Ülitäpsete CNC-tööpinkide ajalugu ja praegune olukord Ameerika Ühendriikides

1950. aastate lõpus hakkasid Ameerika Ühendriigid viima läbi ülitäpse töötlemise tööpinkide uuringuid, kui lasertuuma termotuumasünteesikatse ja infrapuna katseseadmete väljatöötamine vajab suuri metallist helkureid, tungivat vajadust ülitäpse töötlemistehnoloogia ja ülitöötluse järele täppistöötlemise tööpingid. Toona suure täpsusega täppistööpinkide kasutamisel kasutati alumiiniumisulamist ja vaskoksiidivabalt peeglilõikamiseks ühepunktilist teemantvankri nuga, nii et lähtepunktina on ülitäpne töötlemine uue töötlemisprotsessina kiiresti arenenud.

1962. aastal arendas UnionCarbide esmakordselt poorsete grafiitõhulaagritega ülitäpse hemeetilise võrevoodi, mis realiseeris edukalt ülitäpse peeglipöörde mõõtmetega: - 0,6 btm, pinna karedus on Rd0. 025 g, tehes seega esimese sammu mikronite alamtöötluses. Kuid teemantide ülitäpne treimine sobib mõnede pehmete metallmaterjalide jaoks paremini ning kosmoses, astronoomias, sõjalistes ja muudes satelliitkaamerate rakendustes kasutatakse kõige sagedamini näiteks klaasi, keraamikat ja muid mittemetalsete seadmete rabedaid materjale. Nende materjalide lõikamine teemantlõikuritega võib isetöötleval pinnal tekkida pragusid. Ülitäpne lihvimine soodustab rabedate materjalide töötlemist.

Teine UnionCarbide'i tüüpiline toode on 1972. aastal edukalt vormitud as-spondiaalne pall-tööpink. See on kahekordse koordinaadiga CNC-võrevoodi koos tagasisidega, mis võib reaalselt muuta noa aluse rööpa nurka ja raadiust ainult aega ja realiseerida as-sple peegeltöötlus. Töötlemise läbimõõt 380mm, tooriku kuju täpsus on pluss või miinus 0. 63um pinna karedusega Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 töötas 1968. aastal välja õhu spindliga Moori tüüpi ülitäpse peeglivoodi, kuid habraste materjalide ülitäpse töötlemise saavutamiseks töötas ettevõte 1980. aastal maailmas esmakordselt välja M- 18AG tüüpi asperteri teemantriistade treimine, teemantlihvimismasin. Masin kasutab õhspindli radiaalse pöörlemistäpsusega 0. 075Bm: Allen-Braley 7320 CNC süsteemi kasutades on X- ja Z-telje löögid vastavalt 410mm ja 230mm ning rööbaste sirgus on 0. 5gm, B-telje positsioneerimistäpsus on 0. 38um, kasutades teemantlihvkettaid mitmesuguste asümmeersete metallpeeglite töötlemiseks maksimaalse läbimõõduga 356mm.

RankPneumo tutvustas 1980. aastal kaheteljelise MSG ülitäpse CNC treipingi, mis kasutab laserinterferomeetreid positsioonilise suletud ahela juhtimise lõpuleviimiseks. Võrevoodi saab töödelda 350 mm läbimõõduga metallist peeglit, töödeldes pinna karedust R kuni O. 05Bm. 1988. aastal arendas ettevõte välja ka edukad tööpingid ASG2500, ASG2500T, Nanoform300: need masinad ei saa olla ainult ülipeene tiheda lõikega, vaid neid saab töödelda kuni 300 mm läbimõõduga spulaarpeeglitena. Eespool nimetatud tööpinkide põhjal töötas ettevõte 1990. aastal välja ka Nanoform600, mis suudab töödelda 600 mm läbimõõduga asperteriaalseid peegleid ja tooriku kuju täpsus on parem kui O. 14, pinna karedus on parem kui Ra0. 01um. 1996. aastal tutvustas ettevõte ülitäpse komposiitkompositsiooniga Nanoform250, mis mitte ainult ei võimalda teemantide lõikamist, lihvimist ja poleerimist, vaid lihvib otseselt ka kõvade ja rabedate materjalide optilisi osi, mis vastavad optilise pinna kvaliteedile ja pinna täpsusele.

Praegu tegeles USA ülitäpse töötlemise ja tuntud ettevõtete, vähemalt 30 ettevõtte, töötlemisega. Kõige esinduslikumate ja olulisemate tulemuste hulgas oli eespool nimetatud Lawrence Livermore'i riikliku labori labor Union Carbide'is. Alates 1960. aastatest on LLNL Laboratories välja töötanud ülitäpsed tööpingid DTM-1, DTM-2 ning 1983. aasta septembris arendasid edukalt välja horisontaalse suure optilise teemandi ülitäpse võrevoodi DTM-3, mis esindab kaasaegsete ülitäpsete tööpinkide kõrgeimat taset. . Masin suudab töödelda 2100 aju läbimõõtu, kaalu 4497k2 tööosi, selle tööriista raami ülekandeseadet, kasutades hõõrdejõukontrolli, laseri interferomeetri kasutamist asukoha mõõtmiseks, vedelate staatilise rõhu laagrite ja vedeliku staatilise rõhu juhiku kasutamist, asukoha täpsust kuni 0. 013 kuni m: messingist osade töötlemine, pinna karedus kuni R kuni 0,0076Bra.

1984. aasta septembris töötasid LLNL Laboratories koostöös USA õhujõudude Wrighti lennundusuuringute instituudiga välja suure optika Diaramond treimismasina suure vertikaalse ülitäpse CNC-võrevoodi. Voodis saab töödelda 1625 mm läbimõõduga tööosi, kasutada spetsiaalselt välja töötatud 7-suunalist kahesageduslikku laserinterferomeetrit mitmesuguste asukohaandmete mõõtmiseks ja seejärel andmetöötluse kaudu, et anda servosüsteemile täpset tagasisideteavet, ajamisnoa hoidikule tagage tööriista asend töödeldava detaili suhtes, mõõteresolutsioon on 0,635nm. Asendiservo juhtimise täpsuse tagamiseks võetakse kasutusele digitaalse servo täpse juhtimise meetod ja juhtimisosa on sisemine CNC-seade. Tööriista mikro-sissepoole jõudmiseks kasutab masin pedaalvoolu mikro-nihkemehhanismi, mis suudab realiseerida nano-skaala mikro-nihke ja töötlemise täpsus võib ulatuda 0, 025 kuni m. LODTM on tänapäeval tunnustatud kui üks ülitäpse võrevoodi võrgusilmi.