第一篇:車床技師論文淬火后螺紋環(huán)規(guī)車削加工方法的研究
淬火后螺紋環(huán)規(guī)車削加工方法的研究
淬火后螺紋環(huán)規(guī)車削加工方法的研究
【摘要】 螺紋環(huán)規(guī)傳統(tǒng)的制造方法是:淬火前車螺紋,中徑留研量,淬火后用螺紋研棒,精研螺紋的工藝方法。但這種方法由于考慮淬火后螺紋變形等問題,中經(jīng)研磨留量較大,其效率低、質(zhì)量差、成本高。而采用先淬火后車螺紋的方法,可減小或避免因淬火而造成的螺紋尺寸變形問題,中徑留量易控制,研量小,可提高研磨效率、加工質(zhì)量,降低制造成本,是一種很有推廣應(yīng)用價(jià)值的工藝方法。該文詳細(xì)論述了螺紋環(huán)規(guī)淬火后如何提高其加工精度、降低成本、保證質(zhì)量所采取的措施和方法,使其生產(chǎn)和加工的效率得以顯著提高?!娟P(guān)鍵詞 】淬火加工 螺紋環(huán)規(guī) 刀具參數(shù) 變形量
前言
我們公司機(jī)車柴油機(jī)上有很多4H級(jí)的螺紋,如M33×2-4H螺紋等,這種高精度螺紋環(huán)規(guī)專業(yè)工具廠很少生產(chǎn)。因此,幾十年來我們用的4H級(jí)的螺紋環(huán)規(guī),一直是我們工模具分廠生產(chǎn)的,并供應(yīng)路內(nèi)各內(nèi)燃機(jī)車生產(chǎn)廠家,但我們生產(chǎn)這種螺紋環(huán)規(guī)的工藝方法是比較落后的。如淬火前車螺紋,中徑留研磨留量較大,淬火后鉗工用多級(jí)研磨棒研螺紋。工藝復(fù)雜,工裝量多,研磨工時(shí)多,廢品率高,制造成本高。根據(jù)多年車超硬材料的體會(huì),經(jīng)過多次試驗(yàn)和分析,最終發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)率比較低等問題,找到了如何提高加工精度的方法和解決了研磨留量大等問題,向領(lǐng)導(dǎo)提出了淬火后車螺紋最后精研螺紋的設(shè)想,得到領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的大力支持。
一.淬火后車螺紋的工藝試驗(yàn)
傳統(tǒng)的制造螺紋環(huán)規(guī)方法是:淬火前車螺紋,考慮淬火變形等因素,螺紋中徑留研量0.25-0.3毫米,淬火后每0.05毫米為一級(jí)做研磨棒,逐級(jí)進(jìn)行研 磨,一般要經(jīng)6-7組研磨。這種工藝的最大缺點(diǎn)是,隨著螺紋環(huán)規(guī)的大小、厚薄,不同批號(hào)的螺紋環(huán)規(guī)材料而有不同的淬火變形。中徑留量留小了,往往因變形大研不圓而報(bào)廢,如果中徑留大了有時(shí)六、七級(jí)研磨棒研不好,造成螺紋牙尖和牙根變形,螺紋半角直線性不好而報(bào)廢。在研磨過程中,不單單耗費(fèi)大量的工時(shí)而工裝的消耗更為驚人。一般每級(jí)研磨棒最少準(zhǔn)備兩件,加上研小徑通常準(zhǔn)備研磨棒就是八種16件,這樣通端和止端各準(zhǔn)備一套計(jì)32件。往往做一付小小的環(huán)規(guī),需要準(zhǔn)備一大堆工裝。工時(shí)、原材料浪費(fèi)大,廢品率高,質(zhì)量差。而采用淬火后車削完全不同,因淬火后車削的最大特點(diǎn)是不再考慮環(huán)規(guī)淬火變形量的大小,而是可根據(jù)精研量的實(shí)際需要,直接控制研磨量。這樣使中徑研量由過去的0.25-0.3毫米降為0.04-0.06毫米,由于研磨量大大減小了,研磨棒也相應(yīng)的減少了。研磨效率提高了3-4倍,制造成本降低了70%,環(huán)規(guī)質(zhì)量也有了很大的提高,解決了螺紋環(huán)規(guī)生產(chǎn)的一大關(guān)鍵。
二.淬火后車螺紋環(huán)規(guī)需解決的技術(shù)問題
淬火鋼切削加工,近幾年已較普遍,但螺紋環(huán)規(guī)淬火后車削則不完全等同于普通淬火件的車削。一是因我們公司生產(chǎn)的螺紋環(huán)規(guī)規(guī)格較小,一般在M22-M39之間,屬于小內(nèi)孔螺紋加工,刀頭小,刀桿剛性差,不適應(yīng)車淬火鋼的條件;二是挑絲刀本身幾何角度受限,很難按車淬硬鋼的要求去改變它,故刀尖易磨損更易崩碎;三是對(duì)螺紋的精度要求較高,要求控制公差在正常螺紋公差的三分之一左右。因此,要實(shí)現(xiàn)淬火后車螺紋環(huán)規(guī)需要進(jìn)一步解決一系列技術(shù)難題。
(一)淬火鋼性能和切削特點(diǎn)分析
螺紋環(huán)規(guī)材料CrWMn,熱處理硬度HRC58-65。據(jù)資料介紹,當(dāng)工件硬度高到HRC47-70時(shí),強(qiáng)度是未淬火45鋼的3.3-4倍。由于淬火鋼硬度和強(qiáng)度的提 高,產(chǎn)生的切削熱量隨即升高,加之淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)低,螺紋車刀刀尖角的特小,則大量切削熱都集中于刀尖處,故刀尖極易磨損和崩刃。因此刀具材料的選擇,刀具幾何參數(shù)的確定,切削用量的選擇將直接關(guān)系到我們這一設(shè)想的實(shí)現(xiàn)與否。
(二)刀具材料的選擇
加工淬火鋼的刀具材料應(yīng)具有較高的耐熱性、耐磨性和一定的抗沖擊性。我們常用切削淬火鋼的刀具材料較多,但各又適合不同的加工條件,因此必須充分分析和掌握自己的加工條件之后去選擇刀片材料。我們根據(jù)內(nèi)螺紋刀具幾何
參數(shù)嚴(yán)格受限的條件分析,最終選擇了硬度較適中,強(qiáng)度則較高的726硬質(zhì)合金刀片。車刀刀桿采用排刀式刀桿(如圖一)。
圖一
(三)刀具幾何參數(shù)的選定
在車削淬火鋼時(shí),只有好的刀具材料,沒有合理的刀具幾何參數(shù)是不行的,只有根據(jù)具體加工對(duì)象,加工材料性能和刀具結(jié)構(gòu),刀具系統(tǒng)剛性等選擇刀具幾何參數(shù),才能有效的發(fā)揮刀具材料應(yīng)有的性能。
(1)刀具前角:車削淬火鋼時(shí),前角對(duì)切削過程影響較大,為了保證刀具有較高的耐用性,前角不能太大,否則刃口強(qiáng)度太低,容易崩刃。但前角太小,則切削容易變形,切削溫度和切削力都會(huì)增加。故一般選用r0=0°~-10°,但考慮到螺紋牙形角是60°±15′,為保證牙形角的準(zhǔn)確性,因此選用r0=0°的前角
(2)刀具后角:采用較大的后角能減小后刀面的磨損,有利于刀具耐用度 的提高。但加大后用會(huì)使楔角減小,切削過程中容易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象,因此后角不宜太大。一般車削淬火鋼應(yīng)選用α=8°~12°,因考慮挑絲刀強(qiáng)度較差,故選用α=9°(如圖二)。
圖二
(3)刀尖圓?。旱都鈭A弧半徑大小,直接影響到刀尖強(qiáng)度和表面粗糙度,一般選用R0.5-2mm,而我們因受螺紋底徑尺寸的影響,只能按規(guī)定的螺紋底徑允許的R0.12mm取用(如圖三)。
圖三
另外還有像刀具的主偏角、付偏角、刃傾角等為提高刀具強(qiáng)度可采取一系 列措施去補(bǔ)救。而我們是螺紋加工,主偏角、付偏角都是按照60°±15′牙形角規(guī)定的,故在這方面則無任何的選擇余地,這比車普通淬火鋼增加了不少難度。但為了盡可能提高刀具的耐用度,我們也采取了一些補(bǔ)償措施。如為確保刀尖角60°±15′的幾何精度,我們用線切割加工出,并通過鉬絲反復(fù)切光(磨光)的方法,不僅確保了刀具精度而且使刃口得到放電磁化,同時(shí)還對(duì)刃口和其它表面,用金剛石油石,進(jìn)行了認(rèn)真的研磨,以力求提高加工表面質(zhì)量和提高刀具耐用度。
(四)切削用量的選擇
一般淬火鋼(高速鋼除外)在切削溫度達(dá)到400℃時(shí),硬度則迅速下降,但726硬質(zhì)合金刀片則仍保持原來硬度。所以在切削淬火鋼時(shí),可利用淬火鋼的這一特點(diǎn),適當(dāng)提高切削速度。但也不易過高,一般選用V=30-75米/分。但考慮到刀尖強(qiáng)度過低和刀桿剛性不好的實(shí)際情況,我們經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)認(rèn)為在9-12米/分時(shí)較好。
(五)切削深度的選用
一般車淬火鋼dp=0.05-2mm,而車螺紋考慮到刀尖熱負(fù)荷大,刀桿細(xì)而振動(dòng)大的實(shí)際情況,我們切削量采用第一刀dp=0.2mm,在隨后的各刀中,第一刀dp=0.1mm,第二刀dp=0.05mm,而這樣不斷的交替進(jìn)行,直至量規(guī)檢測差多時(shí)再反復(fù)光幾刀的方法。主要目的是減少刀具振動(dòng),降低刀尖熱負(fù)荷,防止刀尖崩刃,以提高牙形精度和表面質(zhì)量。
(六)加工中應(yīng)注意的事項(xiàng):
(1)為確保螺紋牙形半角精度,裝刀時(shí)用對(duì)刀儀嚴(yán)格對(duì)刀,力求準(zhǔn)確。(2)對(duì)刀后進(jìn)行試切,可通過車試棒,檢測試棒半角來核對(duì)裝刀精度是否正確。三.結(jié)論
只要能正確的認(rèn)識(shí)淬火鋼的性能和它在切削加工中的特點(diǎn),合理選擇刀具材料,合理選擇刀具的幾何參數(shù),合理選擇切削用量和進(jìn)行正確的操作,淬火后車螺紋環(huán)規(guī)是完全可行的。只要找打選用的刀具材質(zhì)和所加工的工件材料性能盡可能相適應(yīng),并正確選用合理的切削用量和刀具幾何角度,或改進(jìn)加工工藝,這樣“難加工”就可以轉(zhuǎn)化為可以加工或者容易加工,甚至生產(chǎn)效率可以成倍地提高。
通過淬火后車螺紋環(huán)規(guī)的實(shí)踐,使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到淬火鋼的切削加工規(guī)律,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜,加工精度和表面質(zhì)量要求的不斷提高,淬火鋼切削加工技術(shù)將越來越被廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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第二篇:鉗工技師論文-對(duì)螺紋加工實(shí)踐分析
一、加工螺紋底孔應(yīng)注意的事項(xiàng)
(一)嚴(yán)格按照《機(jī)械工人切削手冊》進(jìn)行查表和計(jì)算,選擇所需加工螺紋底孔的鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭。鉆頭的切削刃要鋒利,刃帶要光滑,不得有毛刺和磨損等,避免底孔刮傷或產(chǎn)生錐度等缺陷。
(二)鉆孔時(shí)要選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和進(jìn)刀量,根據(jù)材料不同,選擇合理的冷卻潤滑液,以防止產(chǎn)生過高的切削熱能,而加厚冷硬層,給以后攻絲造成困難。
(三)底徑大于10mm時(shí),最好先鉆孔再擴(kuò)孔,使底徑達(dá)到所要的直徑和粗糙度,底孔粗糙度應(yīng)不小于3.2√。可以避免造成彎曲和傾斜,而致使螺紋牙型不完整和歪斜。
二、螺紋攻絲實(shí)例
(一)對(duì)m8以下的小直徑螺紋進(jìn)行攻絲,一般都在排鉆上加工,用一般的彈性夾頭夾持住機(jī)用絲攻,在排床下面裝置腳踏開關(guān),攻削時(shí)手扶工件,鉆床轉(zhuǎn)速一般采用480—860轉(zhuǎn)/分,適當(dāng)?shù)丶有┎擞?。在攻絲過程中,鉆床主軸保持不動(dòng),絲攻進(jìn)刀和退刀完全靠手控制,靠手感感覺,如果絲攻負(fù)荷增加,可立即踏下反轉(zhuǎn)開關(guān),就可以方便而迅速。
(二)地將絲攻退出。這樣就避免絲攻折斷,如此往返加工,提高工作效能,適用于批量生產(chǎn)。
(三)對(duì)不銹鋼材料的加工。在實(shí)踐中,遇不銹鋼材料的攻絲是件比較困難的事。如何提高工作效率呢?這就要將絲攻進(jìn)行修磨,使切削錐度延長,一般為4°,使校準(zhǔn)部分留4t,這樣可以減小切削厚度和切削變形 同時(shí),切切屑也容易卷曲和排除。加大前角和后角,使γ=15°,α=25°,以提高切削能力,減少摩擦。這樣,雖然刀齒的強(qiáng)度有所降低,但因切削錐角較小,切削部分加長了,使每個(gè)刀齒的切削負(fù)荷減輕了,所以對(duì)刀齒的強(qiáng)度影響不大。用這種頭錐攻完后,再用二錐和末錐加工,可以提高螺紋的質(zhì)量和粗糙度。
三、絲攻的修磨。
絲攻發(fā)生磨損和崩刃以后,可以通過修磨恢復(fù)它的鋒利性,一般情況下,主要是修磨刀齒前后角。
(一)切削刃前面的修磨。當(dāng)絲攻的切削刃經(jīng)鈍化或粘屑,因而降低其鋒利性時(shí),可以用柱形油石研磨切削刃的前面。研磨時(shí),在油石上涂一些機(jī)油,油石掌握平穩(wěn),注意不要將刀齒的小園角。研磨后將絲錐清洗干凈。當(dāng)絲攻的刀齒磨損到極限成崩刀齒時(shí),可在刀磨上用片狀砂輪修磨刀齒的前面。修磨好后,用柱形油石進(jìn)行研磨,提高刀齒前面和容屑槽的粗糙度。
(二)切削刃的后角的修磨。當(dāng)絲攻的切削刃損壞時(shí),可在一般砂輪上修切削刃后角。修磨時(shí)要注意切削錐的一致性。轉(zhuǎn)動(dòng)絲攻時(shí),下一條刃齒的刃尖不要接觸砂輪,以免將刀齒的刃尖磨掉。
四、絲錐本身的質(zhì)量狀況對(duì)加工的螺紋孔有著直接的影響,因而在選用絲攻時(shí),要注意幾點(diǎn):
(一)絲攻的螺紋表面和容屑槽要光滑。如切屑瘤、粘屑或銹蝕時(shí),要消除干凈,以完全阻礙切削的排除。絲錐的牙形和切削部分的刀齒要鋒利,不得有崩刃、毛刺、碳傷等,否則在攻削時(shí),就會(huì)粘屑和破壞螺孔表面粗糙度。
(二)機(jī)用絲攻的裝夾部分要光整,對(duì)磨損嚴(yán)重的要進(jìn)行修磨 手用絲攻的方頭棱角磨損后,應(yīng)修磨小一號(hào),防止攻絲時(shí)夾持不牢,產(chǎn)生打滑。
(三)要達(dá)到工件螺紋孔的精度,要選用相應(yīng)精度的絲攻進(jìn)行加工。
第三篇:光電測量技術(shù)與車床加工研究論文
摘要:我國現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進(jìn),對(duì)我國制造業(yè)也提出更高、更多地要求。目前制造業(yè)的發(fā)展向著更加高精度的方向進(jìn)行,這對(duì)機(jī)械制造業(yè)的精度測量技術(shù)與機(jī)床加工技術(shù)提出了更高要求。本文主要介紹光電測量技術(shù)在車床加工的應(yīng)用,研究其技術(shù)優(yōu)勢與必要性,對(duì)出現(xiàn)的技術(shù)問題進(jìn)行探討,最提出一定建議。
關(guān)鍵詞:光電測量技術(shù);機(jī)床加工;高精密加工;機(jī)械制造
目前我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定水平,機(jī)械制造業(yè)的需求也在不斷的提高。而機(jī)床是機(jī)械制造的必要設(shè)備,已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用,在機(jī)床制造中,加工精度對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量有著極為重要的影響。本文主要對(duì)精度檢測環(huán)節(jié)重點(diǎn)討論,利用光電測量技術(shù)提高測量校對(duì)精度,提高車床制造加工的精度。
1光電測量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
1.1傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷
數(shù)控車床是一項(xiàng)高精度的自動(dòng)化機(jī)床設(shè)備,將傳統(tǒng)的人工制造完全由機(jī)器代替運(yùn)行,這設(shè)計(jì)的技術(shù)十分廣泛,而這里主要討論測量技術(shù)。傳統(tǒng)的測量技術(shù)一直是建立在原本的肉眼辨別基礎(chǔ)上,無論是利用技術(shù)擴(kuò)大肉眼辨別的精度,還是講測量的尺寸利用技術(shù)投影放大,均是如此。例如顯微裝置與輪廓投影儀,這一類測量方式存在局限性,測量的誤差難以消除,加工要求的提高使得這一類測量方式難以滿足更高的需求,提高成本極高。
1.2光電測量技術(shù)的優(yōu)勢
光電測量技術(shù)主要利用光學(xué)幾何性質(zhì),將機(jī)床測量坐標(biāo)以光學(xué)標(biāo)記(一般為十字架),將光電信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī),通過計(jì)算機(jī)處理計(jì)算,極大地提高了測量精度。光學(xué)信號(hào)的敏感程度遠(yuǎn)高于肉眼,而計(jì)算機(jī)進(jìn)行精度校對(duì)處理,也極大的提高了精度校對(duì)的處理速度。隨著機(jī)械制造自動(dòng)化水平的不斷提高,對(duì)制造業(yè)的加工效率要求也不斷提高,而光電測量技術(shù),利用光學(xué)傳感器與計(jì)算機(jī)儲(chǔ)備提高車床加工精度,同時(shí)也可以更進(jìn)一步提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。
2.光電測量技術(shù)在車床加工中的應(yīng)用
2.1設(shè)定準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系
對(duì)車床加工而言,在繪制好加工圖紙之后,需要在實(shí)際加工之前校對(duì)工件坐標(biāo)系,這一坐標(biāo)系是與機(jī)床自身坐標(biāo)系相對(duì)的一個(gè)坐標(biāo)系,直接關(guān)系到加工精度的提高。在傳統(tǒng)操作中,這一環(huán)節(jié)需要人工設(shè)定工件坐標(biāo)系,需要人工試切,首先會(huì)對(duì)造成一定的材料浪費(fèi),更重要的是加工精度難以保證,依賴于技術(shù)人員的操作水平;其次,進(jìn)行了一定程度上的改善升級(jí),但是在不改變原理的基礎(chǔ)上難以有較大的提高。而利用光電測量技術(shù),可以直接避免與工件接觸,避免接觸后出現(xiàn)的位置偏移。并且光電測量技術(shù)可以將坐標(biāo)系測定結(jié)果直接反饋給車床的內(nèi)置計(jì)算機(jī),快速實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系設(shè)定,提高工作效率。
2.2反饋補(bǔ)償減少誤差
目前數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)一般為閉環(huán)或者半閉環(huán),利用光電測量系統(tǒng)對(duì)車床的具體加工過程進(jìn)行監(jiān)控校對(duì),將由伺服系統(tǒng)與機(jī)床導(dǎo)軌等其他設(shè)備缺陷造成的加工誤差反饋給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)再更正進(jìn)給信號(hào),達(dá)到更高的加工精度,保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過光電測量技術(shù),不僅僅可以高精度的校對(duì)進(jìn)給尺寸誤差,而且還通過光電信號(hào)轉(zhuǎn)化可以很快反饋給計(jì)算機(jī),得出修正信號(hào)。這是目前數(shù)控車床發(fā)展的主要技術(shù)方向,利用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.3方便數(shù)據(jù)處理
要實(shí)現(xiàn)高精度的加工,光電信號(hào)的數(shù)據(jù)處理也至關(guān)重要,要將收到的光電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理,便于運(yùn)用于加工中。對(duì)此,要建立一個(gè)較為完善的數(shù)據(jù)模型,在數(shù)據(jù)處理后可以利用一些繪圖軟件,將測量結(jié)果直接顯示在人機(jī)交互界面,方便技術(shù)人員對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)材料對(duì)于加工工藝與計(jì)劃進(jìn)行微調(diào)。這對(duì)毛坯生產(chǎn)與后期加工分離的現(xiàn)代機(jī)械加工生產(chǎn)而言意義重大,從而提高的機(jī)械加工的適應(yīng)性與效率。
3.光電測量技術(shù)的問題探究
在實(shí)際的光電測量技術(shù)運(yùn)用中,依舊存在了一些問題,需要研究探討。主要問題有兩個(gè):第一,成本問題,要實(shí)現(xiàn)光電技術(shù)加工需要與之相對(duì)應(yīng)的車床設(shè)備,而我國大部分企業(yè)運(yùn)用的生產(chǎn)車床尚不能完全滿足要求,這對(duì)光電測量技術(shù)在車床加工的應(yīng)用是極大的限制,因此在未來的技術(shù)改進(jìn)方向主要考慮降低技術(shù)成本與在現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行融合改進(jìn);第二,技術(shù)人員的儲(chǔ)備不足,光電測量設(shè)備的技術(shù)含量較高,對(duì)于參與加工的技術(shù)人員要求也在提高,而現(xiàn)有工人的文化水平使得培訓(xùn)難度較大,最終成本也較高。
4.結(jié)束語
我國面對(duì)新世界的發(fā)展大潮,要全面建設(shè)現(xiàn)代化國家,在各個(gè)方面達(dá)到世界的先進(jìn)水平,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步需要強(qiáng)大的制造業(yè)為基礎(chǔ),因此,要高度重視我國機(jī)械制造水平的提高。對(duì)新技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用是一項(xiàng)提高機(jī)械制造生產(chǎn)水平的有效手段,光電測量技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了一段時(shí)間,它對(duì)制造業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提高前景有目共睹,對(duì)光電測量技術(shù)在實(shí)際加工中的應(yīng)用研究探討意義重大,是實(shí)現(xiàn)我國現(xiàn)代化工業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
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