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畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 2002) 20:639–648 附 件： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 譯文比較正確地表達(dá)了原文的意義、概念描述基 本符合漢語(yǔ)的習(xí)慣，語(yǔ)句較通暢，層次較清晰。 簽名： 2009 年 3 月 18 日 注： 請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。 (用外文寫(xiě) ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 一臺(tái)先進(jìn)的超精密平面磨床 一個(gè)分支機(jī)構(gòu) 近開(kāi)發(fā)了一種具備多種自動(dòng)監(jiān)督功能超精密平面磨床。 該公司提供器械給克蘭菲爾德大學(xué)的精密工程組，以便該集團(tuán)可以進(jìn) 行研究，尤其是無(wú)損壞的磨削完整的上表面和下表面。這份報(bào)告討論設(shè)計(jì)的機(jī)床初步的試驗(yàn)和研究項(xiàng)目的可行性。這些項(xiàng)目將會(huì)受益于這樣一個(gè)先進(jìn)的融合許多的先進(jìn)功能，自動(dòng)監(jiān)督和控制加工的機(jī)床系統(tǒng)的可用性。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)監(jiān)督 ;磨削 ;機(jī)床設(shè)計(jì) ;精密加工 1． 引言 門(mén)設(shè)計(jì)和制造的成本效益好的，含有先進(jìn)材料包括陶瓷，玻璃，金屬間化合物和硬合金鋼的機(jī)床。這個(gè)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(chē)制造業(yè)進(jìn)行著一系列的超精密和高速加工 的研究項(xiàng)目包括超硬加工，韌性加工脆性材料和精密加工。互補(bǔ)的研究利益對(duì)于兩個(gè)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(tái)先進(jìn)的超精密平面磨床。這將是該集團(tuán)進(jìn)行了廣泛的研究的方案，特別是無(wú)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(shí)間的問(wèn)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(méi)有對(duì)毛砂面損害，從而無(wú)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(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等） ，以及較大部分為航空航天和汽車(chē)應(yīng)用，取決于越來(lái)越高的幾何精度和微觀和納米表面。最近，汽車(chē)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(dá)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(jì)生產(chǎn)淬火鋼的直接加工，不拋光。 玻璃和陶瓷被用來(lái)制造無(wú)損壞的磨削表面，以及淬火鋼被用來(lái)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(jī)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(kāi)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) 卻，速度，進(jìn)給級(jí)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(kāi)發(fā)來(lái)滿足這些要求。 2． 目標(biāo) 為了滿足表面完整性和如上所述的生產(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(jìn)可能為了使組件部分具有很高級(jí)數(shù)的表面 /下表面完整性。 2．加工過(guò)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(gè)單個(gè)的只有一個(gè)裝置的改進(jìn)以取代典型分三個(gè)階段的研磨，腐蝕 和拋光過(guò)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 350外，表面應(yīng)該很光滑（ <50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(gè)特點(diǎn)是不同于傳統(tǒng)的平面磨削。它有一個(gè)恒定的接觸距離和一個(gè)恒定的磨削力。圖一顯示了磨削原理。杯形砂輪與旋轉(zhuǎn)工件和軸向進(jìn)給的砂輪一起去除工件表面的毛刺，直到達(dá)到其最終厚度 /幾何。 4． 機(jī)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(gè)平面磨床（圖 2 ）的設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)阻尼，要求實(shí)現(xiàn)下表面的超微量磨損。 2． 控制強(qiáng)度（輪組件表面）達(dá)到 秒，要求實(shí)現(xiàn)總厚度變動(dòng)（視）公差為的 米 3． 控制削減深度，以更好地超過(guò) 米，要求實(shí)現(xiàn)下表面的超微量損害。 4． 主軸軸向運(yùn)動(dòng)誤差的小于 米，要求為實(shí)現(xiàn)下表面的超微量損害。 5．測(cè)量和反饋的部分厚度為 米，才能實(shí)現(xiàn)微米的厚度公差。 1. 平整表面的幾何圖樣被決定是通過(guò)砂輪的旋轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置和工件夾具。圖3 顯示機(jī)床的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和坐標(biāo)軸。有 11 個(gè)坐標(biāo)軸，加上三個(gè)機(jī)床自動(dòng)加載動(dòng)議（未顯示），都在驅(qū)動(dòng)伺服控制之下。這些是： 磨削主軸 C 工件頭架主軸 Z 軸進(jìn)給 X 橫向進(jìn)給 修正主軸 W 整理基準(zhǔn) A 傾斜間距 B 傾斜偏轉(zhuǎn) 洗刷卡盤(pán) P 探測(cè)針厚度 清洗裝備 如下所述，要達(dá)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(jī)床原型將通過(guò)納入以下的先進(jìn)功能而得到利益，自動(dòng)監(jiān)督和控制加工過(guò)程。 調(diào)整工件和磨削砂輪平面 相對(duì)排列的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)主軸 C （圖 3 ）被簡(jiǎn)化因?yàn)閹缀伪砻婵梢员幻枋鐾ㄟ^(guò)幾何方程組。磨削加工要求一個(gè)特定的角度在磨削平面和工件平面之間被保持因?yàn)?Z 軸向進(jìn)給被應(yīng)用。這個(gè)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(gè)角度被監(jiān)控通過(guò)三個(gè)位于磨削軸外罩與一個(gè)表面精加工的工件軸外罩之間的測(cè)量 感器。該傳感器被放置在磨削軸的外罩周?chē)蠹s等同于 砂輪到其中心軸線的距離，有一定的分隔。來(lái)自這些傳感器的信息被反饋到控制系統(tǒng)來(lái)修正控制 A - （定位） ， 向）和 Z - （進(jìn)給）軸線。這是機(jī)器的一個(gè)獨(dú)特的功能，來(lái)保持工件平整度因?yàn)楣ぜ砻娴膿p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(huì)制造出的非光滑平面。常規(guī)機(jī)床的這個(gè)基準(zhǔn)調(diào)節(jié)是通過(guò)機(jī)械調(diào)試和錯(cuò)誤調(diào)整，并且依賴力的偏轉(zhuǎn)慣量。然而，在這臺(tái)機(jī)床上如果工藝條件發(fā)生變化，基準(zhǔn)也會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償。這可以被優(yōu)化以適應(yīng)材料和砂輪條件的變化通過(guò)改變伺服控制系統(tǒng)的軟件。 圖在圖 . 4. 2. 3. 砂輪 粗加工和砂輪拋光被集中安置在一個(gè)軸上通過(guò)一個(gè)包含前進(jìn) /回拉機(jī)械設(shè)備來(lái)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(gè)有粗糙粒子的砂輪被首先用來(lái)獲得一個(gè)高的材料去除率。精加工的拋光砂輪，被用來(lái)獲取成品尺寸和表面平整性。 檢測(cè)砂輪接觸 聲發(fā)射（ 傳感器被用來(lái)建立砂輪與組成部分之間的最初聯(lián)系。因?yàn)榻⒌谝淮温?lián)系非常重要對(duì)于取得好的限制，當(dāng)進(jìn)行最后研磨時(shí)，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(hào)源。 一個(gè)整形砂輪軸總是裝有使能夠?qū)崿F(xiàn)砂輪的“觸摸敷料”的 磨削力的測(cè)量 磨削力被有規(guī)則的通過(guò)傳感器的測(cè)量位置在遠(yuǎn)離外部應(yīng)力時(shí) ，如絲杠螺母及其相關(guān)的摩擦。測(cè)量磨削力提供一個(gè)良好的砂輪運(yùn)行跡象。 測(cè)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(cè)。一個(gè)特別設(shè)計(jì)的鐵砧和 配 探針 被用來(lái)衡量組成部分厚度。這么做是通過(guò)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(cè)量元件厚度，砧，探針有著一樣滑道，結(jié)合夾具基準(zhǔn)和與組件平面接觸的 針，因此給出一個(gè)測(cè)量厚度。磨削輪的磨損可被找到通過(guò)直接讀取 Z 軸的位置，與夾具基準(zhǔn)定位有關(guān)。熱量增長(zhǎng)被測(cè)量通過(guò)一對(duì)安裝在工件軸和磨削軸之間的電渦流探頭。任何增長(zhǎng)可以被自動(dòng)補(bǔ)償 通過(guò)調(diào)整的兩軸的相對(duì)位置。 輔助功能 這個(gè)機(jī)器具有的功能是機(jī)床的組成部分和夾頭的清洗，也有一個(gè)具有自動(dòng)的安裝卸載能力的自動(dòng)安裝設(shè)備來(lái)自動(dòng)安裝和卸載放置在工作軸上的組成部件。 4. 5. 5 機(jī)器調(diào)試 機(jī)床服務(wù)包括了供給空氣，供給磨削冷卻散熱劑 和供給 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，也同時(shí)三相交流電機(jī)?？諝獗惶峁┩ㄟ^(guò)一個(gè)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 13過(guò) 5000L/氣消耗在平面磨床內(nèi)的空氣軸承中大約是 2000l/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^(guò)濾到 米，并且被干燥的壓縮到 的以滿足運(yùn)作超精密空氣軸承的要求。 冷卻液被供給通過(guò)循環(huán)的水。它被抽取至 速高達(dá) 100l/卻液被分配給各個(gè)冷卻噴嘴，被個(gè)別控制，因此被需要通過(guò)機(jī)械的加工。被用過(guò)的冷卻液被回收到一個(gè)收集箱，然后通過(guò)一個(gè)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(guò)各個(gè)階段的過(guò)濾至 米。 服務(wù)準(zhǔn)備要求一個(gè)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(cè)系統(tǒng)。 5． 1 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)分為兩部分，以一個(gè)工業(yè)用的 標(biāo)準(zhǔn)，和克蘭菲爾德大學(xué)的 基礎(chǔ)。 機(jī)器的 I / O 在一個(gè)分布式總線 S 系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)控制下被實(shí)施通過(guò)一個(gè)環(huán)形光纖總線元件。 在 序被要求在試車(chē)中的較小的修改，大部分的成果被集中在進(jìn)一步發(fā)展 序，尤其是在磨削傳感接觸上，和整形和研磨運(yùn)作上。 5． 2 機(jī)械制造準(zhǔn)備 為磨削加工運(yùn)作做準(zhǔn)備，評(píng)估 的若干方面是至關(guān)重要的： 1． 機(jī)路線。 2． 主軸的平衡。 3． 旋轉(zhuǎn)的條件。 4． 冷卻劑的應(yīng)用。 5． 機(jī)器運(yùn)動(dòng)的控制。 磨削表面質(zhì)量有很主要的決定因素同時(shí)需要按要求解決。 附件 2：外文原文