La storia e la situazione attuale di ultra-precisione CNC macchine utensili negli Stati Uniti

Alla fine degli anni '50, gli Stati Uniti iniziarono a svolgere ricerche di macchine utensili di lavorazione ultra-precisione, quando lo sviluppo di dispositivi sperimentali di fusione nucleare laser e dispositivi sperimentali a infrarossi necessitavano di grandi riflettori metallici, dell'urgente necessità di tecnologia di elaborazione ultra-precisione e di macchine di elaborazione ultra-precisione. Utilizzando macchine utensili di precisione con alta precisione in quel momento, un coltello a trazione diamante a punto singolo è stato utilizzato per il taglio a specchio di lega di alluminio e rame privo di ossido, in modo da punto di partenza, elaborazione ultra-precisione come un nuovo processo di lavorazione è stato sviluppato rapidamente.

Nel 1962, UnionCarbide sviluppò per la prima volta un presepe emetico ultra precisione con cuscinetti ad aria di grafite porosi, che realizzarono con successo la tornitura a specchio ultra-precisione con precisione dimensionale di : - 0. 6btm, la rugosità superficiale è Rd0. 025gm, facendo così il primo passo nella lavorazione dei sub-micron. Tuttavia, la tornitura a ultra-precisione del diamante è più adatta per alcuni materiali metallici morbidi, e nel settore aerospaziale, astronomia, militare e altre applicazioni di telecamere satellitari, le più comunemente utilizzate sono come vetro, ceramica e altri materiali fragili di dispositivi non metallici. Il taglio di questi materiali con frese a diamante può causare crepe nella superficie di auto-elaborazione. La macinazione ultra-precisione è più favorevole alla lavorazione di materiali fragili.

Un altro prodotto rappresentativo di UnionCarbide è il suo successo R-e-form as-spondial as-a-ball machine tool nel 1972. Si tratta di un presepe CNC a doppia coordinata con feedback di posizione, che può cambiare l'angolo e il raggio della rotaia di base del coltello solo in tempo reale, e realizzare l'elaborazione speculare di as-sple. Diametro di lavorazione di 380 mm, la precisione della forma del pezzo da lavoro è più o meno 0. 63um con rugosità superficiale di Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 sviluppò il letto a specchio ultra-precisione di tipo Moori con mandrino ad aria nel 1968, ma per ottenere la lavorazione ultra-precisione di materiali fragili, l'azienda nel 1980 nel mondo per la prima volta sviluppò per la prima volta il controllo a tre coordinate del tipo M-18AG asperter diamond tool turning, la macchina di macinazione dei diamanti. La macchina utilizza un mandrino d'aria con una precisione di rotazione radiale di 0. 075Bm: Utilizzando il sistema Allen-Braley 7320 CNC, le trazioni dell'asse X e z sono rispettivamente 410 mm e 230 mm e la re straightità delle rotaie è 0. All'interno di 5gm, la precisione di posizionamento dell'asse B è 0. 38um, utilizzando ruote di macinazione a diamante per elaborare una varietà di specchi metallici asici con un diametro massimo di 356 mm.

RankPneumo ha introdotto un lamina CNC ad ultra-precisione MSG a due assi nel 1980 che utilizza interferometri laser per completare il controllo a ciclo chiuso posizionale. Il presepe può elaborare specchietti metallici ase speral di 350 mm di diametro, lavorazione della rugosità della superficie da R a O. 05Bm. Nel 1988, l'azienda ha anche sviluppato il successo ASG2500, ASG2500T, macchine utensili Nanoform300: queste macchine non solo possono essere ultra-fine taglio ravvicinato, ma anche può essere elaborato fino a 300 mm di diametro come specchi spular. Sulla base delle macchine utensili di cui sopra, l'azienda ha anche sviluppato il Nanoform600 nel 1990, che può elaborare specchi asperteriali con un diametro di 600 mm, e la precisione della forma del pezzo è migliore di O. 14, la rugosità superficiale è migliore di Ra0. 01um. Nel 1996, l'azienda ha introdotto la macchina di lavorazione composita Nanoform250 ultra-precisione, che non solo consente il taglio, la macinazione e la lucidatura dei diamanti, ma anche direttamente macina parti ottiche di materiali duri e fragili che soddisfano la qualità della superficie ottica e la precisione della superficie.

Attualmente, gli Stati Uniti si sono impegnati nella lavorazione e produzione ultra-precisione di aziende più note, imprese almeno 30. Tra i risultati più rappresentativi e significativi c'era il suddetto laboratorio del Lawrence Livermore National Laboratory presso Union Carbide. A partire dagli anni '60, LLNL Laboratories ha sviluppato macchine utensili DTM-1, DTM-2 di altissima precisione, e nel settembre 1983 ha sviluppato con successo il presepe ultra-precisione DTM-3 orizzontale di grande precisione che rappresenta il più alto livello di macchine utensili contemporanee ultra-precisione. La macchina è in grado di elaborare il diametro 2100rain, il peso 4497k2 parti di lavoro, il suo dispositivo di trasmissione telaio utensile utilizzando azionamento di attrito, l'uso di interferometro laser per la misurazione della posizione, l'uso di cuscinetti a pressione statica liquida e guida di pressione statica liquida, precisione di posizione fino a 0. Da 013 a m: lavorazione delle parti in ottone, rugosità superficiale fino a R a 0. 0076Bra.

Nel settembre 1984, LLNL Laboratories, in collaborazione con il Wright Aviation Research Institute della U.S. Air Force, sviluppò il grande presepe CNC verticale ultra precisione della Large Optics Diaramond Turning Machine. Il letto è in grado di elaborare parti di lavoro di 1625 mm di diametro, l'uso di interferometro laser a doppia frequenza a 7 trainteppi appositamente sviluppato per una varietà di misurazione delle informazioni di posizione, e quindi attraverso l'elaborazione dei dati, per fornire informazioni di feedback accurate al sistema servo, guidare il supporto del coltello per garantire la posizione dell'utensile rispetto al pezzo di lavoro, la risoluzione di misurazione di 0. 635nm. Al fine di garantire l'accuratezza del controllo del servo di posizione, viene adottato il metodo di controllo del servo digitale di precisione e la parte di controllo è un dispositivo CNC interno. Per ottenere il micro-interno dell'utensile, la macchina utilizza il meccanismo di micro-spostamento della corrente pedica, che può realizzare il micro-spostamento su nanoscala, e la precisione di elaborazione può raggiungere 0. DA 025 a m. LODTM è riconosciuto come uno dei più alti livelli di presepi ultra-precisione nel mondo di oggi.