Những đột phá trong công nghệ xử lý và ứng dụng các bộ phận cơ bản của máy công cụ siêu chính xác có thể hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho sự tồn tại và phát triển của ngành sản xuất. Tuy nhiên, máy công cụ siêu chính xác và các bộ phận cơ bản quan trọng của nước tôi trước đây chủ yếu dựa vào nhập khẩu.
Việc xử lý độ tròn hình trụ của các bộ phận trục trong và ngoài nước về cơ bản đạt được bằng máy mài hình trụ siêu chính xác. Lấy việc mài lõi trục có đường kính 1{5}}0 mm và chiều dài 300 mm làm ví dụ, máy mài hình trụ của nước ta có thể mài được đến mức 1 đến 2 micron, trong khi nước ngoài có thể đạt được mức 0,3 đến 0,5 micron.
Để giải quyết các vấn đề kỹ thuật của máy công cụ và các bộ phận chính, Dai Yifan, giáo sư tại Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia và nhóm của ông đã dành 5 năm đề xuất một công nghệ xử lý sửa đổi xác định cho độ tròn bên ngoài của các bộ phận trục, giúp cải thiện độ độ chính xác độ tròn của lõi trục đến 0.1 micron và đã phát triển thành công nó. Giới thiệu trục chính áp suất tĩnh không khí siêu chính xác. Gần đây, sau khi được Viện Đo lường Trung Quốc thử nghiệm, các thông số liên quan của trục thủy tĩnh đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế, điều này sẽ cải thiện hiệu quả độ chính xác gia công siêu chính xác của đất nước tôi. Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí "Vật liệu" và "Máy móc vi mô".
hình ảnh
Đo lường tại chỗ bằng nhiều cảm biến Mandrel. Ảnh do Đại học Công nghệ Quốc phòng cung cấp
Nghiền các bộ phận siêu chính xác như xẻng
Lý do tại sao trước đây máy công cụ siêu chính xác và các bộ phận cơ bản quan trọng của nước tôi chủ yếu dựa vào nhập khẩu là vấn đề kỹ thuật lớn nhất nằm ở việc thiếu “máy gia công” để gia công các bộ phận cốt lõi, tức là máy sản xuất máy móc, máy móc, còn được gọi là máy công cụ, bao gồm máy tiện, máy mài, máy bào, máy khoan, v.v., là những công cụ để chế tạo công cụ và là cơ sở cho sự tự lực trong công nghiệp.
Gia công tổng quát là quá trình “sao chép” độ chính xác của máy công cụ vào các bộ phận. Nói cách khác, nếu không có máy công cụ có độ chính xác cao thì không thể gia công được các bộ phận có độ chính xác cao. Nếu không có các bộ phận có độ chính xác cao thì không thể lắp ráp được các bộ phận và máy công cụ có độ chính xác cao. Sự vắng mặt của máy làm việc để sản xuất các bộ phận có độ chính xác cao đã hạn chế sự phát triển của toàn bộ ngành công nghiệp máy công cụ siêu chính xác.
Nhóm của Dai Yifan đã tham gia nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất quang học hiện đại trong một thời gian dài. Họ phát hiện ra rằng độ chính xác sản xuất cuối cùng của các bộ phận quang học vượt xa độ chính xác của thiết bị xử lý được sử dụng và nguyên tắc cơ bản của sản xuất quang học là loại bỏ dần các điểm lỗi cao trong quá trình xử lý tiến hóa chính xác. Nhóm nghiên cứu đã cố gắng áp dụng phương pháp xử lý này dựa trên nguyên lý "tiến hóa chính xác" để xử lý các bộ phận cơ khí có độ chính xác cao. Cuối cùng, thông qua việc đổi mới các nguyên tắc xử lý, họ đã đề xuất một quy trình sửa đổi mang tính quyết định đối với độ tròn bên ngoài của các bộ phận trục, vượt qua giới hạn "máy gia công" có độ chính xác cao.
Quá trình định hình mang tính quyết định diễn ra như thế nào? “Nó giống như việc sử dụng một cái xẻng để san bằng một mảnh đất, nghĩa là xúc một lượng đất thích hợp từ những khu vực gồ ghề và không bằng phẳng, và lặp lại việc này cho đến khi thu được một mặt đất rất bằng phẳng.” Dai Yifan cho biết quá trình này dựa trên một bộ thiết bị kỹ thuật số, bao gồm thu được máy đo độ tròn có độ chính xác cao cho hình dạng hình trụ, công cụ máy mài được kiểm soát thời gian để thực hiện kiểm soát kỹ thuật số và chính xác trong việc loại bỏ vật liệu, các chương trình máy tính đặc biệt có được thời gian lưu trú của vật liệu. dụng cụ mài tại các vị trí không gian cụ thể, v.v.
Máy móc thay thế công nhân có kinh nghiệm
Với sự trợ giúp của công nghệ mới, nhóm của Dai Yifan đã đột phá công nghệ xử lý mài được kiểm soát thời gian dựa trên nguyên tắc tiến hóa chính xác, hình thành một phương pháp xử lý tích hợp để xử lý và thử nghiệm tại chỗ các bộ phận hình trụ và phát triển thành công một máy siêu chính xác. trục quay tĩnh khí.
Kết quả thử nghiệm của Viện Đo lường Trung Quốc cho thấy độ đảo hướng tâm của trục chính áp suất tĩnh không khí nhỏ hơn 15 nanomet và độ đảo mặt cuối nhỏ hơn 15 nanomet. Nếu là trục chính lớn bằng trái đất thì biên độ do chuyển động quay gây ra sẽ không vượt quá 1 mét.
Kết quả thử nghiệm cho thấy độ cứng tĩnh xuyên tâm của trục tĩnh khí lớn hơn 200 N mỗi micron và độ cứng tĩnh dọc trục lớn hơn 200 N mỗi micron. Theo thuật ngữ của giáo dân, điều đó có nghĩa là trục xoay có thể bất động dưới tải trọng trọng lực 20 kg và biến dạng sẽ không vượt quá 1 micron. So sánh hướng dẫn sử dụng sản phẩm của Precitech, hãng đại diện cho cấp độ cao nhất trong lĩnh vực siêu chính xác tại Hoa Kỳ, các chỉ số kỹ thuật trên tương đương hoặc thậm chí cao hơn.
Hiện nay, độ tròn bên ngoài của các bộ phận trục có thể được xử lý và nghiền đến mức vài phần mười micron trong và ngoài nước. Nếu muốn cải thiện, bạn chỉ có thể dựa vào việc mài và cắt tỉa thủ công. "Công nghệ mới của chúng tôi có thể thoát khỏi sự phụ thuộc vào những bậc thầy công nhân cực kỳ giàu kinh nghiệm và có thể dễ dàng tổ chức sản xuất theo mô hình công nghiệp hóa hiện đại, thúc đẩy sản xuất hàng loạt, hiệu quả cao và ứng dụng các thành phần cơ bản siêu chính xác." Dai Yifan cho biết, những đột phá siêu chính xác trong công nghệ xử lý và ứng dụng các thành phần máy công cụ cơ bản sẽ hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho sự tồn tại và phát triển của ngành sản xuất, cải thiện chuỗi công nghiệp hỗ trợ máy công cụ cao cấp, nâng cao đáng kể khả năng cạnh tranh của các thành phần chức năng hiệu suất cao và thúc đẩy việc nội địa hóa các máy công cụ có độ chính xác cao và siêu chính xác.
Dai Yifan nói thêm rằng những đột phá này cũng sẽ giải quyết hiệu quả các vấn đề về thiết bị siêu chính xác và quy trình cốt lõi mà việc xử lý siêu chính xác các thành phần phát hiện và hướng dẫn chính gặp phải, tạo điều kiện thuận lợi hơn nữa cho việc sản xuất hàng loạt quá trình xử lý siêu chính xác của các thành phần lõi cao cấp, và đạt được sự chuyển đổi nhanh chóng của kết quả nghiên cứu khoa học.
