超精密机床床身结构因所用材料不同而异。过去床身和导轨材料都用铸铁,现在多数采用花岗岩等新材料,简述如下。
(1)***质耐磨铸铁铸铁是传统的制造床身和导轨的材料,它的***点是工艺性***。精密机床的床身和导轨的材料应选用耐磨性***、热膨胀系数低、对振动衰减能力强、并经过时效消除内应力的***质合金铸铁,可以得到满意的结果。近年来多数精密坐标测量机和超精密机床改用花岗岩,但美国Me公司和瑞士SP公司仍使用铸铁床身导轨,他们认为花岗岩有吸湿性,会导致礅量变形,降低机床的精度,反不如铸铁***。
(2)花岗岩花岗岩现在已是制造三坐标测量机和超精密机床的床身和导轨的热门材料。这是因为花岗岩比铸铁长期尺寸稳定性***,热膨胀系数低,对振动的衰减能力比钢铁要高很多倍(约15倍),硬度高耐磨并不会生锈等。花岗岩和铸铁等材料的性能对比见表54。从表中的数值可以看到,用花树岩做超精密机床的床身和导轨是比较***的。用花岗岩做床身时,一般都用整体方块,钻孔埋入螺母以便和其他构件连接。导轨也常用花岗岩制作。但花岗岩加工比较困难。空气静压轴承的节流孔在花岗岩中加工比较困难,故有时导轨做成花岗岩和钢的组合结构,以便于加工。
花岗岩的主要缺点是它的吸湿性,吸湿后产生微量变形,影响糟度。有人提出在花岗岩表面涂上某种涂料以降低吸湿性。
(3)人造花岗岩花岗岩不能铸造而且有吸湿性。为解决这问题国外提出了人造花岗岩造花岗岩是由花岗岩碎粒用树脂粘结而成。用不同粒度的花岗岩组合可以提高人造花岗岩的体积比(可达90%-95%),人造花岗岩对振动的衰减能力比天然花岗岩还要高很多,而且易于成形,热导率较低。瑞士Suder公司采用人造花岗岩 Granitan制造高精度S系列磨床的床身效果甚佳;英國 Granfield公司的OACM2500大型超精密机床,床身采用焊接结构钢,中间用人造花岗岩填充,获得满意效果。
