外文翻譯-一臺先進的超精密平面磨床 中文

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： (用外文寫)外文出處： Int J Adv Manuf Technol (2002) 20:639648 附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語：譯文比較正確地表達了原文的意義、概念描述基本符合漢語的習(xí)慣，語句較通暢，層次較清晰。 簽名： 2009 年 3 月 18 日注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件1：外文資料翻譯譯文一臺先進的超精密平面磨床Landis Lund的一個分支機構(gòu)Cranfield Precision最近開發(fā)了一種具備多種自動監(jiān)督功能超精密平面磨床。該公司提供器

2、械給克蘭菲爾德大學(xué)的精密工程組，以便該集團可以進行研究，尤其是無損壞的磨削完整的上表面和下表面。這份報告討論設(shè)計的機床初步的試驗和研究項目的可行性。這些項目將會受益于這樣一個先進的融合許多的先進功能，自動監(jiān)督和控制加工的機床系統(tǒng)的可用性。關(guān)鍵詞：自動監(jiān)督;磨削;機床設(shè)計;精密加工1 引言Cranfield Precision是一個UNOVA的公司，專門設(shè)計和制造的成本效益好的，含有先進材料包括陶瓷，玻璃，金屬間化合物和硬合金鋼的機床。這個的制造科學(xué)（質(zhì)譜）學(xué)院密切重視與克蘭菲爾德大學(xué)發(fā)展協(xié)作聯(lián)系，目前正在為汽車制造業(yè)進行著一系列的超精密和高速加工的研究項目包括超硬加工，韌性加工脆性材料和精密加

3、工?；パa的研究利益對于兩個組織，已經(jīng)使克蘭菲爾德精密得到了發(fā)展并為精密工程研究小組提供一臺先進的超精密平面磨床。這將是該集團進行了廣泛的研究的方案，特別是無損壞的磨削完整的上表面和下表面。材料納米的分解與控制的加工被視為中期與后期的成本和時間的問題，困擾著制造光電和其他精密零件。例如，延性磨削脆性材料可提供光滑平面，如平面，與通常遇到的相比有納米數(shù)字的準(zhǔn)確性和較高的生產(chǎn)速度 1 。更重要的是，韌性毛砂表面的磨削力很少或根本沒有對毛砂面損害，從而無需拋光后的相關(guān)步驟與傳統(tǒng)的研磨。在許多性能“ 微小的”產(chǎn)品（如半導(dǎo)體，光通信系統(tǒng)，計算機外圍設(shè)備等） ，以及較大部分為航空航天和汽車應(yīng)用，取決于越來越

4、高的幾何精度和微觀和納米表面。最近，汽車行業(yè)已表明了今后的要求表面的某些關(guān)鍵傳輸部分達到光學(xué)玻璃的質(zhì)量，與目標(biāo)10納米鐳表面光潔度在經(jīng)濟生產(chǎn)淬火鋼的直接加工，不拋光。玻璃和陶瓷被用來制造無損壞的磨削表面，以及淬火鋼被用來生成“光學(xué)”的表面的環(huán)境是苛刻的， (a)即使在最好的生產(chǎn)設(shè)備上許多機床所需要的部分也很難被找到的，例如精度高，平整度好，環(huán)剛度好 2 ，（ b ）輔助裝置的特殊開發(fā)，以適應(yīng)特定的應(yīng)用（如砂輪整形和修整）（ c ）正確的磨削技術(shù)的應(yīng)用（許多變數(shù)-車輪架，冷卻，速度，進給級數(shù)等）。所有的條件必須得到滿足，流線型端面磨床已經(jīng)被開發(fā)來滿足這些要求。2 目標(biāo) 為了滿足表面完整性和如上所

5、述的生產(chǎn)力，需要大量的組件，主要的發(fā)展目標(biāo)包括： 1加工改進可能為了使組件部分具有很高級數(shù)的表面/下表面完整性。 2加工過程被優(yōu)化為“朔性模式”為了加工脆性性材料（玻璃和陶瓷） 3一個單個的只有一個裝置的改進以取代典型分三個階段的研磨，腐蝕和拋光過程，從而提高的生產(chǎn)力。3 工藝加工的首要必備條件是它應(yīng)該有能力使非常光滑的加工表面加工成型為直徑350mm。此外，表面應(yīng)該很光滑（50nmRa）并且極小的表面損壞。理想的表面質(zhì)量應(yīng)接近于被拋光后的質(zhì)量。為了滿足這些苛刻的工藝要求旋轉(zhuǎn)磨削被利用。旋轉(zhuǎn)磨削的一個特點是不同于傳統(tǒng)的平面磨削。它有一個恒定的接觸距離和一個恒定的磨削力。圖一顯示了磨削原理。杯形

6、砂輪與旋轉(zhuǎn)工件和軸向進給的砂輪一起去除工件表面的毛刺，直到達到其最終厚度/幾何。4 機床 加工的要求嚴(yán)格和組件部分必須具有極高的環(huán)剛度。這個平面磨床（圖2 ）的設(shè)計目標(biāo)是： 1環(huán)剛度優(yōu)于200牛每微米1 平且有良好的動態(tài)阻尼，要求實現(xiàn)下表面的超微量磨損。2控制強度（輪組件表面）達到弧秒，要求實現(xiàn)總厚度變動（視）公差為的微米 3控制削減深度，以更好地超過微米，要求實現(xiàn)下表面的超微量損害。4主軸軸向運動誤差的小于微米，要求為實現(xiàn)下表面的超微量損害。 5測量和反饋的部分厚度為0.5 微米，才能實現(xiàn)微米的厚度公差。Fig. 1. Face grinding operation.平整表面的幾何圖樣被決定

7、是通過砂輪的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置和工件夾具。圖3顯示機床的相對運動和坐標(biāo)軸。有11個坐標(biāo)軸，加上三個機床自動加載動議（未顯示），都在驅(qū)動伺服控制之下。這些是：S1 磨削主軸C 工件頭架主軸Z 軸進給X 橫向進給S2 修正主軸W 整理基準(zhǔn)A 傾斜間距B 傾斜偏轉(zhuǎn)S3 洗刷卡盤P 探測針厚度清洗裝備如下所述，要達到完美準(zhǔn)確的平整度，需要疊加輪的旋轉(zhuǎn)軸與調(diào)整主軸有策略的適當(dāng)連接。此外，本研究機床原型將通過納入以下的先進功能而得到利益，自動監(jiān)督和控制加工過程。 4.1 調(diào)整工件和磨削砂輪平面相對排列的兩個旋轉(zhuǎn)主軸S1和C （圖3 ）被簡化因為幾何表面可以被描述通過幾何方程組。磨削加工要求一個特定的角度在磨

8、削平面和工件平面之間被保持因為Z軸向進給被應(yīng)用。這個角度通常是大不到一定程度的，以至于工件和砂輪幾乎平行。這個角度被監(jiān)控通過三個位于磨削軸外罩與一個表面精加工的工件軸外罩之間的測量LVDT 傳感器。該傳感器被放置在磨削軸的外罩周圍，大約等同于砂輪到其中心軸線的距離，有一定的分隔。來自這些傳感器的信息被反饋到控制系統(tǒng)來修正控制A - （定位） ，B-（航向）和Z - （進給）軸線。這是機器的一個獨特的功能，來保持工件平整度因為工件表面的損害降低因而表面光潔度提高因而磨削力顯著增加。磨削軸前端基準(zhǔn)彎曲的影響是會制造出的非光滑平面。常規(guī)機床的這個基準(zhǔn)調(diào)節(jié)是通過機械調(diào)試和錯誤調(diào)整，并且依賴力的偏轉(zhuǎn)慣量

9、。然而，在這臺機床上如果工藝條件發(fā)生變化，基準(zhǔn)也會自動補償。這可以被優(yōu)化以適應(yīng)材料和砂輪條件的變化通過改變伺服控制系統(tǒng)的軟件。Z-軸伺服控制系統(tǒng)的功能說明圖在圖. 4. Fig. 2. Face grinding machineFig. 3. Axes nomenclature.4.2 砂輪粗加工和砂輪拋光被集中安置在一個軸上通過一個包含前進/回拉機械設(shè)備來粗磨砂輪專利系統(tǒng)，如圖5顯示 。為了最大限度地提高組組成部件的生產(chǎn)能力，一個有粗糙粒子的砂輪被首先用來獲得一個高的材料去除率。精加工的拋光砂輪，被用來獲取成品尺寸和表面平整性。4.3 檢測砂輪接觸聲發(fā)射（ AE ）傳感器被用來建立砂輪與組成

10、部分之間的最初聯(lián)系。因為建立第一次聯(lián)系非常重要對于取得好的限制，當(dāng)進行最后研磨時，環(huán)行傳感器將被安置在工件前端和磨削軸上。這些都是非常敏感且易損壞，被鎖定在主軸前端，接近信號源。 一個整形砂輪軸總是裝有使能夠?qū)崿F(xiàn)砂輪的“觸摸敷料”的AE傳感器。 4.4 磨削力的測量磨削力被有規(guī)則的通過傳感器的測量位置在遠離外部應(yīng)力時，如絲杠螺母及其相關(guān)的摩擦。測量磨削力提供一個良好的砂輪運行跡象。4.5 測量砂輪罩與組件的厚度砂輪罩與組成部分的厚度一起被監(jiān)測。一個特別設(shè)計的鐵砧和LVDT裝配探針被用來衡量組成部分厚度。這么做是通過最初砧的基準(zhǔn)和位于工件結(jié)合處的多孔真空陶瓷探針的夾具。當(dāng)測量元件厚度，砧，探針有

11、著一樣滑道，結(jié)合夾具基準(zhǔn)和與組件平面接觸的LVDT探針，因此給出一個測量厚度。磨削輪的磨損可被找到通過直接讀取Z軸的位置，與夾具基準(zhǔn)定位有關(guān)。熱量增長被測量通過一對安裝在工件軸和磨削軸之間的電渦流探頭。任何增長可以被自動補償通過調(diào)整的兩軸的相對位置。4.6 輔助功能這個機器具有的功能是機床的組成部分和夾頭的清洗，也有一個具有自動的安裝卸載能力的自動安裝設(shè)備來自動安裝和卸載放置在工作軸上的組成部件。Fig. 4. Z-axis functional block diagram.Fig. 5. Single axis dual wheel system.5 機器調(diào)試機床服務(wù)包括了供給空氣，供給磨削

12、冷卻散熱劑和供給發(fā)動機冷卻劑，也同時三相交流電機?？諝獗惶峁┩ㄟ^一個性能良好的供應(yīng)和空氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，這些可提供清潔干燥的空氣在13bar超過5000L/min?？諝庀脑谄矫婺ゴ矁?nèi)的空氣軸承中大約是2000l/min ，其余部分被用做各種不同的空氣清潔與設(shè)備清洗?？諝獗贿^濾到微米，并且被干燥的壓縮到-40 的以滿足運作超精密空氣軸承的要求。 冷卻液被供給通過循環(huán)的水。它被抽取至流速高達100l/min。冷卻液被分配給各個冷卻噴嘴，被個別控制，因此被需要通過機械的加工。被用過的冷卻液被回收到一個收集箱，然后通過一個抽水泵反饋到存放冷卻劑的箱中。一些水中雜物（工件和砂輪殘留）被放置在這里，殘余部分被清除通過各個階段的過濾至微米。服務(wù)準(zhǔn)備要求一個的多樣的流體分布控制程序，結(jié)合適當(dāng)?shù)陌踩?lián)鎖和性能監(jiān)測系統(tǒng)。51 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分為兩部分，以一個工業(yè)用的 Isagraph PLC的標(biāo)準(zhǔn)，和克蘭菲爾德大學(xué)的CNC為基礎(chǔ)。 機器的I / O在一個分布式總線S系統(tǒng)和伺