超精密加工技术综述

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超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策
1超精密加工技术的发展
超精密加工技术的发展为新材料的应用,新型机械的开发和精密电子设备的设计提供了基础技术。

它的应用领域涵盖了从航空航天到医疗器械,从芯片制造到高端家用电器,从汽车到电子产品。

在过去几十年中,超精密加工技术发展迅速,逐渐成为实现进步,满足我们日常生活需要的重要手段。

2超精密加工技术特点
超精密加工技术不仅对机械性能提出了更高要求,而且要求对工件尺寸和表面精度都必须有着较高的要求。

因此,提高工件表面精度的方法是提高加工和检测的准确性。

深度精度是指工件加工的精确度,也就是说,深度精度在一定范围内是恒定的,因此可以确保部件的精度,提高部件的整体精度,从而改善部件的质量和可靠性。

3超精密加工技术对策
伴随超精密加工技术发展,急需要完善体系,全面提高技术水平。

需要改善并完善设备、技术计算、检测等相关环节,提高技术方面的综合能力。

另外,针对不同行业的不同要求,研发更多的立体特种设备,加强培训,提高技术水平和技术创新能力。

再者,要加强技术和科研机构之间的交流和合作,不断完善技术创新体系。

最后,加大和企业之间的技术交流和经验交流,提问现实生产中的应用性,提高企业准确高效实施和维护超精密加工技术的能力。

随着科技的进步,超精密加工技术在日常生活中起到了重要的作用,它的发展能够直接带来更佳的生活质量。

同时为了更好的发展,要加强技术支持,提升技术水平,增加技术的应用性,从而让超精密加工技术发挥更大的作用。

超精密加工技术的研究和应用

超精密加工技术的研究和应用

超精密加工技术的研究和应用随着社会技术的不断发展,超精密加工技术已成为现代工业生产不可或缺的重要组成部分。

经过几十年的长期研究和实践,现在已经形成了一套完整的研究理论和应用体系。

本文将介绍超精密加工技术的定义、特点、分类、研究现状及其应用情况。

一、超精密加工技术的定义和特点超精密加工技术是高度精密、高度集成、高性能、高效率的加工技术。

它是利用先进的加工设备和先进的材料科学理论,对工件进行尺寸、形状和表面特性的高精度加工。

它既能满足产品的精度要求,也能满足产品的寿命、可靠性等要求。

超精密加工技术可以实现工件的高速、高效、环保生产,对于现代工业的快速发展有着重要的作用。

超精密加工技术具有以下几个显著特点:1. 高精度:超精密加工技术的精度通常在纳米和亚纳米级别,比普通机器加工的精度高出数十倍。

2. 高复杂度:超精密加工技术能够加工出复杂度极高的零部件,包括包括微机电系统(MEMS)器件、整合电路(IC)、光学元件、多曲面模具等。

3. 高集成度:超精密加工技术可以把高度精密的加工工艺与测量、控制、自动化设备紧密融合,成为一体化的生产线。

4. 高效率:超精密加工技术可以实现高速、高效、节能、环保的生产,大大提高了生产效率和质量。

二、超精密加工技术的分类和研究现状根据超精密加工技术的特点,可以把它分为以下几类:1. 光学加工技术:超精密光学加工技术是一种利用光学加工设备进行微米或纳米级别的精密加工的技术。

主要应用于光学元件、光学仪器等。

2. 电火花加工技术:电火花加工技术是通过使用电的放电现象进行微米甚至亚微米级别的加工技术。

3. 车削加工技术:车削加工技术是一种通过使用机床进行加工的技术,主要应用于零部件的加工及采用不同的数控加工机床,可以实现多轴高速复杂加工。

4. 喷射加工技术:喷射加工技术是利用高能粒子或高温气流等对工件进行加工的技术。

目前,超精密加工技术的研究重心主要集中在以下几个方面:1. 加工实验方面的研究,例如高速车削加工技术、激光加工技术等。

超精密加工技术详解

超精密加工技术详解

超精密加工技术——试论述AFM,接触式粗糙度测量仪及白光干涉仪对表面粗糙度的测试原理及应用范围1.1 AFM对表面粗糙度的测试原理AFM 是一种类似于STM 的微观技术,它的许多元件和STM是共同的,如用于三维扫描的电压陶瓷系统以及反馈控制器等。

它和STM 最大的不同是用一個对微弱作用力极其敏感的微观臂针尖代替了STM隧道针尖,并以探测原子间的微小作用力(Vander Walls’ Force)代替了STM 的微小穿透电流。

因为这样所以AFM 不在像STM 局限于样品必须为导体才行,AFM 适用于导体和非导体,它的应用范围比STM 广泛的多,因此AFM为目前最被广泛应用在工业界的扫描探针式显微术。

但值得注意的是AFM 的解析度并沒有STM 来的的好!AFM的探针,一般是利用半导体工业的平面制程方法一体成行的。

为了使探针有原子级的解析度,探针乃呈角锥形,使顶端只具有一颗或数颗稳定原子;为使探针具高灵敏的原子力感应度,角锥形探针底部乃连接与一杠杆的前缘,此杠杆弯曲程度将反映出原子力的大小。

为测量弯曲度的大小,常用的方法是打一雷射光与悬臂上,而反射回來的雷射光則利用一能区分光点位置的感光二极体来接收,如此便能得到悬臂受原子力弯曲的程度,进而得到原子力图像。

(AFM工艺由美国与萨诸塞州Dynetics公司开发的Dynaflow磨料流加工工艺(AFM)是一种强迫含磨料的介质在工件表面或孔中往复运动的金属精加工工艺, 它具有广泛的应用前景。

AFM当最先出现时, 它主要用于清除金属件中难于到达的内通道及相交部位的毛刺。

它特别适用于加工难加工合金材料制成的结构复杂的航空元件。

近年来, 它已被用于精加工流体动力元件中表面粗糙度要求达0.127µm的不能接近的内表面。

AFM的基本原理:介质速度最大时, 磨光的能力也最大。

这里, 夹具的结构起着重要作用, 它决定着介质速度在何处最大。

夹具用于使工件定位和建立介质流动轨迹, 是精加工所选择部位而不触及相邻部位的关键所在。

超精密加工制造技术

超精密加工制造技术

超精密加工制造技术
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术是指采用精密加工制造技术,利用激光、电子束、水刀、高速钻以及特种机床,对零部件或组件进行加工,以达到更高精度,更优质品质的制造目的。

目前,超精密加工制造技术主要用于航空、航天、船舶、汽车、医疗设备等高端产品的制造。

它能够满足产品的精密度需求,提高制造材料的品质,并减少制造成本。

超精密加工制造技术有多种,如激光切割技术、EDM(电子束机)技术、高速钻加工技术、高压水刀技术、精密机床加工技术等。

这些技术的应用将极大地提高产品的加工精度,减少加工损耗,从而满足客户对产品加工精度的要求。

超精密加工制造技术有其特定的要求,需要选用正确的机床、加工参数、工艺条件和制造材料,以保证制造出精确的零件或组件。

因此,超精密加工制造技术对制造者具有重大意义,它为制造者提供了一种制造更精确的零件和组件的方法,从而满足客户的高要求。

而且,利用超精密加工制造技术也可以大大节省加工成本,从而提高制造的竞争力。

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精密超精密加工技术综述

精密超精密加工技术综述

精密超精密加工技术综述作者:周甚来源:《科技风》2016年第09期摘要:人类发展主要因素在于科技的创新性革命。

新型科技不断出现,为人类创造出生活、工作、学习的全新体验。

然而,科学技术的发展,也正悄然改变着生产技术。

诸如对制造工艺所以提出的更高要求等。

所以,本文从精密超精密加工技术角度出发,综合分析该技术对人类发展所起到的作用,以期能够借助本文的研究和阐释,帮助读者更加客观的了解精密超精密加工技术。

关键词:精密加工;超精密加工随着科技的发展,工业生产中所涉及仪器,必然呈现出精密化发展趋势。

因此,精密超精密加工技术研究,除了可以解决当前加工水平较低的问题,同时也为未来发展奠定基础。

从技术上来看,精密超精密技术,主要用于切削、磨削和抛光。

并针对原材料的硬脆特性,所以,此类技术被称之为精密超精密技术。

而虽然硬脆材料在我国的应用频率较低,但随着高新产业发展的需要,其必然成为主要被加工材料形式。

精密超精密加工技术的使用,是指对现有材料加工特性基础上,所采取的精度更高的技术。

所以,精密超精密加工技术,也是一种不断创新和衍生的概念。

就当前加工环境来看,最早产生该技术应是上世纪50年代,由于对工业生产要求的提升,新型加工技术逐渐引入到工业事业。

进入90年代末期,一些特殊产业开始广泛使用精密加工,并将精度控制在0.1-1ym之间。

而随着科技的发展,0.1ym已经无法满足更高精度的需求,故而产生了相对“极致”的超精密加工技术。

1 国外发展状况精密超精密加工技术理念源自国外。

从世界各国产品特征可以发现,该技术早期主要应用在美国、英国和日本。

美国的精密加工技术,源自于航天事业发展的需求,并于50年代末,创造出金刚石刀具切割。

而此时得到广泛瞩目的“SPDT技术”,在目前仍旧是精密加工重要手段之一,原因在于其只能够实现0.025vm的极限。

而由于金刚石器械的实现,美国的军工业、精密仪器生产工业,开始纷纷寻求精度更高的方式。

1984年,美国LLL实验室,在金刚石刀具的基础上研发,希望借助金刚石原材料,研发出精度更高的切割技术。

超精密加工技术的发展与应用

超精密加工技术的发展与应用

超精密加工技术的发展与应用随着科技的不断进步,越来越多的精密加工技术被研发出来,其中超精密加工技术就是其中之一。

它是一种高精度、高效率、高质量的加工技术,已经被广泛应用于制造业、电子类、生物医药等领域。

本文将详细介绍超精密加工技术的发展与应用。

一、发展历史超精密加工技术起源于1960年代,当时主要是应用于光学元件的制造。

随着计算机技术的发展以及加工设备的不断改进,超精密加工技术也得到了迅速发展。

在1970年代初期,开发出了“单点钻磨”工艺。

1980年代的日本、美国等国家开始发展大型超精密车削和磨削加工技术,使得超精密加工技术不断地向更高精度和更微小的加工方向扩展。

1990年代初期,精密切割加工技术也被广泛应用。

现在,超精密加工技术已经扩展到了非常小的尺寸和微弱的信号等方面,例如半导体微电子学、纳米技术和激光微加工技术等。

二、超精密加工技术的分类超精密加工技术主要包括以下几个方面:1. 单点钻磨加工技术:它是超精密加工技术的早期研究领域,是一种利用单晶金刚石工具进行金属材料的磨削加工,以达到高精度、高质量的目的。

2. 超精密车削和磨削加工技术:它是大型载具和航空航天工业中的重要加工领域之一。

其加工精度可以达到亚微米级别。

3. 切割加工技术:它是一种低成本、高产量、高精度的超精密加工技术,例如线切割、等离子切割、激光切割等。

4. 电解加工技术:它采用电化学溶解的原理,可以加工金属和非金属材料,具有处理复杂形状、非常薄和非常脆的材料的优势。

三、超精密加工技术的应用超精密加工技术已经被广泛应用于以下领域:1. 光学和光电子学领域:用于制造精密光学元件,例如照相机镜头、透镜、天文望远镜等。

在光电子学领域,它还用于制造控制光电器件、激光微加工和激光雕刻等。

2. 航空航天工业:用于制造发动机的精密零部件、航空结构件、导向和控制元件等。

此外,它还广泛应用于卫星制造、航天器自动交会与对接、卫星制导与控制等。

3. 生物医学领域:用于制造人造人体植入物、医疗器械、医疗器材零部件等。

超精密加工现状综述

超精密加工现状综述摘要:超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。

精密光学、机械、电子系统中所用的先进陶瓷或光学玻璃元件通常需要非常高的形状精度和表面精度及较小的加工变质层。

掌握超精密加工过程中材料去除规律和损伤层特性对提高加工的稳定性与经济性十分重要。

对超精密加工中的超精密切削、超精密磨削和超精密研磨抛光技术进行综述,重点介绍各种典型加工方法及其材料去除机理。

从加工精度和加工效率角度对上述几类超精密加工方法进行比较,介绍以实现高效精密加工为目的的半固着磨粒加工技术。

对超精密加工的发展趋势进行预测前言超精密加工技术是现代高技术战争的重要支撑技术,是现代高科技产业和科学技术的发展基础,是现代制造科学的发展方向。

以超精密加工技术为支撑的高性能武器,对第一次海湾战争(1992年)、科索沃战争(1996年)、阿富汗战争(1999年)及第二次海湾战争(2003年)的进程及结果发挥了决定性的作用。

以超精密加工技术为支撑的三代半导体器件,为电子、信息产业的发展奠定了基础。

现代科学技术的发展以试验为基础,所需试验仪器和设备几乎无一不需要超精密加工技术的支撑。

由宏观制造进入微观制造是未来制造业发展趋势之一,当前超精密加工已进入纳米尺度,纳米制造是超精密加工前沿的课题。

世界发达国家均予以高度重视。

近启动的研究计划包括,2001年美国的NNI(National nanotechnology initiative)计划、英国的多学科纳米研究合作计划IRC(Interdisciplinary research collaboration in nanote- chnology),2002年日本的纳米技术支撑计划。

目前的超精密加工,以不改变工件材料物理特性为前提,以获得极限的形状精度、尺寸精度、表面粗糙度、表面完整性(无或极少的表面损伤,包括微裂纹等缺陷、残余应力、组织变化)为目标。

超精密加工的研究内容,即影响超精密加工精度的各种因素包括:超精密加工机理、被加工材料、超精密加工设备、超精密加工工具、超精密加工夹具、超精密加工的检测与误差补偿、超精密加工环境(包括恒温、隔振、洁净控制等)和超精密加工工艺等。

超精密加工技术综述.

焦作大学机电系毕业论文摘要.【摘要】超精密加工技术发展方向是:向高精度、高效率方向发展;向大型化、微型化方向发展;向加工检测一体化方向发展;机床向多功能模块化方向发展。

本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大,目前超精密加工日趋成熟,已形成系列,它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。

尽管超精密加工迄今尚无确切的定义,但是它仍然在向更高的层次发展。

超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。

在不久的将来,精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。

创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。

环保也是机械制造业发展的必然趋势。

【关键词】超精密加工发展趋势发展策略后续研发IAbstractUltra-precision machining technology development direction is: towards high-precision, high-efficiency direction; to large-scale, micro-oriented development; to detect the direction of integration process; machines to multi-modular direction. Precision machining of the century to the development of ultra-precision machining process is more complex and difficult, the current ultra-precision machining matures, has formed a series, which includes the ultra-precision machining, ultra precision grinding, ultra-precision grinding, ultra-precision special processing. Despite the ultra-precision machining so far no precise definition, but it is still in development to a higher level. Will be ultra-precision machining precision, high efficiency, large-scale, miniaturization, intelligence, process integration technology, online processing and testing integration, green and other direction. In the near future, and will also achieve precision machining precision, intelligence, automation, information technology and efficient, flexible, integrated. Innovative ideas and advanced manufacturing mode are also bound to raise precision and ultra-precision technology development strategy. Environmental protection machinery manufacturing industry is the inevitable trend of development目录1 引言 (1)2 超精密加工的发展前景 (2)2.1高精度、高效率 (2)2.2大型化、微型化 (2)2.3智能化 (2)2.4工艺整合化 (2)2.3在线加工检测一体化 (2)2.6绿色化 (2)3精密加工技术在未来在机械加工领域的发展趋势 (4)3.1精密化 (4)3.2智能化 (4)3.3自动化 (4)3.4高效化 (5)3.5信息化 (5)3.6柔性化 (5)3.7集成化 (6)4精密和超精密加工技术的发展策略 (7)4.1整合、创新思想的运用 (7)4.2先进的制造模式应用 (7)5超精密加工设备的特点 (9)6特种加工发展方向及研究 (10)6.1特种加工发展方向 (10)6.2特种加工的研究 (10)7现状及国内外发展趋势 (12)7.1超高速加工 (12)7.2超精密加工 (12)8“十五”目标及主要研究内容 (13)8.1“十五”目标 (13)8.2主要研究内容 (13)小结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1【引言】往往我们一提到超精密这个词,就会觉得它很神秘,但同任何复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉和掌握,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是这样。

超精密加工技术论文

超精密加工技术论文超精密加工技术简介论文学校:XXXXX学院:XXXX班级:XXXXX专业:XXXXX姓名:XXXX学号:XXXX指导教师:XXX超精密加工技术一、概述超精密机械加工技术是现代机械制造业最主要的发展方向之一, 已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

这一方面是因为,尖端技术和国防工业的发展离不开精密和超精密加工技术, 当代精密工程、微细工程和纳米技术是现代制造技术的基础, 也是明天技术的基础。

另一方面很多新技术机电产品要提高加工精度, 这促使精密和超精密加工技术得到发展和推广, 提高了整个机械制造业的加工精度和技术水平,使机械产品的质量、性能和可靠性得到普遍的提高, 大大提高了产品的竞争力。

1、超精密加工的内涵超精密加工是一个十分广泛的领域,它包括了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。

精密和超精密加工只是一个相对的概念,其界限随时间的推移而不断变化。

在当今技术条件下,普通加工、精密加工、超精密加工的加工精度可以作如下的划分:1)、普通加工加工精度在1µm、表面粗糙度Ra 0.1µm以上的加工方法。

2)、精密加工加工精度在0.1-1µm、表面粗糙度Ra0.01-0.1µm之间的加工方法。

3)、超精密加工加工精度高于0.1µm、表面粗糙度小于Ra0.01µm的加工方法。

2、发展超精密加工技术的重要性现代机械制造业之所以要致力于提高加工精度,其主要原因在于:可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化;增强零件的互换性,提高装配生产率。

精密和超精密加工技术的发展,直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展,因此世界各国对此都极为重视,投入很大力量进行研究开发,同时实行技术保密,控制关键加工技术及设备出口。

随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅速发展和多领域的广泛应用,对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。

超高速超精密加工技术主要内容

超精密加工技术可以保证加工的高 精度,提高产品的质量和性能。
高可靠性
超高速超精密加工技术可以保证加 工过程的稳定性和可靠性,减少故 障和误差。
技术挑战
设备成本高
超高速超精密加工设备成本较高,需要大量的资 金投入。
技术难度大
超高速超精密加工技术难度较大,需要高技能的 技术人员操作和维护。
加工材料有限
纳米级加工技术是利用纳米级的加工工具和工艺来制造纳米 级零件和结构的技术。
详细描述
纳米级加工技术采用特殊的加工工具和工艺,如纳米压印、 纳米光刻等,实现纳米级别的加工精度。该技术能够制造出 具有纳米级精度和复杂结构的零件和结构,广泛应用于微电 子、生物医学等领域。
加工设备与工具
总结词
加工设备与工具是实现超高速超精密加工的关键因素之一。
详细描述
加工设备与工具的精度、稳定性和可靠性对超高速超精密加工的加工效果和效率有着至关重要的影响 。先进的加工设备与工具能够提供更高的加工精度和效率,同时减少误差和故障率,提高加工质量和 效率。
04
技术优势与挑战
技术优势
高效率
超高速加工技术可以大大提高加 工效率,缩短加工时间,降低生
产成本。
高精度
微型机械零件
该技术还可以用于制造微型机械零件,如微型传感器、微型执行器等,以满足微电子领域对高精度、小尺寸零件 的需求。
其他ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ域应用案例
医疗器械领域
超高速超精密加工技术可以用于制造医疗器械,如人工关节、牙科种植体等,以提高其 表面质量和生物相容性。
能源领域
该技术还可以用于制造能源设备,如太阳能电池板、燃料电池等,以提高其光电转换效 率和能量密度。
优化切削参数和刀具路径, 提高工件表面完整性和光 洁度。
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焦作大学机电系毕业论文摘要.【摘要】超精密加工技术发展方向是:向高精度、高效率方向发展;向大型化、微型化方向发展;向加工检测一体化方向发展;机床向多功能模块化方向发展。

本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大,目前超精密加工日趋成熟,已形成系列,它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。

尽管超精密加工迄今尚无确切的定义,但是它仍然在向更高的层次发展。

超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。

在不久的将来,精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。

创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。

环保也是机械制造业发展的必然趋势。

【关键词】超精密加工发展趋势发展策略后续研发IAbstractUltra-precision machining technology development direction is: towards high-precision, high-efficiency direction; to large-scale, micro-oriented development; to detect the direction of integration process; machines to multi-modular direction. Precision machining of the century to the development of ultra-precision machining process is more complex and difficult, the current ultra-precision machining matures, has formed a series, which includes the ultra-precision machining, ultra precision grinding, ultra-precision grinding, ultra-precision special processing. Despite the ultra-precision machining so far no precise definition, but it is still in development to a higher level. Will be ultra-precision machining precision, high efficiency, large-scale, miniaturization, intelligence, process integration technology, online processing and testing integration, green and other direction. In the near future, and will also achieve precision machining precision, intelligence, automation, information technology and efficient, flexible, integrated. Innovative ideas and advanced manufacturing mode are also bound to raise precision and ultra-precision technology development strategy. Environmental protection machinery manufacturing industry is the inevitable trend of development目录1 引言 (1)2 超精密加工的发展前景 (2)2.1高精度、高效率 (2)2.2大型化、微型化 (2)2.3智能化 (2)2.4工艺整合化 (2)2.3在线加工检测一体化 (2)2.6绿色化 (2)3精密加工技术在未来在机械加工领域的发展趋势 (4)3.1精密化 (4)3.2智能化 (4)3.3自动化 (4)3.4高效化 (5)3.5信息化 (5)3.6柔性化 (5)3.7集成化 (6)4精密和超精密加工技术的发展策略 (7)4.1整合、创新思想的运用 (7)4.2先进的制造模式应用 (7)5超精密加工设备的特点 (9)6特种加工发展方向及研究 (10)6.1特种加工发展方向 (10)6.2特种加工的研究 (10)7现状及国内外发展趋势 (12)7.1超高速加工 (12)7.2超精密加工 (12)8“十五”目标及主要研究内容 (13)8.1“十五”目标 (13)8.2主要研究内容 (13)小结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1【引言】往往我们一提到超精密这个词,就会觉得它很神秘,但同任何复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉和掌握,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是这样。

实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。

超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好到目前为止,世界上比较小的超高速用铣刀已经可以做到直径(30~50um)的程度,而且这样的刀具已经得到了很普遍的使用。

高转速是指每分钟8万、10万、15万转这样的数量级。

超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,目前正在向纳米级加工技术发展。

超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。

美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于领先地位的国家。

英国的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,是当今世界上精密工程的研究中心之一。

日本的超精密加工技术的研究相对于英美来说起步较晚,但它是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。

尤其在用于声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,甚至超过了美国。

我国在80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。

但总的来说,与国外产品比还有相当大的差距。

2超精密加工的发展前景2.1高精度、高效率随着科学技术的不断进步,对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。

超精密切削、磨削技术能有效提高加工效率,CMP、EEM技术能够保证加工精度,而半固着磨粒加工方法及电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法由于能兼顾效率与精度的加工方法,成为超精密加工的趋势。

2.2大型化、微型化由于航天航空等技术的发展,大型光电子器件要求大型超精密加工设备,如美国研制的加工直径为2.4~4m的大型光学器件超精密加工机床。

同时随着微型机械电子、光电信息等领域的发展,超精密加工技术向微型化发展,如微型传感器,微型驱动元件和动力装置、微型航空航天器件等都需要微型超精密加工设备。

2.3智能化以智能化设备降低加工结果对人工经验的依赖性一直是制造领域追求的目标。

加工设备的智能化程度直接关系到加工的稳定性与加工效率,这一点在超精密加工中体现更为明显。

2.4工艺整合化当今企业间的竞争趋于白热化,高生产效率越来越成为企业赖以生存的条件。

在这样的背景下,出现了“以磨代研”甚至“以磨代抛”的呼声。

另一方面,使用一台设备完成多种加工(如车削、钻削、铣削、磨削、光整)的趋势越来越明显。

2.5在线加工检测一体化由于超精密加工的精度很高,必须发展在线加工检测一体化技术才能保证产品质量和提高生产率。

同时由于加工设备本身的精度有时很难满足要求,采用在线检测、工况监控和误差补偿的方法可以提高精度,保证加工质量的要求。

2.6绿色化磨料加工是超精密加工的主要手段,磨料本身的制造、磨料在加工中的消耗、加工中造成的能源及材料的消耗、以及加工中大量使用的加工液等对环境造成了极大的负担。

我国是磨料、磨具产量及消耗的第一大国,大幅提高磨削加工的绿色化程度已成为当务之急发达国家以及我国的台湾地区均对半导体生产厂家的废液、废气排量及标准实施严格管制,为此,各国研究人员对CMP加工产生的废液、废气回收处理展开了研究。

绿色化的超精密加工技术在降低环境负担的同时,提高了自身的生命力。

3精密加工技术未来在机械加工领域的发展趋势3.1精密化精密加工的核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。

当前精密电火花加工的精度已有全面提高,尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm,最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。

通过采用一系列先进加工技术和工艺方法,可达到镜面加工效果且能够成功地完成微型接插件、IC塑封、手机、CD盒等高精密模具部位的电火花加工。

重视人在自动化系统中的作用。

同时自动化开始面向中小型企业,以经济实用为出3.2智能化智能化是而向21世纪制造技术的发展趋势之一。

智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟人类专家的智能活动,取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动,在制造过程中系统能自动监测其运行状态,在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数,以达到最佳状态和具备自组织能力。

新型数控电火花机床采用了模糊控制技术和专家系统智能控制技术。

模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态,在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件;自动监控加工过程,实现最稳定的加工过程的控制技术。

采用人机对话方式的专家系统,根据加工的条件、要求,合理输入设定值后便能自动创建加工程序,选用最佳加工条件组合来进行加工。

在线自动监测、调整加工过程,实现加工过程的最优化控制。

专家系统在检测加工条件时,只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标,就可自动推算并配置最佳加工条件。

专家系统智能技术的应用使机床操作更容易,对操作人员的技术水平要求更低。

3.3自动化自动化技术的成功应用,不但提高了效率,保证了产品质量,还可以代替人去完成危险场合的工作。

对于批量较大的生产自动化,可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。

小批量生产自动化可通过NC,MC,CAM,FMS,CIM,IMS等来完成。

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