L'histoire et la situation actuelle des machines-outils CNC ultra-précision aux États-Unis

À la fin des années 1950, les États-Unis ont commencé à mener des recherches sur les machines-outils de traitement ultra-précision, lorsque le développement de dispositifs expérimentaux de fusion nucléaire laser et de dispositifs expérimentaux infrarouges a besoin de grands réflecteurs métalliques, le besoin urgent d'une technologie de traitement ultra-précision et machines-outils de traitement de précision. En utilisant des machines-outils de précision avec une haute précision à l'époque, un couteau à chariot diamant à point unique a été utilisé pour la coupe miroir d'alliage d'aluminium et sans oxyde de cuivre, donc comme point de départ, un traitement ultra-précis en tant que nouveau processus d'usinage a été développé rapidement.

En 1962, UnionCarbide a développé pour la première fois une crèche héméthique ultra-précise avec des coussinets à air en graphite poreux, qui a réussi à réaliser un tournage de miroir ultra-précis avec une précision dimensionnelle de: - 0. 6btm, la rugosité de surface est Rd0. 025g, franchissant ainsi la première étape du traitement submicronique. Cependant, le tournage ultra-précis au diamant est plus adapté à certains matériaux en métal doux, et dans l'aérospatiale, l'astronomie, l'armée et d'autres applications de caméras satellites, les plus couramment utilisés sont le verre, la céramique et d'autres matériaux fragiles de dispositifs non métalliques. La découpe de ces matériaux avec des fraises diamantées peut provoquer des fissures dans la surface d'auto-traitement. Le meulage ultra-précis est plus propice au traitement des matériaux cassants.

Un autre produit représentatif d'UnionCarbide est sa machine-outil Re-form as-spondial as-a-ball réussie en 1972. Il s'agit d'une crèche CNC à double coordonnée avec retour de position, qui peut changer le coin et le rayon du rail de base du couteau en réel temps seulement, et réalisez le traitement miroir de as-sple. Diamètre de traitement de 380 mm, la précision de la forme de la pièce à usiner est de plus ou moins 0. 63um avec une rugosité de surface de Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 a développé le lit de miroir ultra-précis de type Moori avec broche à air en 1968, mais afin de réaliser un traitement ultra-précis des matériaux cassants, la société en 1980 dans le monde a développé pour la première fois un contrôle à trois coordonnées du M- Tournage d'outils diamantés asperter de type 18AG, rectifieuse diamantée. La machine utilise une broche pneumatique avec une précision de rotation radiale de 0. 075Bm: En utilisant le système CNC Allen-Braley 7320, les courses des axes X et Z sont de 410 mm et 230 mm, respectivement, et la rectitude des rails est de 0. 5gm, la précision de positionnement de l'axe B est de 0. 38um, en utilisant des meules diamantées pour traiter une variété de miroirs métalliques asymthiques d'un diamètre maximum de 356 mm.

RankPneumo a introduit un tour CNC ultra-précision MSG à liaison à deux axes en 1980 qui utilise des interféromètres laser pour compléter le contrôle de position en boucle fermée. Le berceau peut traiter un miroir métallique speral de 350 mm de diamètre, traitant la rugosité de surface de R à O. 05Bm. En 1988, la société a également développé les machines-outils à succès ASG2500, ASG2500T, Nanoform300: ces machines peuvent non seulement être des coupes ultrafines de près, mais peuvent également être traitées jusqu'à 300 mm de diamètre comme des miroirs spulaires. Sur la base des machines-outils susmentionnées, la société a également développé le Nanoform600 en 1990, qui peut traiter des miroirs asperteriaux d'un diamètre de 600 mm, et la précision de la forme de la pièce est meilleure que O.14, la rugosité de surface est meilleure que Ra0. 01um. En 1996, la société a lancé la machine d'usinage composite ultra-précision Nanoform250, qui permet non seulement la découpe, le meulage et le polissage au diamant, mais également directement les pièces optiques en matériau dur et cassant qui répondent à la qualité de surface optique et à la précision de surface.

À l'heure actuelle, les États-Unis se livrent au traitement ultra-précis et à la fabrication d'entreprises plus connues, au moins 30. Parmi les résultats les plus représentatifs et les plus significatifs, citons le laboratoire Lawrence Livermore National Laboratory d'Union Carbide. Depuis les années 1960, LLNL Laboratories a développé des machines-outils d'ultra-précision DTM-1, DTM-2, et en septembre 1983 a développé avec succès la crèche d'ultra-précision horizontale à gros diamant optique DTM-3 représentant le plus haut niveau des machines-outils d'ultra-précision contemporaines. . La machine peut traiter un diamètre de 2100rain, des pièces de travail de poids 4497k2, son dispositif de transmission de cadre d'outil utilisant un entraînement par friction, l'utilisation d'un interféromètre laser pour la mesure de position, l'utilisation de roulements à pression statique liquide et un guide de pression statique liquide, une précision de position allant jusqu'à 0. 013 à m: traitement de pièces en laiton, rugosité de surface jusqu'à R jusqu'à 0. 0076Bra.

En septembre 1984, LLNL Laboratories, en collaboration avec le Wright Aviation Research Institute de l'US Air Force, a développé la grande crèche CNC verticale ultra-précise de la machine de tournage Large Optics Diaramond. Le lit peut traiter des pièces de travail de 1625 mm de diamètre, l'utilisation d'un interféromètre laser à double fréquence à 7 voies spécialement développé pour une variété de mesures d'informations de position, puis via le traitement des données, pour fournir des informations de retour précises au système servo assurer la position de l'outil par rapport à la pièce à usiner, résolution de mesure de 0,635 nm. Afin d'assurer la précision de la commande d'asservissement de position, la méthode de commande d'asservissement numérique de précision est adoptée et la partie de commande est un dispositif CNC interne. Afin de réaliser le micro-intérieur de l'outil, la machine utilise le mécanisme de micro-déplacement de courant pédic, qui peut réaliser le micro-déplacement à l'échelle nanométrique, et la précision de traitement peut atteindre 0. 025 à m. LODTM est reconnu comme l'un des plus hauts niveaux de lits d'enfant ultra-précis au monde aujourd'hui.