A história e a situação atual das máquinas-ferramentas CNC de ultra-precisão nos Estados Unidos

No final dos anos 1950, os Estados Unidos começaram a realizar pesquisas de máquinas-ferramentas de processamento de ultra-precisão, quando o desenvolvimento de dispositivos experimentais de fusão nuclear a laser e dispositivos experimentais infravermelhos precisam de grandes refletores de metal, a necessidade urgente de tecnologia de processamento de ultra-precisão e ultra- máquinas-ferramentas de processamento de precisão. Ao usar máquinas-ferramentas de precisão com alta precisão naquela época, uma faca de diamante de ponta única foi usada para corte de espelho de liga de alumínio e sem óxido de cobre, então, como ponto de partida, o processamento de ultraprecisão como um novo processo de usinagem foi desenvolvido rapidamente.

Em 1962, a UnionCarbide desenvolveu pela primeira vez um berço hemético de ultraprecisão com rolamentos de ar de grafite poroso, que realizou com sucesso o giro de espelho ultrapreciso com exatidão dimensional de: - 0. 6btm, rugosidade da superfície é Rd0. 025gm, dando assim a primeira etapa no processamento de submícron. No entanto, o torneamento de ultraprecisão do diamante é mais adequado para alguns materiais de metal macio, e em aplicações aeroespaciais, astronômicas, militares e outras de câmeras de satélite, as mais comumente usadas são como vidro, cerâmica e outros materiais frágeis de dispositivos não metálicos. Cortar esses materiais com cortadores de diamante pode causar rachaduras na superfície de autoprocessamento. A retificação de ultraprecisão é mais propícia ao processamento de materiais quebradiços.

Outro produto representativo da UnionCarbide é sua bem-sucedida máquina-ferramenta Re-form as-spondial as-ball em 1972. Esta é uma base CNC de coordenação dupla com feedback de posição, que pode alterar o canto e o raio do trilho da base da faca em real tempo apenas, e realizar o processamento de espelho de as-sple. Diâmetro de processamento de 380 mm, a precisão da forma da peça de trabalho é mais ou menos 0,63um com uma rugosidade de superfície de Ra0,023um.

MoorlSpecialT001 desenvolveu o leito de espelho de ultraprecisão do tipo Moori com fuso de ar em 1968, mas para alcançar o processamento de ultraprecisão de materiais quebradiços, a empresa em 1980 no mundo pela primeira vez desenvolveu o controle de três coordenadas do M Torneamento de ferramenta de diamante asperter tipo 18AG, retificadora de diamante. A máquina usa um fuso pneumático com uma precisão de rotação radial de 0. 075Bm: Usando o sistema CNC Allen-Braley 7320, os cursos dos eixos X e Z são 410 mm e 230 mm, respectivamente, e a retilinidade dos trilhos é 0. Dentro 5gm, a precisão de posicionamento do eixo B é de 0,38um, usando rebolos de diamante para processar uma variedade de espelhos de metal assimticos com um diâmetro máximo de 356 mm.

A RankPneumo introduziu um torno CNC de ultra-precisão MSG de enlace de dois eixos em 1980 que usa interferômetros a laser para completar o controle posicional de malha fechada. O berço pode processar um espelho de metal esperal com 350 mm de diâmetro, com rugosidade de superfície de R a O. 05Bm. Em 1988, a empresa também desenvolveu as bem-sucedidas máquinas-ferramenta ASG2500, ASG2500T, Nanoform300: essas máquinas podem não apenas ser de corte fino ultrafino, mas também podem ser processadas com até 300 mm de diâmetro como espelhos espulares. Com base nas máquinas-ferramentas mencionadas acima, a empresa também desenvolveu o Nanoform600 em 1990, que pode processar espelhos de material com um diâmetro de 600 mm, e a precisão do formato da peça é melhor do que O. 14, a rugosidade da superfície é melhor do que Ra0. 01um. Em 1996, a empresa lançou a máquina de usinagem de compósitos de ultraprecisão Nanoform250, que não só permite o corte, retificação e polimento de diamante, mas também retifica diretamente peças ópticas de materiais duros e quebradiços que atendem à qualidade da superfície óptica e precisão da superfície.

Atualmente, os Estados Unidos se dedicam ao processamento e fabricação de ultraprecisão de empresas mais conhecidas, empresas de pelo menos 30. Entre os resultados mais representativos e significativos estão o referido laboratório Lawrence Livermore National Laboratory da Union Carbide. Desde a década de 1960, LLNL Laboratories desenvolveu DTM-1, DTM-2 de ferramentas de ultra-precisão e em setembro de 1983 desenvolveu com sucesso o berço de ultraprecisão de diamante óptico grande horizontal DTM-3 representando o mais alto nível de máquinas-ferramentas contemporâneas de ultraprecisão . A máquina pode processar 2100 diâmetro do núcleo, peso 4497k2 peças de trabalho, seu dispositivo de transmissão de quadro de ferramenta usando unidade de fricção, o uso de interferômetro a laser para medição de posição, o uso de rolamentos de pressão estática líquida e guia de pressão estática líquida, precisão de posição de até 0. 013 am: processamento de peças de latão, rugosidade superficial de até R a 0. 0076Bra.

Em setembro de 1984, o LLNL Laboratories, em colaboração com o Wright Aviation Research Institute da Força Aérea dos Estados Unidos, desenvolveu o grande suporte CNC vertical de ultra-precisão da Large Optics Diaramond Turning Machine. A cama pode processar peças de trabalho de 1625 mm de diâmetro, o uso de interferômetro a laser de dupla frequência de 7 vias especialmente desenvolvido para uma variedade de medição de informações de posição e, em seguida, por meio de processamento de dados, para fornecer informações de feedback precisas para o sistema servo, conduzir o porta-faca para garantir a posição da ferramenta em relação à peça de trabalho, resolução de medição de 0,635 nm. A fim de garantir a precisão do controle do servo de posição, o método de controle do servo digital de precisão é adotado, e a parte de controle é um dispositivo CNC interno. A fim de alcançar o microintro da ferramenta, a máquina usa o mecanismo de micro deslocamento por corrente pedic, que pode realizar o micro deslocamento em escala nanométrica, e a precisão de processamento pode chegar a 0,25 a m. LODTM é reconhecido como um dos mais altos níveis de berços de ultraprecisão do mundo hoje.