超精密加工技术论文
超声波加工技术论文
超声波加工技术论文超声波加工是利用工具断面的超声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法。
这是店铺为大家整理的超声波加工技术论文，仅供参考!超声波加工技术论文篇一超声加工的应用及发展摘要：陶瓷、光学玻璃、功能晶体、金刚石、宝石和先进复合材料等具有优越的物理、化学和机械性能，在航空、航天、军工、电子、汽车和生物工程等领域正得到越来越广泛的应用，并且其应用还在不断向新的领域扩展。
与此同时，人们开始探索特种加工方式来加工这些难加工材料。
超声加工技术就是在此背景下发展起来的，实践证明，它是加工上述难加工硬脆材料的高效和经济有效的方法之一。
超声技术在工业中的应用开始于20世纪10～20年代，它是以经典声学理论为基础，同时结合电子技术、计量技术、机械振动和材料学等学科领域的成就发展起来的一门综合技术。
超声技术的应用可划分为功率超声和检测超声两大领域。
其中，功率超声是利用超声振动形成的能量使物质的一些物理、化学和生物特性或状态发生改变，或者使这种状态改变加快的一门技术。
功率超声在机械加工方面的应用，按其加工工艺特征大致分为2类，一类是带磨料的超声磨料加工(包括游离磨料和固结磨料)，另一类是采用切削刀具与其他加工方法相结合形成的超声复合加工。
关键词：超生加工发展特点及优势应用潜能一、超声加工技术的发展1927年，美国物理学家伍德和卢米斯最早作了超声加工试验，利用超声振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔。
但当时超声加工并未应用到工业上，直到大约1940年在文献上第一次出现超声加工(USM-Ultrasonic Machining)工艺技术描述以后，超声加工才吸引了大家的注意，并且逐渐融入到其他的工业领域。
1951年，科恩研制了第一台实用的超声加工机，为超声加工技术的发展奠定了基础。
USM提供了比常规机械加工技术更多的优点。
例如，导电和非导电材料它都可以加工，并且加工复杂的三维轮廓也可以像简单形状那样快速。
此外，超声加工过程不会产生有害的热区域，同时也不会在工件表面带来化学/ 电气变化，而且加工时在工件表面上所产生的有压缩力的残余应力可以增加被加工零件的高周期性疲劳强度。
磨削技术论文：超高速磨削及其优势探析
磨削技术论文：超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术，已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手，分析其优势，探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面，以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于，超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间，较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率，同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快，磨削力大，可以快速去除工件表面杂质，得到更加精细的加工表面，精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快，磨削力大，超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上，大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长，能够在保证加工效率的情况下，延长更换周期，降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术，可适用于各种材料的加工，包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料，减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域，超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间，提高生产效率。
同时，它还能精细加工各类构件表面，达到工艺标准，节约原材料，降低生产成本。
在未来，超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中，采用超高速磨削技术，成功优化了加工效率，降低了产品成本，得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中，减少了加工时间，提高了钢筋的精度和尺寸的一致性，受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件，成功提高了构件的表面精度和光洁度，降低了产品的废品率，提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件，减少了加工时间，提高了精度和表面光洁度，获得了广泛应用。
机械制造毕业论文范文
机械制造毕业论文范文《现代机械制造工艺与精密加工技术研究》机械制造行业的发展水平体现了国家生产水平，为促进我国机械制造行业水平的提升，必须不断优化机械制造工艺，促进精密加工技术的不断进行和创新。
1、现代机械制造工艺机械制造工艺主要有流程制订、原件加工、先进工艺技术等。
现代机械制造工艺包含车、钳、铣、焊等内容，其中焊接工艺应用最广泛。
焊接工艺主要包括电阻焊工艺、气体保护焊工艺、螺柱焊工艺、埋弧焊工艺及搅拌摩擦焊工艺。
电阻焊工艺是通过在正电极和负电极的中间放置焊接物，然后进行通电操作，让电流从中通过时，会在焊接物周围形成店长效应，使得焊接物能够熔化，并进行融合，达到压力焊接的效果。
并且电阻焊工艺具有很高的工作生产效率，用的时间也比较少，焊接的质量高，并能够高效率的进行机械化操作，产生的噪音及气体污染比较小。
但电阻焊工艺也存在一定的不足，电阻焊工艺的相关设备的成本比较高，并且没有具备很好的无损检测技术，维修方面存在一定的难度，并且所需要费用也较高。
气体保护焊工艺的工作过程主要是通过电弧进行焊接操作。
气体保护焊工艺中在进行焊接时，使用的保护介质为气体，气体保护层会在电弧周围产生，对电弧、空气、熔池进行分离。
这种保护措施能够焊接操作受到有害气体的影响，保证焊接电弧在焊接过程中能够实现有效燃烧。
气体保护焊工艺中作为保护介质的气体中应用较多的为二氧化碳，二氧化碳的成本比较低，因此其应用也最广泛。
螺柱焊工艺主要是先连接螺柱与板件或管件，然后通过电话熔化焊接的接触面，并施加一定的压力在螺柱上完成焊接。
螺柱焊工艺的焊接方式有拉弧式和储能式两种。
其中拉弧式焊接的熔深较大，主要应用于重工业中，储能式焊接的熔深较小，主要应用于薄板焊接中。
拉弧式焊接和储能式焊接都属于单面焊接方式，并且具有无需打孔、粘结、铆接等优点，焊接过程中不需要进行钻洞和打孔，能够保证完成的焊接不会出现漏水漏气等问题，并且这两种焊接方式在现代机械制造业中得到了广泛的应用。
超声波加工技术研究本科
超声波加工技术研究本科襄樊学院理工学院毕业论文题目超声波加工技术研究专业机械设计制造及其自动化（机制方向）班级姓名学号指导教师职称┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 超声波加工技术研究摘要：超声波加工技术因为其特有的加工特性被广泛应用于各行各业，尤其在机械加工中，比如研磨、深小孔加工探伤，清洗等。
而在再纺织、化工、食品方面也应用颇多，一些普通加工难以完成的工作通过超声波加工可以轻而易举地完成。
本论文就超声波加工技术的原理、发展及在以上方面的应用做出初步的研究和探索。
首先，对超声波加工的原理和产生机理做出了解，超声波加工是利用振动频率超过16000Hz 的工具头，通过悬浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法。
其次，对超声波加工技术再机械加工中的应用做出研究，通过实例分别探讨其在研磨、洗削加工、深小孔加工中的应用，并与常规加工手段进行对比。
再者对超声波加工在清洗与探伤中的 应用做出基本的应用探究。
关键词：超声波加工，机械加工，其他应用┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Application Research of Machining Technology Based onUltrasonicAbstractUltrasonic machining technology because its peculiar processing characteristics are widely used in all walks of life, especially in mechanical processing, such as grinding, deep hole processing scald, cleaning, etc. And again in textile, chemical, food, some quite also applies to the finished work of ordinary processing by ultrasonic machining can easily finish. This paper, the principle of the ultrasonic machining technology development and application of the above make preliminary research and exploration. First, the principle of ultrasonic machining and its mechanism, ultrasonic machining is to know to use vibrations frequency of more than 16,000 Hz, through suspension abrasive tool to head the forming of a kind of method.Secondly, of ultrasonic machining technology to the application of mechanical processing make research, through examples in this paper the grinding and wash cutprocessing, deep hole processing applications, and compared with the conventional processing methods.Moreover of ultrasonic machining in cleaning and testing the application of the application to make basic study.Key words: Ultrasonic machining, mechanical processing, other applications┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊目 录 第一章 绪论 ...................................................... - 1 - 1.1超声波的概念 ........................................... - 1 - 1.2 超声波的产生 ........................................... - 1 - 1.3超声波的两个参数及其特点 ................................ - 1 - 1.5 超声波加工技术的应用现状及发展趋势 ..................... - 2 - 1.6超声波加工技术的基本原理 ................................ - 4 - 1.6.1超声波加工机床简介 ............................. - 5 - 1.6.2 超声振动加工 .................................. - 5 - 1.6.3 超声复合加工 .................................. - 7 - 1.7研究的目的与意义 ........................................ - 8 - 第二章 超声波精密研磨 .............................................- 10 - 2.1超声研磨的原理 .........................................- 10 - 2.2 超声波研磨的装置 .......................................- 12 - 第三章 超声波深小孔加工 ...........................................- 14 - 3.1超声波振动钻的基本原理 ..................................- 14 - 3.2超声波加工的刀具 ........................................- 17 - 3.3刀具与机体的连接 ........................................- 18 - 3.4 超声波加工深小孔的实际应用—对玻璃小孔的钻削加工 ........- 19 - 3.4.1磨料选择 .......................................- 19 - 3.4.2工具的振幅与频率的选择 .........................- 19 - 3.4.3加工压力的选择 .................................- 19 - 3.4.4磨料悬浮液浓度的参数选择 .......................- 20 - 3.4.5加工效果与缺陷 .................................- 20 -┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第四章 超声波铣削加工 .............................................- 21 -4.1 超声波铣削加工的原理与特点 .............................- 21 -4.2 超声铣削机床 ...........................................- 22 -4.3超声波铣削加工中材料去除率模型 ..........................- 23 - 4.4分层厚度对材料去除率的影响 ..............................- 26 - 第五章 超声波的其他应用 ...........................................- 26 -5.1.超声波探伤 .............................................- 26 - 5.1.1 超声波探伤的概念...............................- 26 - 5.1.2 超声波探伤的原理...............................- 27 - 5.1.3.超声波探伤在管道焊缝中的实例应用及分析 .........- 28 - 5.1.4 超声波技术在探伤应用中的优缺点 .................- 31 - 5.2超声波清洗 .............................................- 32 - 5.2.1超声波清洗的基础 ...............................- 32 - 5.2.2超声波清洗原理 .................................- 32 - 5.2.3超声波清洗机 ...................................- 33 - 5.2.4超声波清洗的主要技术参数 .......................- 33 - 5.2.5影响超声波清洗的技术参数 .......................- 34 - 5.2.6超声波清洗的优点 ...............................- 34 - 第六章 总结 ......................................................- 35 - 致 谢 ............................................................- 36 - 参考文献 .........................................................- 37 -┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 绪论超声波加工包括超声振动加工和超声复合加工两种方法这两种超声波加工方式在一些常规加工方式无法解决完成的时候它们能很容易的进行加工。
激光加工论文
浅谈激光加工技术摘要：激光加工是指利用激光束投射到材料外表产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、外表改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。
用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。
关键词：激光加工、高能量、高精度。
一激光加工的起源和原理在某些特别的场合有特别的加工精度要求，脆硬材料及快速的加工过程中，利用传统的加工工艺是无法实现的。
随着科学技术的发展和社会需求的多样化，产品的竞争越来越激烈，更新换代的周期也越来越短。
为此，为了能根据市场的要求尽快设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出原型，从而进行性能测试和修改，最终形成定型产品。
20世纪60年代发展起来一种特种加工技术——激光加工。
与传统加工工艺不同，激光加工是利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上到达很高的能量密度，然后将激光束照射到工件的外表，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体外表性能。
激光是可控的单色光，有激光器，激光电源等激发产生的一种单色光。
由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的外表直接磨察产生阻力，几乎不会产生任何的机械冲击和压力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
二激光加工的特点激光特有的特性决定了激光在加工领域存在很大的优势：①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。
非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究
本科毕业设计（论文）通过答辩摘要非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系统中能够很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低成本并有效的减轻仪器重量。
可广泛应用于各种现代光电子产品，几乎在所有的工程应用领域中，无论是现代国防科技技术领域，还是普通的工业领域都有着广泛的应用前景，开展光学玻璃非球面零件的高精密光学技术研究具有重要的理论意义和现实指导意义。
本次设计研究内容为非球曲面的超精密加工系统的研究，非球曲面的超精密加工工艺的研究。
重点内容是非球曲面加工超精密磨削装置的设计，主要为砂轮主轴装置的选取，中心高位调机构的设计，各个运动的传动设计以及砂轮运动轨迹的分析。
在研究过程中详细的分析了影响零件加工精度的各种主要因素并提出相应的控制措施，尤其是对非球曲面的磨削加工设备进行详细设计，并简要分析了非球曲面加工机床的数控及伺服控制系统等。
关键词：非球曲面；超精密加工；微调机构；金刚石砂轮本科毕业设计（论文）通过答辩AbstractThe aspheric optical parts can get good image quality, good optical system correction of various aberrations, to improve the image quality, and improve the system ability to identify it to one or several non-spherical spherical optical parts unparalleledparts instead of a number of spherical parts, thus simplifying the instrument structure, reduce costs and reduce instrument weight. It’s widely used in many realms, such as national defense, machine chemical and aviation. It’s very useful to develop the grinding theory and important practical significance to study the high precision grinding methods about the optical glass aspheric surface parts. This article discussed in the ultra-precision grinder, the CNC operation program,and the aspheric surface optics parts’grinding craft. The center height micro-adjusting mechanism and the drive system. In the process of the research, we analysis it detailed that the main factor influence the process precision of the parts, and make something to solve it, especially for the precision grinding equipments, and analysis it simplify for the precision machine tool for aspheric surface optics parts and the servo-control system and the other technology.Key words: the aspheric surface; ultra-precision machining; the micro-adjusting mechanism; diamond wheel本科毕业设计（论文）通过答辩目录摘要 (I)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1非球面加工的优点和意义 (1)1.2非球曲面研究概述 (1)1.2.1 非球面的定义 (1)1.2.2 非球面应用领域 (2)1.2.3 非球曲面加工技术近年来发展概况 (2)1.2.4 非球曲面加工的发展趋势和研究方向 (4)1.3 非球面光学零件材料及其加工方法 (4)1.3.1 计算机数控单点金刚石技术（SPDT） (5)1.3.2 超精密磨削技术 (5)1.3.3 计算机控制光学表面成型（CCOS）技术 (5)1.3.4 光学玻璃模压成型技术 (6)1.3.5 光学塑料成型技术 (6)1.3.6 其他非球面加工技术 (6)1.4非球面精密磨削加工理论 (6)1.4.1 微量加工理论 (7)1.4.2 脆性材料的延性域磨削 (8)第2章超精密非球面加工方案选择及误差分析 (10)2.1 超精密非球曲面磨床的总体布局 (10)2.1.1 空气主轴系统 (10)2.1.2 伺服进给系统 (11)2.1.3 微位移测量系统 (11)2.1.4 中心高微调系统 (11)2.1.5 数控系统 (11)2.2 非球曲面磨削方案的确定 (12)2.2.1加工零件的技术参数 (13)本科毕业设计（论文）通过答辩2.2.2 非球曲面磨削方案确定 (13)2.3 加工误差分析 (14)2.3.1 中心高微调机构对零件加工精度的影响 (15)2.3.2 在X轴上砂轮安装误差对零件加工精度的影响 (17)2.3.3 砂轮半径误差对零件加工精度的影响 (18)2.3.4 X∆综合作用时对零件面形精度的影响 (19)∆及R第3章非球面磨削装置设计 (21)3.1 超精密加工的关键技术 (21)3.1.1 超精密主轴 (21)3.1.2 超精密导轨 (21)3.1.3 传动系统 (22)3.1.4 超精密刀具 (22)3.1.5 超精密加工其他技术 (23)3.2 传动系统设计 (23)3.2.1 磨削参数的计算 (23)3.2.2 导轨的整体设计 (24)3.2.3 传动参数的计算 (25)3.3 磨削系统设计 (25)3.3.1 系统结构设计 (26)3.3.1 中心高微调机构设计 (27)3.3.2 砂轮主轴的选择 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)本科毕业设计（论文）通过答辩CONTENTSAbstract (I)CONTENTS (III)Capter 1 Introduction (1)1.1 The meaning of the processing of aspheric surface (1)1.2 The introuduction of the aspheric surface’s research (1)1.2.1 Definition of aspheric surface (1)1.2.2 Application of aspheric surface (2)1.2.3 The development of aspheric surface in recent years (2)1.2.4 Aspheric pricesssing trends and research directions (4)1.3 The parts’ material and the processing method (4)1.3.1 Computer-controlled single-point diamond technology（SPDT） (5)1.3.2 Ultra-precision grinding technology (5)1.3.3 Computer Controlled Optical Surfacing（CCOS） (5)1.3.4 Optical glass compression molding technology (6)1.3.5Optical plastic molding technology (6)1.3.6 Other processing technology (6)1.4Aspheric surface precision grinding theory (6)1.4.1 Trace processing theory (8)1.4.2 Ductile-regime grinding of brittle materials (8)Capter 2 Ultra-precision aspheric processing alternatives and error analysis.. 102.1 Ultra precision aspherical surface grinding machine layout (10)2.1.1 Air spindle system (10)2.1.2 S ervo feed system (11)2.1.3 Micro-displacement measurement system (11)2.1.4 Center high tuning system (11)2.1.5 Numerical control system (11)2.2 Aspherical surface grinding scheme (12)2.2.1 Processing part of the technical parameters (13)本科毕业设计（论文）通过答辩2.2.2 Aspherical surface grinding scheme (13)2.3 Processing error analysis (14)2.3.1 Center high fine-tuning mechanism on the impact of cuttingaccuracy (15)2.3.2 In the X axis on the wheel on the impact of cutting accuracy (17)2.3.3 Wheel radius error on the part of machining precision (18)2.3.4 Both X∆on the part (19)∆and RCapter3 Aspheric tooling design (21)3.1 Ultra-precision machining technology (21)3.1.1 Ultra-precision spindle (21)3.1.2 Ultra-precision guide (21)3.1.3 Drive system (22)3.1.4 Ultra-precision cutter (22)3.1.5 Other technology (23)3.2 Transmission System Designing (23)3.2.1 Grinding parameters (23)3.2.2 The overall design of the Rails (24)3.2.3 Calculation of transmission parameters (25)3.3 Grinding systems design (25)3.3.1 System architecture design (26)3.3.1 Center high micro-adjusting mechanism design (27)3.3.2 Wheel spindle design (28)Conclusion (31)Thanks (32)References (33)本科毕业设计（论文）通过答辩第1章绪论1.1非球曲面加工的意义和优点非球面技术应用于光学零件，相对于球面而言，具有许多优点，它可以消除球面镜片在光传递过程中产生的球差、慧差、像散、场曲及畸变等诸多不利因素，减少光能损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特征。
数控技术毕业论文范文3篇
数控技术毕业论⽂范⽂3篇计算机毕业论⽂-数控技术和装备发展趋势及对策计算机毕业论⽂摘要：简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加⼊WTO和对外开放进⼀步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提⾼我国制造业信息化⽔平和国际竞争能⼒的重要性，并从战略和策略两个层⾯提出了发展我国数控技术及装备的⼏点看法。
装备⼯业的技术⽔平和现代化程度决定着整个国民经济的⽔平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴⾼新技术产业和尖端⼯业（如信息技术及其产业、⽣物技术及其产业、航空、航天等⼯业产业）的使能技术和最基本的装备。
马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于⽣产什么，⽽在于怎样⽣产，⽤什么劳动资料⽣产”。
制造技术和装备就是⼈类⽣产活动的最基本的⽣产资料，⽽数控技术⼜是当今先进制造技术和装备最核⼼的技术。
当今世界各国制造业⼴泛采⽤数控技术，以提⾼制造能⼒和⽔平，提⾼对动态多变市场的适应能⼒和竞争能⼒。
此外世界上各⼯业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重⼤措施来发展⾃⼰的数控技术及其产业，⽽且在“⾼精尖”数控关键技术和装备⽅⾯对我国实⾏封锁和限制政策。
总之，⼤⼒发展以数控技术为核⼼的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提⾼综合和国家地位的重要途径数控技术是⽤数字信息对机械运动和⼯作过程进⾏控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电⼀体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加⼯、传输技术；(3)⾃动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
1数控技术的发展趋势数控技术的应⽤不但给传统制造业带来了⾰命性的变化，使制造业成为⼯业化的象征，⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤，他对国计民⽣的⼀些重要⾏业（IT、汽车、轻⼯、医疗等）的发展起着越来越重要的作⽤，因为这些⾏业所需装备的数字化已是现展的⼤趋势。
影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文
影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文1 引言。
常用的衡量机械零件加工质量的指标包括加工精度和表面质量等数个方面，在实际的加工过程中，由于环境温度、工艺系统的几何误差、工件内应力重新分布引起的变形误差等因素的影响，导致加工工具和工件的正确位置可能会产生一定的程度的偏移，使得零件与理想情况下的定位位置存在差异，这种差异即会对零件的加工精度产生影响。
因此，为了在不增加制造成本的情况下，尽可能提升机械零件的加工精度，相关的工艺人员需要结合产品的具体设计要求和实际生产条件，采取诸如更换较高精度加工设备和工装夹具、制定合理的加工工艺、降低加工误差等一系列方式，以期在保证加工过程经济性的同时得到较高的加工精度。
2 主轴回转误差对机械零件加工精度的影响及改进措施。
2.1 主轴回转误差概述。
机床几何误差是整个机械零件加工中决定系统误差的主要因素，主轴回转误差和导轨误差均属于主轴回转误差。
在加工过程中，由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差和配合质量、润滑条件、以及回转时的动力因素的影响，往往瞬时回转轴线的空间位置都在周期性地变化，造成实际回转中心与理论回转中心不重合而产生回转误差。
如图 1 所示，主轴回转误差包括径向圆跳动、倾角摆动、端面圆跳动三种形式，常见的成因包括轴承本身系统误差、轴承间隙过大、各段轴颈、轴孔的同轴度误差、温度过高引起热变形等等。
2.2 对加工精度的影响。
根据影响主轴回转精度的因素不同，其对于工件加工精度往往也具有不同的影响，具体表现在以下几个方面：当机床主轴回转误差为径向圆跳动时，工件会产生圆度误差；当机床主轴回转误差为倾角摆动时，车削时工件径向截面仍然会呈一圆形，而轴向截面则是一梯形，镗孔时由于主轴的角度摆动形成的回转轴线与工作台导轨不平行，镗出的孔将为椭圆形。
当机床主轴回转误差为端面圆跳动时，虽然加工圆柱面的情况不会受到影响，但加工端面时，左右螺旋面可能会形成垂直度误差，被加工的端面与圆柱面也可能不垂直。
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论述精密与超精密加工的工作环境前言超精密加工技术综合应用了机械技术发展的新成果及现代电子技术、测量技术和计算机技术等，是尖端技术产品发展中不可缺少的关键环节…。
同时，超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
从某种意义上说，超精密加工对先进制造技术特别是纳米技术对整个社会生产力水平的提高起到举足轻重的地位，也成为衡量一个国家科技发展的标准之一。
目前超精密加工还没有确切的定义，一般是指达到绝对加工精度为0.1µm或表面粗糙度为Ra 0.0lµm以及达到加工允差和加工尺寸之比为106的加工技术。
超精密加工对环境的要求十分严格，纳米加工对环境的要求就更加苛刻。
只有对它的支撑环境加以严格控制，才能保证加工精度。
加工所需的支撑环境主要包括空气环境、热环境、振动环境、声环境和磁环境等几个方面。
本文着重介绍温度环境以及振动环境两个方面的环境因素以及一般的解决措施。
一、温度控制随着科学技术的飞速发展和国际竞争的加剧，超精密加工技术越来越成为工业化国家长远发展的根本支撑。
保证良好的稳定加工条件是实现超精密加工的关键之一。
据文献统计，在精密加工、超精密加工中机床热变形引起的加工误差占总误差的40%~70%。
超精密加工60mm长的铝合金工件，温度变化1℃将产生1.35μm的误差。
若确保0.1μm级加工精度，环境温度变化至少应控制在0.1℃范围内。
国外比较成功的经验是将机床加工部位或其特征部位实现局部恒温化，进行积极的温度控制，例如美国LLNL实验室把超精密机床放置在铝制框架和耐热塑料制成的掩蔽间中,从天棚顶向下吹入流量为20m3/min的恒温空气，采用冷却水-空气热交换方式的温控系统，达到±0.04℃的温控精度。
温度控制主要的2种传热介质是油和空气，油的热容比较高且不可压缩，所以油喷淋温度可以比气喷淋达到更高的控制精度，美国LLNL实验室使用恒温油对放在局部恒温玻璃罩内的一台双轴超精密金刚石车床进行喷射，可以使加工区域内的温度保持在20℃±0.06℃。
然而，对于由于气浮运动所具有的低摩擦和高精度的突出特点，很多超精密机床和超精密机构采用了气喷淋的温度控制系统。
本文介绍的气喷淋系统在较低的成本下，实现了超精密环境±0.05℃的温度控制精度。
环境规划我们实现的超精密加工环境见图1。
其一般控制区域为一无窗的房间，以避免日光的影响。
房内未设置暖气，因为在冬季，暖气会引起很大的局部过热。
该房间有一玻璃门与外界隔离。
此区域的控制用较大功率的空调实现，其温度控制精度在3℃以内，设定温度比玻璃隔间内低4℃~5℃。
操作人员在此区域内活动。
精密控制区域用双层玻璃与一般控制区隔开。
使用石英电热管加热，最高功率达3kW。
采用自适应预测模糊PID 控制，此区域内最终的温度控制精度在0.1℃以内。
在精密控制区域内，加热后的气体以层流方式吹出。
实际上，层流只能依靠流体分子的迁移运动即热传导方式在冷热气体间纵向传递热量，而气体紊流时，流体分子的运动是杂乱无章的，相邻流层之间不断搅动混合，形成漩涡流动，这样在横向上也有对流，因此紊流交换热量的效果比层流要好但是为了保持环境的高洁净度，采用层流还是适宜的。
超精密控制区域由另外一层玻璃罩在精密控制区域内进行局部恒温控制。
温度控制系统模型根据传热原理，具有蓄热能力的双层玻璃隔间通入加热气流，单位时间的热流量q 与温升关系为s q q dt d c -=0θ (1)式中，c 为受控区间的热容量J /℃；θ0为受控区间内的温度，℃；s q 为单位时间受控区间向外散发的热量，J/s 。
s q 与θ0成正比，与热阻R 成反比，即R q s 0θ= （2）设加热器输入功率为P ，则可以得到（3）式中τ为温度控制系统的滞后时间，测量的结果为3min对式（3）做LAPLACE 变换，就可以得到系统的传递函数（4）玻璃隔间内的热量散失主要是通过玻璃进行热传导散发到外层的一般控制区域中去的。
由于玻璃的面积较大，实验中发现使用单层玻璃时热量损失很大，即热阻较小，改成双层玻璃后，热阻可以大大增加。
这2种情况的热阻分别为（5）（6）式中，A 为玻璃总面积；α1 α2分别为内层的热空气和外层的冷空气与玻璃壁面间的对流换热系数，强迫对流时换热系数可达10w/（m 3²℃）~100w/（m 3²℃）；δ为玻璃的厚度，δ1为中间的空气夹层的厚度；λ1 λ2分别为玻璃和空气的热导率。
石英晶体温度传感器为满足超精密环境温度控制精度优于0.1℃的要求，也为了日后精确控制机床润滑油、冷却油的温度，本设计实现了高精度多路温度测量仪测量室温，分辨率接近10-3℃，最多12路同时工作石英晶体温度传感器输出的是数字量，方便了测量仪器的设计，而且抗干扰能力大为提高；就最重要的指标（绝对和相对误差、热惰性、尺寸）而言，它与使用其它物理原理制成的实验室温度计或标准温度计不相上下，而明显超过工业部门采用的工程温度计；在反应速度上，亚于热敏电阻或热电偶，和多种铂温度计及铜温度计大致相等；其灵敏度大大高于绝大多数现有的温度计，其中也包括铂电阻温度计；它在强电、磁场及强辐射的环境中有很高的频率稳定性。
有鉴于此，线性石英晶体温度传感器应用在热过程流动速度不太高、间隔时间较长且需高精度温度测量的超精密环境是很合适的。
通常把压电谐振器的谐振频率f与温度T的关系认为是它的热敏感性。
习惯上用热灵敏度系数表示，定义为（7）在对各种不同工作频率的谐振器进行热敏感性比较时，采用相对热灵敏度系数F T（习惯上称为频率温度系数），定义为（8）式中，f0为温度为T0时谐振器的频率。
实验表明，任何一种石英谐振器的温度-频率特性是一条二次或三次抛物线，或者是一条直线。
在-200℃~+200℃内，频率-温度特性可表示成三项多项式（对于实际应用已具有足够的精度）：（9）因为压电石英晶体的各向异性，所以温度系数F T（1）F T（2）F T（3）与压电元件的取向和采用的振型有关。
我们既可以设计高热稳定的石英谐振器，也可以得到具有高热敏感性的温度传感器。
根据式（9）要得到线性频率温度特性，必须使（10）理论计算表明，石英晶体切割取向与晶轴夹角φ=8°44′，θ=13°时，可满足式（10），这种切型文献上称之为LC（Linear Coefficient）型。
由式（8）可知，要获得高灵敏度温度传感器，应使石英晶体谐振器工作在较高频率上（基频或泛频），本系统中为16.8MHz（三次泛频），晶体的平均频率温度系数F r1（T）>60³10-6/℃，所以其测温灵敏度优于1000Hz/℃。
通过计数电路，如果每隔1s采样一次，分辨率为10-3K，本系统中设计的测量仪采样时间为1.8s，理论分辨率为0.55³10-3℃.设计的温度传感器电路所需功耗总共只有20³10-6W，谐振器的过热△t n不超过3³10-3℃。
最终标定结果表明其分辨率接近10-3℃。
温度控制器温度控制系统是慢变化、有时滞和随机干扰的动态系统，很难整定PID参数，所以采用常规的数字PID进行控制往往不能得到满意的控制效果。
有些学者把模糊控制和神经网络技术引入自适应PID控制中，对一些机理比较复杂的过程产生了比较好的控制效果。
这些控制算法虽然鲁棒性能较好，但没有考虑时滞变化对系统的影响，而温度控制系统就是一个时变时滞系统，而且时滞变化有可能导致系统不稳定。
本文中利用模型加权函数的误差函数确定时滞，然后与预测控制的超前预测功能结合，起到克服时变时滞的作用，并采用模糊控制方法得出一种自适应预测模糊PID温度控制算法，该方法适合于控制有扰动、参数时变，尤其是时滞时变的大时滞控制系统，如环境温度控制系统。
自适应预测模糊PID温度控制系统结构见图2。
控制系统分为两部分，一部分是最优预测的设计，首先利用RLS算法及广义参数模型辨识被控过程的参数和时滞，利用k-1拍的被控过程输出y（k-1）和输入u（k-1）得出第k+d拍的最优预测值y³（k+d），再利用y³（k+d）与期望的设定温度值y r形成的反馈偏差作为模糊PID控制器的输入，可以消除时变时滞对系统控制品质的影响；另一部分是模糊PID控制系统，利用模糊决策表提高控制器的鲁棒性。
假设时变时滞被控系统的动态特性可以用下面的差分方程式表达：（11）式中d max为预先可知的过程时滞时间的上限；u（k）、y（k）分别为过程的控制和输出序列；e（k）为环境干扰，为随机变量；d为输出对输入的响应的时滞时间；n为过程的阶次。
用递推的最小二乘方法对修正的广义模型进行参数估计，辨识出B*（Z-1）的系数后，就可计算误差函数（12）当F（d）为最小时，对应的d就是时滞时间。
由Diophantine方程可得表示根据k-1时刻输入值及输出值对k+d时刻输出y(k+d)的预测值,可以以y*（k+d）│（k-1）找到一个使预测方差最小的最优d步预测y*。
（k+d）│（k-1）控制器按照PID控制器设计,有:P(z-1)=p0+p1z-1+p2z-2 (14)由式(11)、式(13)和式(14)可得最优预测PID控制系统的输出为从式（15）可以看出，最优预测PID控制系统的闭环特征方程中已经没有时滞项，从而消除了时滞对控制品质的影响。
把式（15）与常规的数字PID控制增量式算式相比较，就可以很容易得出PID的3个参数K1、K2、K3。
使用模糊决策表对K1、K2、K3进行优化以提高系统的鲁棒性能。
图3是使用自适应预测模糊PID温度控制系统进行超精密环境温度控制的结果，可见在1000s后，环境温度变化就一直控制在±0.05℃内。
二、振动控制微振动是影响超精密加工的又一个重要问题。
目前，对超精密加工构成影响的微振动的频率和振幅，都还没有具体的数值。
根据实践观测，影响超精密加工的微振动大部分为振动加速度度2³1 0m／s以下，振幅在5μm以下、频率在0.5-70Hz的微振动。
这种水平的微振动与建筑结构上必须考虑的地层振动振幅比值在1／1-1／1 0 0范围内，属于“常时微振”的暗振动范围。
目前应用较多的隔离绝大部分常时振动的方法是利用良好的隔振地基和空气隔振垫，但是这种方法对频率较低的振动并不奏效。
对于频率较低的振动则可采用隔振动气垫隔振，这种方法具有灵活性且能达到隔离高于2 Hz低频率振动的效果。
另外，还应考虑设备运动件的动平衡或振动隔离，消除或减小内部振源，尽量远离外部振源。
在采取措施之前应准确的找出振源，一般的振动源包括：自然界振动，它的振动频率低，振幅为0.1-5μm 交通振动一般为“常时微动”的l一1 0倍, 频率为15Hz左右;步行振动,人在人在走步时,加力周期为0.5s,相对(10—2O) Hz的频率来说,地板本身变成脉冲加振，并持续进行固有衰减振动，通常振幅为3-5;机床设置的振动等。