Terobosan dalam teknologi pemrosesan dan penerapan komponen dasar peralatan mesin ultra-presisi dapat memberikan dukungan teknis yang kuat bagi kelangsungan dan perkembangan industri manufaktur. Namun, peralatan mesin ultra-presisi dan komponen dasar utama negara saya sebelumnya sebagian besar bergantung pada impor.
Pemrosesan kebulatan silinder pada bagian poros di dalam dan luar negeri pada dasarnya dicapai dengan mesin penggiling silinder ultra-presisi. Mengambil contoh penggilingan inti poros dengan diameter 100 mm dan panjang 300 mm, penggiling silinder negara kita mungkin dapat menggiling hingga tingkat 1 hingga 2 mikron, sedangkan negara asing dapat mencapai tingkat 0,3 hingga 0,5 mikron.
Untuk memecahkan masalah teknis peralatan mesin dan komponen utama, Dai Yifan, seorang profesor di Universitas Teknologi Pertahanan Nasional, dan timnya menghabiskan 5 tahun mengusulkan teknologi pemrosesan modifikasi deterministik untuk kebulatan luar bagian poros, yang meningkatkan kualitas akurasi kebulatan inti poros hingga 0,1 mikron, dan berhasil mengembangkannya. Memperkenalkan spindel tekanan statis udara ultra-presisi. Baru-baru ini, setelah pengujian oleh Institut Metrologi China, parameter spindel hidrostatik yang relevan telah mencapai tingkat mahir internasional, yang secara efektif akan meningkatkan akurasi pemesinan ultra-presisi di negara saya. Hasil penelitian yang relevan telah dipublikasikan di "Material" dan "Mesin Mikro".
gambar
Pengukuran in-situ multi-sensor mandrel. Foto milik Universitas Nasional Teknologi Pertahanan
Giling bagian ultra-presisi seperti sekop
Alasan mengapa peralatan mesin ultra-presisi dan komponen dasar utama negara saya sebagian besar bergantung pada impor sebelumnya adalah karena masalah teknis terbesar terletak pada kurangnya "mesin kerja" untuk memproses bagian-bagian inti, yaitu mesin yang memproduksi mesin dan mesin, Dikenal juga dengan sebutan mesin perkakas, antara lain mesin bubut, gerinda, ketam, mesin bor, dan lain-lain, merupakan alat-alat pembuatan perkakas dan menjadi landasan kemandirian industri.
Pemesinan umum adalah proses "menyalin" ketepatan peralatan mesin ke bagian-bagiannya. Dengan kata lain, tanpa peralatan mesin berpresisi tinggi, suku cadang berpresisi tinggi tidak dapat diproses. Tanpa suku cadang berpresisi tinggi, komponen dan peralatan mesin berpresisi tinggi tidak dapat dirakit. Kurangnya mesin yang berfungsi untuk pembuatan suku cadang berpresisi tinggi membatasi perkembangan seluruh industri peralatan mesin ultra-presisi.
Tim Dai Yifan telah lama terlibat dalam penelitian dan pengembangan teknologi manufaktur optik modern. Mereka menemukan bahwa keakuratan pembuatan akhir komponen optik jauh melebihi keakuratan peralatan pemrosesan yang digunakan, dan prinsip dasar pembuatan optik adalah secara bertahap menghilangkan titik kesalahan tinggi dalam pemrosesan evolusioner presisi. Tim mencoba menerapkan metode pemrosesan ini berdasarkan prinsip "evolusi presisi" pada pemrosesan komponen mekanis dengan presisi tinggi. Terakhir, melalui inovasi prinsip pemrosesan, mereka mengusulkan proses modifikasi deterministik untuk kebulatan luar bagian poros, sehingga menembus batas "mesin kerja" presisi tinggi.
Bagaimana cara kerja proses pembentukan deterministik? “Ini seperti menggunakan sekop untuk meratakan sebidang tanah, yaitu menyekop tanah dalam jumlah yang sesuai dari daerah yang bergerigi dan tidak rata, dan mengulanginya sampai diperoleh tanah yang sangat datar.” Dai Yifan mengatakan bahwa proses ini mengandalkan seperangkat peralatan digital, termasuk memperoleh pengukur kebulatan presisi tinggi untuk bentuk silinder, peralatan mesin gerinda yang dikontrol waktu yang mewujudkan kontrol pembuangan material secara digital dan presisi, program komputer khusus yang memperoleh waktu tinggal alat gerinda pada posisi spasial tertentu, dll.
Mesin menggantikan pekerja berpengalaman
Dengan bantuan teknologi baru, tim Dai Yifan menerobos teknologi pemrosesan penggilingan yang dikontrol waktu berdasarkan prinsip evolusi presisi, membentuk metode proses terintegrasi untuk pemrosesan dan pengujian komponen silinder di tempat, dan berhasil mengembangkan metode ultra-presisi. spindel aerostatik.
Hasil pengujian dari Institut Metrologi China menunjukkan bahwa runout radial spindel tekanan statis udara kurang dari 15 nanometer, dan runout permukaan ujung kurang dari 15 nanometer. Sekiranya poros utama sebesar bumi, amplitudo akibat gerak rotasi tidak akan melebihi 1 meter.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekakuan statis radial spindel aerostatik lebih besar dari 200 N per mikron, dan kekakuan statis aksial lebih besar dari 200 N per mikron. Dalam istilah awam, ini berarti spindel dapat tetap tidak bergerak di bawah beban gravitasi 20 kilogram, dan deformasi tidak akan melebihi 1 mikron. Membandingkan manual produk Precitech, yang mewakili level tertinggi di bidang ultra-presisi di Amerika Serikat, indikator teknis di atas setara atau bahkan lebih tinggi.
Saat ini, kebulatan luar bagian poros dapat diproses dan digiling hingga sepersepuluh mikron di dalam dan luar negeri. Jika ingin memperbaikinya, Anda hanya bisa mengandalkan penggilingan dan pemangkasan manual. "Teknologi baru kami dapat menghilangkan ketergantungan pada pekerja yang sangat berpengalaman, dan dapat dengan mudah mengatur produksi sesuai dengan model industrialisasi modern, mendorong produksi massal dan berefisiensi tinggi serta penerapan komponen dasar ultra-presisi." Dai Yifan mengatakan, Terobosan ultra-presisi dalam teknologi pemrosesan dan penerapan komponen peralatan mesin dasar akan memberikan dukungan teknis yang kuat untuk kelangsungan hidup dan pengembangan industri manufaktur, meningkatkan rantai industri pendukung peralatan mesin kelas atas, dan sangat meningkatkan daya saing. komponen fungsional berkinerja tinggi, dan mempromosikan lokalisasi peralatan mesin presisi tinggi dan ultra-presisi.
Dai Yifan menambahkan bahwa terobosan ini juga akan secara efektif memecahkan masalah peralatan ultra-presisi dan proses inti yang dihadapi oleh pemrosesan ultra-presisi pada komponen deteksi dan panduan utama, yang selanjutnya memfasilitasi produksi massal pemrosesan ultra-presisi pada komponen inti kelas atas, dan mencapai transformasi cepat hasil penelitian ilmiah.
