Istoria și situația actuală a mașinilor-unelte CNC ultracurente din Statele Unite

La sfârșitul anilor 1950, Statele Unite au început să efectueze cercetări cu mașini-unelte de prelucrare ultra-precizie, când dezvoltarea dispozitivelor experimentale cu fuziune nucleară laser și a dispozitivelor experimentale în infraroșu au nevoie de reflectoare mari de metal, nevoia urgentă de tehnologie de prelucrare ultra-precizie și ultra- mașini-unelte de prelucrare de precizie. Prin utilizarea mașinilor-unelte de precizie cu o precizie ridicată la acea vreme, un cuțit cu cărucior diamantat cu un singur punct a fost folosit pentru tăierea în oglindă a aliajului de aluminiu și a oxidului de cupru, fără a fi deci un punct de plecare, prelucrarea ultra-precizie ca un nou proces de prelucrare a fost dezvoltat rapid.

În 1962, UnionCarbide a dezvoltat pentru prima dată un pătuț hemetic ultra-precis cu rulmenți de aer din grafit poros, care a realizat cu succes strunjirea oglinzii ultra-precizie cu o precizie dimensională de: - 0. 6btm, rugozitatea suprafeței este Rd0. 025gm, făcând astfel primul pas în procesarea sub-micronilor. Cu toate acestea, strunjirea cu precizie cu diamant este mai potrivită pentru unele materiale metalice moi, iar în aplicațiile aerospațiale, astronomice, militare și alte aplicații ale camerelor prin satelit, cele mai frecvent utilizate sunt precum sticla, ceramica și alte materiale fragile ale dispozitivelor nemetalice. Tăierea acestor materiale cu tăietoare de diamant poate cauza fisuri în suprafața de auto-procesare. Rectificarea ultra-precisă este mai favorabilă procesării materialelor fragile.

Un alt produs reprezentativ al UnionCarbide este mașina-unealtă de succes Re-form as-spondial ca o minge în 1972. Acesta este un pătuț CNC cu coordonate duale cu feedback de poziție, care poate schimba colțul și raza șinei de bază a cuțitului în real doar timp, și să realizeze procesarea în oglindă a as-sple. Cu un diametru de procesare de 380 mm, precizia formei piesei de prelucrat este de plus sau minus 0. 63um cu o rugozitate a suprafeței de Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 a dezvoltat patul de oglindă de precizie de tip Moori cu arbore de aer în 1968, dar pentru a realiza prelucrarea ultra-precisă a materialelor fragile, compania din 1980 în lume a dezvoltat pentru prima dată controlul cu trei coordonate al M- Strunjire cu scule diamantate asperter tip 18AG, mașină de rectificat diamant. Mașina folosește un arbore de aer cu o precizie de rotație radială de 0. 075Bm: Folosind sistemul CNC Allen-Braley 7320, cursele axelor X și Z sunt de 410 mm și, respectiv, 230 mm, iar rectitudinea șinelor este de 0. 5gm, precizia de poziționare a axei B este de 0. 38um, folosind roți de măcinat cu diamant pentru a procesa o varietate de oglinzi metalice asimetice cu un diametru maxim de 356mm.

RankPneumo a introdus un strung CNC cu precizie MSG cu legătură pe două axe în 1980, care utilizează interferometre cu laser pentru a finaliza controlul pozițional în buclă închisă. Patutul poate prelucra o oglindă metalică cu diametrul de 350 mm, prelucrând rugozitatea suprafeței de la R la O. 05Bm. În 1988, compania a dezvoltat și mașinile-unelte de succes ASG2500, ASG2500T, Nanoform300: aceste mașini nu numai că pot fi tăiate ultra-fine, dar pot fi prelucrate până la 300 mm diametru ca oglinzi spulare. Pe baza mașinilor-unelte menționate mai sus, compania a dezvoltat și Nanoform600 în 1990, care poate prelucra oglinzi asperteriale cu un diametru de 600 mm, iar precizia de formă a piesei de prelucrat este mai bună decât O. 14, rugozitatea suprafeței este mai bună decât Ra0. 01um. În 1996, compania a introdus mașina de prelucrat compozit ultra-precizie Nanoform250, care nu numai că permite tăierea, măcinarea și lustruirea diamantului, ci și șlefuiește direct piesele optice din material dur și fragil care îndeplinesc calitatea suprafeței optice și precizia suprafeței.

În prezent, Statele Unite s-au angajat în prelucrarea ultra-precizie și producerea unor companii mai cunoscute, întreprinderi de cel puțin 30. Printre cele mai reprezentative și semnificative rezultate s-au numărat laboratorul național Lawrence Livermore Laboratorul național de la Union Carbide. Începând cu anii 1960, LLNL Laboratories a dezvoltat mașini-unelte ultra-de precizie DTM-1, DTM-2, iar în septembrie 1983 a dezvoltat cu succes pătuțul de precizie cu diamante optice mari orizontale DTM-3 reprezentând cel mai înalt nivel de mașini-unelte ultra-de precizie contemporane. . Mașina poate prelucra diametrul de 2100 de conducte, greutatea pieselor de lucru 4497k2, dispozitivul său de transmisie a cadrului sculei folosind unitatea de frecare, utilizarea interferometrului cu laser pentru măsurarea poziției, utilizarea rulmenților de presiune statică lichidă și ghidarea presiunii statice lichide, precizia poziției de până la 0. 013 la m: prelucrarea pieselor din alamă, rugozitatea suprafeței până la R la 0. 0076Bra.

În septembrie 1984, Laboratoarele LLNL, în colaborare cu Wright Aviation Research Institute din Forțele Aeriene ale SUA, au dezvoltat un pătuț CNC mare ultracurent vertical al Mașinii de strunjit Diaramond Large Optics. Patul poate prelucra piese de lucru cu diametrul de 1625 mm, utilizarea unui interferometru laser cu 7 căi, dezvoltat special cu două căi, pentru o varietate de măsurători ale informațiilor de poziție și apoi prin prelucrarea datelor, pentru a oferi informații exacte de feedback către sistemul servo, asigurați poziția sculei în raport cu piesa de prelucrat, rezoluția de măsurare de 0. 635nm. Pentru a asigura precizia controlului servo de poziție, se adoptă metoda de control digital de precizie, iar partea de control este un dispozitiv CNC intern. Pentru a realiza microinternul instrumentului, mașina folosește mecanismul de micro-deplasare a curentului pedic, care poate realiza micro-deplasarea la scară nano, iar precizia de procesare poate ajunge la 0 025 până la m. LOD ™ este recunoscut ca fiind unul dintre cele mai înalte niveluri de pătuțuri de ultra-precizie din lume astăzi.