzaakt door de rotatiebeweging niet groter zijn dan 1 meter.
De testresultaten tonen aan dat de radiale statische stijfheid van de aerostatische spindel groter is dan 200 N per micron, en de axiale statische stijfheid groter is dan 200 N per micron. In termen van de leek betekent dit dat de spil stil kan blijven staan onder een zwaartekrachtbelasting van 20 kilogram, en dat de vervorming niet groter zal zijn dan 1 micron. Als we de producthandleiding van Precitech vergelijken, die het hoogste niveau op het gebied van ultraprecisie in de Verenigde Staten vertegenwoordigt, zijn de bovenstaande technische indicatoren gelijkwaardig of zelfs hoger.
Momenteel kan de buitenrondheid van schachtdelen in binnen- en buitenland tot een niveau van enkele tienden van een micron worden verwerkt en vermalen. Als u het wilt verbeteren, kunt u alleen vertrouwen op handmatig slijpen en trimmen. "Onze nieuwe technologie kan de afhankelijkheid van uiterst ervaren arbeiders wegnemen en kan de productie gemakkelijk organiseren volgens het moderne industrialisatiemodel, waardoor de massale en zeer efficiënte productie en toepassing van ultra-precieze basiscomponenten wordt bevorderd." Dai Yifan zei dat ultra-precieze doorbraken in de verwerkings- en toepassingstechnologie van basisonderdelen van werktuigmachines sterke technische ondersteuning zullen bieden voor het voortbestaan en de ontwikkeling van de maakindustrie, de ondersteunende industriële keten van hoogwaardige werktuigmachines zullen verbeteren en het concurrentievermogen aanzienlijk zullen vergroten. van hoogwaardige functionele componenten, en het bevorderen van de lokalisatie van hoogwaardige precisie- en ultraprecieze werktuigmachines.
Dai Yifan voegde eraan toe dat deze doorbraken ook effectief de ultraprecieze apparatuur en kernprocesproblemen zullen oplossen waarmee ultraprecieze verwerking van belangrijke detectie- en geleidingscomponenten gepaard gaat, de massaproductie van ultraprecieze verwerking van hoogwaardige kerncomponenten verder zullen vergemakkelijken, en een snelle transformatie van wetenschappelijke onderzoeksresultaten te bewerkstelligen.
