超精密工作機械の基本部品の加工・応用技術のブレークスルーは、製造業の存続と発展を強力に技術的に支えます。 しかし、我が国の超精密工作機械や主要な基本部品は、これまで主に輸入に依存していました。
国内外のシャフト部品の円筒真円度加工は、基本的に超精密円筒研削盤によって行われます。 直径100 mm、長さ300 mmの軸心の研削を例にとると、我が国の円筒研削盤ではおそらく1〜2ミクロンのレベルまで研削できますが、海外では0.3～0.5ミクロンのレベルが達成可能です。
工作機械や主要コンポーネントの技術的問題を解決するため、国立国防技術大学のダイ・イーファン教授と彼のチームは、5年の歳月をかけてシャフト部品の外周真円度の決定的修正加工技術を提案し、軸芯の真円度精度｛{1}｝.1ミクロンを実現し開発に成功しました。 超精密エア静圧スピンドルの登場です。 最近、中国計量研究所によるテストの結果、静圧スピンドルの関連パラメータが国際先進レベルに達し、我が国の超精密加工精度が効果的に向上します。 関連する研究成果は「マテリアルズ」および「マイクロマシナリー」に掲載されています。
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マンドレルマルチセンサーその場測定。 写真提供：防衛技術大学
超精密部品をシャベルのように研削します
我が国の超精密工作機械や主要な基礎部品がこれまで主に輸入に頼ってきたのは、その核心部分を加工するための「作業機械」、つまり機械や機械を製造する機械が不足していることが最大の技術的問題だからである。旋盤、研削盤、プレーナー、ボール盤などの工作機械とも呼ばれるこれらの機械は、工具を作るための道具であり、産業の自立の基礎です。
一般的な機械加工は工作機械の精度を部品に「写し取る」工程です。 つまり、高精度の工作機械がなければ高精度の部品を加工することはできません。 高精度の部品がなければ、高精度の部品や工作機械を組み立てることはできません。 高精度部品を製造するための加工機械の不在により、超精密工作機械業界全体の発展が制限されます。
Dai Yifan のチームは、長年にわたり最新の光学製造技術の研究開発に取り組んできました。 彼らは、光学部品の最終的な製造精度が、使用される加工装置の精度をはるかに上回っており、光学製造の基本原則は、精密進化加工において高い誤差点を徐々に除去することであることを発見しました。 研究チームは、「精密進化」の原理に基づくこの加工方法を機械部品の高精度加工に応用することを試みた。 最後に、加工原理の革新により、シャフト部品の外周真円度を決定的に修正するプロセスを提案し、高精度の「工作機械」の限界を突破しました。
決定論的成形プロセスはどのように機能するのでしょうか? 「これは、シャベルを使って土地を平らにするようなものです。つまり、凹凸のある部分から適量の土をかき出し、非常に平らな地面が得られるまでこれを繰り返します。」 Dai Yifan 氏は、このプロセスは、円筒形状用の高精度真円度計、材料除去のデジタルで正確な制御を実現する時間制御研削盤、滞留時間を取得する特殊なコンピューター プログラムなど、一連のデジタル機器に依存していると述べました。特定の空間位置にある研削工具など
機械が経験豊富な労働者に取って代わる
Dai Yifan のチームは、新技術の助けを借りて、精度進化の原理に基づいた時間制御研削加工技術を突破し、円筒部品の現場での加工とテストのための統合プロセス手法を確立し、超精密製品の開発に成功しました。空気静力学的スピンドル。
中国計測研究所の試験結果によると、空気静圧スピンドルの半径方向の振れは 15 ナノメートル未満、端面の振れは 15 ナノメートル未満です。 それが地球と同じくらい大きな主軸であれば、回転運動によって生じる振幅は 1 メートルを超えることはありません。
試験結果は、空気静圧スピンドルの半径方向の静的剛性が 1 ミクロンあたり 200 N を超え、軸方向の静的剛性が 1 ミクロンあたり 200 N を超えることを示しています。 平たく言えば、これはスピンドルが 20 キログラムの重力負荷下でも静止した状態を維持でき、変形は 1 ミクロンを超えないことを意味します。 米国の超精密分野で最高レベルを代表するプレシテック社の製品マニュアルと比較すると、上記の技術指標は同等以上です。
現在、国内外でシャフト部品の外周真円度を数十ミクロンレベルまで加工・研磨することが可能です。 それを改善したい場合は、手動の研磨とトリミングに頼るしかありません。 「私たちの新技術は、非常に経験豊富な熟練労働者への依存を取り除くことができ、現代の工業化モデルに従って簡単に生産を組織することができ、超精密基本コンポーネントの大量かつ高効率の生産と応用を促進します。」 戴宜凡氏は、基本的な工作機械部品の加工および応用技術における超精密のブレークスルーは、製造業の存続と発展に強力な技術的サポートを提供し、ハイエンド工作機械の裾野産業チェーンを改善し、競争力を大幅に強化すると述べた。高性能機能部品の開発、高級精密・超精密工作機械の国産化を推進します。
Dai Yifan氏は、これらのブレークスルーは、主要な検出および誘導コンポーネントの超精密加工が直面する超精密機器とコアプロセスの問題も効果的に解決し、ハイエンドコアコンポーネントの超精密加工の量産をさらに促進すると付け加えた。科学研究結果の急速な変革を達成します。
