超精密切片机的加工例子及机床导轨面的高精度加工方法

在加工时，一定有必须将工具和工件放到指定位置的操作。此时，在机床中一定装有位置测量用的尺子，在垂直于这个尺子的方向上加工点离得越远，则误差扩大的危险越大。如图2.20.1所示，h_x、h_y的尺寸太大时，加工点远离x轴、y轴的尺子，工作台各轴的侧滚、偏航、俯仰等运动和不均一的热分布等导致的热变形都对加工点产生影响，不能够在正确的位置上加工。

图2.20.1 位置比例尺寸和加工点高度的关系（违反阿贝原理时）

机械修正时也同样，图2.20.2所示为超精密切片机的实例。超精密切片机是用厚为0.1～0.3mm的薄圆盘金刚磨石进行高精度开沟、切断、磨削的机械。

该机械因为只有在图中位置装有尺子，所以加工点[相当于反射镜（2）的位置]离开了尺子，不能说是充分符合阿贝原理的。东芝机械在这里使用激光测长器对该机械y轴方向的节距进行误差辅正。此时激光反射镜的位置有很重要的影响。激光反射用镜子的设置位置是否符合阿贝原理，对机械的精度有很大的影响。

即在图2.20.2中的（1）位置上装有镜子对节距误差进行辅正，如图中的测定误差曲线所示，大致发生1μm的误差。根据阿贝原理，离尺子近的（1）位置虽然好，但必须注意希望得到精度的位置在加工点[此处为镜子（2）的位置]。

图2.20.2 超精密切片机（东芝机械）的y轴螺距误差辅正

现在进行辅正的测定系统不是机械内部的尺子，而是在机械外部设置的激光测长器，这个测定系统必须正确地落在加工点上。亦即，不是间接地测量离开加工点的地方，而是必须直接地测量加工点的动作加以辅正。这里，设置镜子（2）的位置进行测量辅正时，得到如图中曲线（2）所示结果，精度得到提高。使用和调整机械时也必须遵守阿贝原理，从这个例子可以明白，这个场合机械内部尺子的位置是固定的。

根据阿贝原理，在机床的工作台上预先放上基准板，在基准板上再放上工件进行磨削（实际上不太适合这样做），这是不良的加工法（图2.20.3a）。

图2.20.3 机床等导轨面的加工(www.xing528.com)

a）不良加工法：把床身和导轨装配后，进行平面磨削 b）考虑了阿贝原理的加工法：床身用刮刀加工处平面和导轨的两面进行平面磨削之后，把两者进行装配

此时，首先将配合面用刮刀等刮平，其上要放的工件因为薄，放在磨削台上进行加工（图2.20.3b），高度h低因而充分遵守阿贝原理，可以进行高精度加工，然后再配合在一起即可。

虽然不能说这是最好的加工法，但与图2.20.3a所示的方法相比，该方法更优越。

从加工上的阿贝原理阐明工夹具设计的一个基本方针的系如下：

【系1】装配了工夹具的工件的位置，应设计成在尽可能接近机床的位置检出器的位置上固定。

一般来说，尽可能在机床的工作台上面附近设置工件，高度设计成低的为好。

对工具来说也是一样。例如如图2.20.4所示镗杆的例子，考虑上下方向的位置时，从位置检出器的位置到工具尖端为止的距离，按阿贝原理则必须为零（虽然实际上不可能）。即使不可能，但至少l必须尽可能短。

如果不这样做，在z轴方向主轴头运动时，侧滚、偏航、俯仰等的发生会导致工具位置发生误差，由于工具的变形而产生的误差也由此存在。这个尺寸l一长，不但误差而且所谓爬行振动的发生可能性也变大了。

图2.20.4 从位置检出器到工具尖端的距离问题