超精密机床结构设计的相关技术介绍

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一台机床在投入生产加工之前，需要进行很多步骤。尤其是机床的设计，是机床制造中十分重要的一个步骤。在进行新机床的设计时，要根据机床的用途、工件特点、加工条件等等方面进行分析和研究。那么， 进行超精密机床结构设计时，结构设计的相关技术有哪些？

1、 精度设计

精密机床尤其应该重视精度设计，从精度方面考虑，设计达到这一精度的机床结构。这就需要考虑，达到要求精度的前提下，确定机床最经济的精度；同时为了达到产品的某一精度，需要确定机床的最合理、最经济的运动精度。

超精密机床结构设计的相关技术介绍

2、 强度设计

一般的机构设计是以强度设计为基础的，因此，强度设计由于精度设计进行。但在设计超精密机床时，首先要进行精度设计。

进行一般的机械设计时，其指导思想是重量尽可能的轻、动作要灵活，而且以占用空间小、功能多、高效率、便于操作，作为评价标准。因此，设计时应确定最大许用载荷或最大许用应力，使之等于外力与安全系数的成绩。在材料强度允许的范围内，尽量缩小结构尺寸和重量。

超精密加工机床容易出现问题的不是强度，而是由于弹性而引起的极其微小的变形。无须说明，在超精密加工中，加工精度的数量级已经与通常认为的零部件的弹性变形量相近，甚至已经小于弹性变形量。

3、 控制设计

当机床工作室，要步进进给或加工非球面时，控制技术极其重要。但对只是为了提高操作性和自动化而采用控制技术时要特别慎重。不要使控制机构对精度产生影响。因此，在超精密机床结构设计中，首先保证达到目标精度，再考虑加工效率和操作性。

4、 刚度设计

前面已经论述，由于零部件的弹性而引起的变形，对超精密加工机床的运动精度影响最大，必须加以考虑。在特定的外力作用下，弹性变形的大小是由于材料的弹性系数及零部件的刚度决定的。因此，超精密加工机床中，精度与刚度有直接的关系，应当使它们一致。要提高刚度，应先选用弹性系数大的材料，但是要注意及时弹性系数大，如果密度大，重量也会大，因而由于自重的影响而引起的变形也会很大。

从结构上讲，在简单的同时，还必须使结构本身具有极大的刚度，因此，尽量用大的支承构件，即增大构件间的接触面积，要极力避免悬臂支承而应采用两端支承。

5、 防振设计

在超精密加工中，一定要极力抑制加工机床自身的振动。振动源为驱动电动机、进给丝杠等传动装置、轴颈轴承及平面导轨、以及所有进行相对运动的部分。

超精密机床的设计相关技术除此之外还有很多，对于机床设计者来说，在设计超精密机床时，需要具备许多技能，除了要考虑上文中提高的因素，还需要根据实际操作，对设计方法进行改善，以达到要求。