哈工大和哈工大深研院在超精密加工方面的状况
机械制造工艺学课后习题答案(哈工大)
1-1.(什么就是生产过程,工艺过程与工艺规程)生产过程—机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联得劳动过程得总与.工艺过程－按一定顺序逐渐改变生产对象得形状(铸造、锻造等）、尺寸(机械加工)、ﻫ相对位置（装配)与性质(热处理)使其成为成品得过程机械加工工艺规程—规定零件机械加工工艺过程与操作方法等得工艺文件。
1—2、(什么就是工序,安装,工步与工位）工序—一个(或一组)工人，在一个工作地点，对一个(或同时几个)工件所连续完成得那部分工艺过程。
２.工步—在加工表面与加工工具(切削速度与进给量)都不变得情况下，所连续完成得那一部分工序。
3。
安装—工件经一次装夹后所完成得那一部分工序。
4、工位—一次装夹工件后,工件与夹具或机床得可动部分一起相对刀具或机床得固定部分所占据得每一个位置，称为工位（在一个位置完成得部分工序) 。
５.行程(走刀)—对同—表面进行多次切削,刀具对工件每切削一次,称之为一次行程.加工余量得概念:指加工过程中所切去得金属层厚度。
余量有工序余量与加工总余量之分.工序余量：相邻两工序得工序尺寸之差；加工总余量：从毛培变为成品得整个加工过程中某表面切除得金属层总厚度，即毛培尺寸与零件图设计尺寸之差.影响加工余量得因素:1上下表面粗糙度H1a与缺陷层H２a 2上工序得尺寸公差Ｔａ3上工序得尺寸误差４本工序加工时得装夹误差时间定额得定义：在一定生产条件下,规定完成一定产品或完成一道工序所消耗得时间.时间定额得组成:1基本时间tj２辅助时间tf ３工作地点服务时间tfw4休息与自然需要时间tx 5准备终结时间ｔzｚ1－3、（生产类型就是根据什么划分得？常用得有哪几种生产类型？她们各有哪些主要工艺特征)⏹生产类型—企业生产专业化程度得分类。
一般分为单件生产、成批（批量)生产与大量生产⏹(1)单件（小批）生产- 产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变,很少重复。
⏹(2)成批生产- 一年中分批轮流地制造几种不同得产品,每种产品均有一定得数量,工作地得加工对象周期地重复。
中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室(2)
中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室2021年XX基金课题指南超精密加工技术重点实验室管理办公室XX二〇一二年十一月目录中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室2021年XX基金课题指南超精密加工技术重点实验室(以下简称“实验室”）隶属中国工程物理研究院(以下简称“中物院"），是中物院超精密加工科技方向基础性、创新性研究的责任主体.实验室成员单位为电子工程研究所、机械制造工艺研究所、激光聚变研究中心，挂靠单位为机械制造工艺研究所，主要从事超精密加工机理、工艺、装备与检测等基础研究工作。
为进一步推动XX、合作与交流，实验室面向全国超精密加工技术领域的研究与工程技术人员设立XX基金,支持国内优势单位与院内单位共同组建联合研究团队开展相关领域的基础、前沿性研究工作。
创立本基金的目的在于，引导和调动全国高等院校、科研机构的科技人员积极参与超精密加工技术领域的基础性研究，发现新现象、新规律，拓展新方向,建立高水平学术交流与合作渠道，培养超精密加工领域科技人才。
XX基金课题分为XX基金重点课题及XX基金面上课题两类。
一、2021年XX基金重点课题指南课题1：紧凑型射频波导传输线研究科学意义和需求背景:移相器是相控阵雷达和卫星通讯系统的关键部件,在电扫描相控阵雷达天线系统中有广泛应用,传统类型移相器(如铁氧体或二极管型)，其体积相对较大、工作频带窄、损耗大、不易集成、成本高等，这些因素限制了这类移相器的进一步应用。
移相器的出现开辟了移相器技术研究的新途径,移相器具有频带宽、损耗小、成本低、超小型化、易于与、电路集成等特点,对现代雷达和通信系统的具有重要的意义。
移相器一般由开关、传输线、馈电单园等基本单位构成.开关是移相器的切换功能单园,而共面波导传输线则是为了让移相器实现高集成的低损连接,在现代单片微波集成电路中应用广泛。
对于射频器件，除了性能上的要求，对于它的小型化也提出了要求,作为射频器件的基本组成部分的传输线也要适应这个趋势。
哈工大各院系科研实力(转)
哈工大各院系科研实力（转）
1、哈工大的一系当然是除了理科中最弱的了，现在能一级学科排名第二，进步是最明显的，在学术带头人谭久彬、孙圣和的带领下，无论是工程和学术论文，发展势头都不错，尤其是将精密机械的学科方向，转变为光、机、电结合，传统学科有了很新的学科方面。谭久彬的学科开口较广阔,包容内容较多.从特种加工到光学,以及计算机安全,局域通信,图象处理,照明设备,什么都搞.搞的太多是否使其老本行减弱了?谭的国际声誉比较高,前几天一个早稻田大学没有解决的问题放在了谭这里解决,说明谭课题组的理论和工程能力都很强.孙圣和的课题组理论和工程都很强,但是理论是理论工程是工程,二者没有联系.孙工程方面搞VXI总线起家,其弟子彭喜元和付平继承了这项技能,现在还在做总装的大项目.理论方面做图象安全和数字水印,代表人物是孙的两个百名博:牛夏牧和陆哲明.另外,张毅刚编的那本编的一般呀,怎么这么多学校用呢?孙圣和不当院士简直是国家的损失 ！
3、哈工大的三系1）以方滨兴、胡铭增和杨孝宗为带头人的计算机机系统结构学科，以前是国内三强，以容错计算为特色，但由于人才流失，计算机系统结构没有评上国家重点学科，专业中的主要力量转变为研究网络信息安全，从事并行和系统结构研究的老师较少，部知道当年的MPEC解码芯片方面为什么没有继续下去，可穿戴方面，短时间内获得很大突破，不大可能，容错方向，当年工大计算机的看家本领，还应该重视啊。网络信息安全，希望既有大工程造也有好的基础研究。2）以高文、王晓龙、徐晓飞为代表的计算机应用学科，近年发展不错，国外论文逐步增多，视频编解码、人脸识别、手语识别与合成、自然语言处理、企业智能计算等方向，在国内有一定地位，生物信息学是新方向，希望引进的李霞，以及刚涉足该研究领域方面的王晓龙能带领该方面能有好的发展。张大鹏和王宽全的生物特征识别，也不错。只是计算机应用方面，没有计算机图形学方向，为什么不在深圳研究生院重点发展计算机图形学呢？计算机应用学科
精密和超精密加工技术发展现状
精密和超精密加工技术发展现状摘要：精密和超精密加工技术的发展过程和现状，以及对于精密和超精密加工技术未来的展望。
关键词：精密加工技术;超精密加工技术;非球面曲面超精密加工一引言国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、德国和日本发达国家中，美国、日本、德国等在高技术领域（如国防工业、集成电路、信息技术产业等）之所以一直领先，与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。
由于加工技术水平的发展，精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移，但在具体数值上没有确切的定义。
被加工零件的尺寸精度在1.0～0.1μm，表面粗糙度Ra在0.1～0.03μm之间的加工方法称为精密加工。
超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用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，且正在向纳米级加工技术发展超精密加工技术主要包括:超精密加工的机理,超精密加工的设备制造技术,超精密加工工具及刃磨技术,超精密测量技术和误差补偿技术,超精密加工工作环境条件。
二国内外发展现状（一）国外发展现状国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、英国和日本。
美国最早成立了Nano研究中心,英国制订了NION(National Initiative on Nanotechnology)计划,日本制订了ERATO(Exploratory Research for Advanced Technology)规划等。
美国率先发展超精密加工技术,20世纪80年代后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的微英寸超精密加工。
如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经研制出一台大型光学金刚石车床(Large Op tics Diam ond Turn ing Machine, LODTM ), 是一台最大加工直径为1.63m的立式车床,定位精度可达28nm,借助在线误差补偿能力,它已实现了距离超过1m而直线度误差只有±25nm的加工。
哈尔滨工业大学科技成果——大尺寸微结构滚筒模具超精密加工技术与装备
哈尔滨工业大学科技成果——大尺寸微结构滚筒模具超精密加工技术与装备主要研究内容在国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题的支持下，科研团队在国内率先开展了大尺寸微结构滚筒模具超精密加工的关键技术攻关，突破了基于光栅衍射原理的微金刚石刀具磨损状态在线监控、低转速条件下的高精度在线动平衡技术、正交叠加静压导轨的动刚度解耦等关键技术，研发成功了国内第一台大尺寸微结构辊筒模具超精密加工机床。
目前，该机床装备已经进入实用化测试阶段，已经与国内的多家棱镜膜片生产厂家合作，利用该机床开展相关的工艺研究，争取尽快实现对昂贵的进口设备的替代，打破国外的技术垄断。
该项技术为国内首创的自主研发技术，技术优势明显，相关行业需求迫切，市场前景良好。
获得一定量的资金和配套场地、技术人员，采用关键核心部件自行生产、非关键核心部件外委加工的生产方式，可以快速实现该技术的商品化和产业化，作为Roll-to-Roll制造工艺的上游核心装备与技术，可以促进大尺寸微结构滚筒模具的Roll-to-Roll 制造工艺在液晶面板制造、聚光太阳能发电装置制造、具有隐身及减阻功能的智能蒙皮制造、道路照明等领域快速发展，带动国家的一个战略性产业。
主要应用面向液晶面板制造、聚光太阳能发电装置制造、具有隐身及减阻功能的智能蒙皮制造、道路照明等领域，有着广泛的应用需求，是一个国家的战略性产业技术。
国内行业需求迫切、未来增长趋势明显。
主要技术指标大尺寸微结构滚筒模具超精密加工机床主要技术指标：1、机床加工的工件尺寸：最大直径Ф400mm；最大长度1400mm；2、工件的重量：1000Kg；3、机床坐标轴的行程：X轴240mm；Z轴1500mm；4、主轴：径向刚度大于6000N/μm；轴向刚度大于5000N/μm；5、主轴静态回转精度：小于0.5μm；6、坐标轴的运动控制分辨率：50nm；7、微结构的表面粗糙度：Ra不大于10nm；8、微结构的最小尺寸：不大于100μm。
超精密加工技术的发展现状
超精密加工技术的发展现状超精密加工技术的发展现状，哎呀，真是个让人觉得又神奇又复杂的话题啊！咱们得先了解一下超精密加工是什么。
它其实就是用极高的精度来加工材料，想想看，能把东西做到这么精准，真是令人叹为观止。
现在的制造业可离不开它，尤其是在航空、医疗、电子这些领域，越是高端的东西，越离不开超精密加工。
想象一下，微米级别的加工，那得多细腻啊！说真的，这技术的发展，真的是让人感觉到科技的力量。
在这过程中，咱们得提到几项关键技术，比如说光刻、超声波加工，还有激光加工。
光刻技术可谓是个“大明星”，在芯片制造中大显身手，像是在细致的画布上作画，光线勾勒出无数精致的图案。
超声波加工呢，哎，别小看它，利用声波的振动来加工，能把很多材料轻松处理掉，真是个“小帮手”。
激光加工嘛，嘿，那可是一把双刃剑，精准又快速，火花四溅的场景让人忍不住想为它点赞。
不过，话说回来，技术再先进，也得面对一些挑战。
比如说，成本问题。
超精密加工的设备可不是白菜价，维护保养更是个大开销。
这让很多小企业在这条路上犹豫不决，真是让人心疼。
材料的选择也非常重要，有些材料在超精密加工中表现得特别好，而有些则像个“死胖子”，怎么都弄不动。
为了追求更好的效果，研究人员们可是费尽心思，真是“煞费苦心”啊。
还有就是人才的培养。
这方面可不能马虎，超精密加工需要的人才既要有理论知识，又要有丰富的实践经验。
现在的大学里，很多学校已经开始设置相关课程，目的就是希望能培养出更多的技术人才，未来可得靠他们“撑门面”呢。
真心希望越来越多的人能加入这个行业，给我们带来更多的惊喜。
说到应用，超精密加工的舞台可大了！像航天器、手术刀、手机的内部零件等等，几乎无处不在。
你看看，航天器上那些复杂的零部件，没有超精密加工，恐怕就飞不起来了！还有手术刀，医生可不能用个普通的刀子，精细的切口直接关系到手术的成功与否，这可是关乎生命的大事啊！而手机的微小零件，哪个能离开超精密加工的加持？所以说，这技术的重要性，不用多说，大家都懂。
超精密加工技术的理论和应用研究
超精密加工技术的理论和应用研究超精密加工技术是指在微米和纳米级别下进行的精密加工过程。
随着现代科技的不断发展，超精密加工技术越来越受到重视，并广泛应用于电子、光学、航空航天和生物医疗等领域。
1. 超精密加工技术的发展历程超精密加工技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代末期，当时主要应用于金属和陶瓷的球面加工和制造。
随着微电子技术的不断进步，超精密加工技术被广泛运用于微电子制造和微机电系统（MEMS）中，如晶体管、光学元件、压电陶瓷和生物芯片等。
在后来的发展中，超精密加工技术逐渐扩展到玻璃、塑料和石英等非金属材料的加工上。
同时，超精密加工技术还被应用于卫星、航天器和精密仪器的制造和维修中。
2. 超精密加工技术的理论基础超精密加工技术的理论基础主要涉及到两个方面：加工力学和加工控制。
加工力学研究表明，超精密加工过程中的切削作用受到材料本身的特性、切削工具的形状和刃口尺寸、切削速度和切削深度的影响。
因此，了解加工物料的相关特性并选择适当的切削参数，对加工质量和加工效率的提高具有重要意义。
加工控制方面的研究主要涉及到加工路径规划、加工速度和切削深度的控制以及加工设备的精度检测等。
3. 超精密加工技术在电子制造领域中的应用在电子制造领域中，超精密加工技术被广泛应用于半导体器件的制造和加工。
例如，通过超精密加工技术制作的半导体器件可以达到微米甚至纳米级别的精度，从而大大提高了器件的性能和稳定性。
此外，超精密加工技术还可以用于电子元器件的制造，如阻值、电容器和电感器等。
通过超精密加工技术制作的电子元器件具有更好的性能和精度，可以提高电路的稳定性和可靠性。
4. 超精密加工技术在航空航天领域中的应用在航空航天领域中，超精密加工技术主要应用于航空发动机部件的制造和维修。
例如，通过超精密加工技术制造的涡轮叶片具有更好的气动性能和材料特性，可以提高发动机的性能和效率。
同时，超精密加工技术还可以用于航空航天器件的制造和加工，如导航系统和通信设备等。
精密和超精密加工机床的现状及发展对策
工作台尺寸 （宽×长) 800 mm×1 500 mm
最大加工高度
500 mm
最大通过宽度
1 100 mm
工作台进给速度
0.01~30 m/min
砂轮尺寸 （外径×宽） Φ510 mm×100 mm
砂轮转速
1 000~4 000 r/min
砂轮最小进刀量
0.2 μm
在高精度加工的范畴内， 根据精度水平的不 同， 分为 3 个档次：
2
Oct. 2010
第27卷 第10期 Vol.27 No.10
精 度 为 0.3～3 μm， 粗 糙 度 为 0.03～0.3 μm 的 为 精密加工；
精 度 为 0.03～0.3 μm， 粗 糙 度 为 0.005~0.03 μm 的称作超精密加工， 或亚微米加工；
年度 2000 2003 2006 2007
表1 我国机床进出口情况 （亿 美元）
产值 21.97 23.80 64.00 111.9
出口 2.99 3.80 11.90 16.50
进口 18.90 41.60 72.40 70.70
消费 37.88 67.00 131.10 166.10
由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机 床设备和仪器， 而这些精密设备仪器正是国防和尖 端技术发展所迫切需要的， 因此， 我们必须投入必 要的人力物力， 自主发展精密和超精密加工机床， 使我国的国防和科技发展不会受制于人。
磨头0 mm/min
磨头的横向进给速度 1~4 000 mm/min
砂轮轴驱动电机
11 kW (4P)
机床尺寸 （宽×长×高） 约3 600 mm×5 800 mm×3 700 mm
超精密加工机床的关键部件技术
超精密加工机床的关键部件技术哈尔滨工业大学盖玉先董申1 引言超精密加工机床的研制开发始于20世纪60年代。
当时在美国因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜，因而急需开发制作反射镜的超精密加工技术。
以单点金刚石车刀镜面切削铝合金和无氧铜的超精密加工机床应运而生。
1980年美国在世界上首次开发了三坐标控制的M-18AG非球面加工机床，它标志着亚微米级超精密加工机床技术的成熟。
日本的超精密加工机床的研制开发滞后于美国20年。
从1981～1982年首先开发的是多棱体反射镜加工机床，随后是磁头微细加工机床、磁盘端面车床，近来则是以非球面加工机床和短波长X线反射镜面加工机床为主。
德国、荷兰以及中国台湾的超精密加工机床技术也都处于世界先进水平。
我国的超精密加工机床的研制开发工作虽起步比较晚，但经过广大精密工程研究人员的不懈努力，已取得了可喜的成绩。
哈尔滨工业大学精密工程研究所研制开发的HCM-Ⅰ超精密加工机床，主要技术指标达到了国际水平。
国外部分超精密加工机床和HCM-Ⅰ超精密加工机床的性能指标如表1所示。
本文主要论述超精密加工机床的关键部件技术。
2 主轴系统超精密加工机床的主轴在加工过程中直接支持工件或刀具的运动，故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度。
因此可以说主轴是超精密加工机床中最重要的一个部件，通过机床主轴的精度和特性可以评价机床本身的精度。
目前研制开发的超精密加工机床的主轴中精度最高的是静压空气轴承主轴(磁悬浮轴承主轴也越来越受到人们的重视，其精度在迅速得到提高)。
空气轴承主轴具有良好的振摆回转精度。
主轴振摆回转精度是除去轴的圆度误差和加工粗糙度影响之外的轴心线振摆，即非重复径向振摆，属于静态精度。
目前高精度空气轴承主轴回转精度可达0.05μm，最高可达0.03μm，由于轴承中支承回转轴的压力膜的均化作用，空气轴承主轴能够得到高于轴承零件本身的精度。
例如主轴的回转精度大约可以达到轴和轴套等轴承部件圆度的1/15～1/20。
精密和超精密加工技术的新进展
精密和超精密加工技术的新进展精密和超精密加工技术是指不断追求更高精度、更细粒度、更小误差和更高效率的加工方法和技术。
这些技术广泛应用于航空航天、医疗器械、微电子、光学仪器等领域，对于产品的性能和质量有着至关重要的影响。
近年来，精密和超精密加工技术取得了许多突破性进展，本文将就此展开讨论。
精密加工技术是在传统机械加工的基础上发展起来的，通过精细的切削、研磨和抛光等手段，实现高精度、高光洁度的加工目标。
近年来，精密加工技术的发展取得了长足的进步，主要表现在以下几个方面：新型加工设备的研发和应用不断取得突破。
例如，五轴联动数控机床、激光加工机、电子束加工机等新型设备的出现，使得复杂零件的精密加工变得更加高效和准确。
新型加工材料的应用也取得了重要进展。
例如，工程塑料、陶瓷、复合材料等高性能非金属材料的广泛应用，使得精密加工的领域得以进一步拓展。
精密加工技术的智能化和自动化水平不断提升。
智能化加工设备能够实现自适应加工、无人值守加工等功能，提高加工效率和质量稳定性。
超精密加工技术是指比精密加工技术更为精细、精确的加工方法和技术。
随着科技的不断进步，超精密加工技术的应用越来越广泛，主要包括以下几个方面：超精密加工技术广泛应用于微电子领域。
微电子产业对于芯片的精度和光洁度要求极高，超精密加工技术能够实现高精度、高效率的微米级加工，对于提升微电子产业的发展水平和竞争力具有重要意义。
超精密加工技术在光学仪器领域也有着广泛的应用。
光学仪器对于透镜、反射镜等光学元件的精度和表面质量要求极高，超精密加工技术能够实现高精度、高稳定性的光学元件加工，对于提高光学仪器的性能和精度具有重要作用。
再次，超精密加工技术在航空航天领域也有着重要的应用。
航空航天领域对于零件的精度和可靠性要求极为严格，超精密加工技术能够实现高精度、高稳定性的零件加工，对于提升航空航天领域的产品质量和性能具有重要意义。
近年来，精密和超精密加工技术的研究和应用不断取得新的进展，在新型加工设备、新型加工材料和智能化加工等方面都取得了重要突破。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2
Harbin Institute oபைடு நூலகம் Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
哈工大深研院在精密超精密加工方面开展了深入的研究，开展了用于超精密 和超高速加工领域的气体润滑技术研究，开发了超精密机床的精密气浮主轴、精密 气浮导轨、超高速气浮电主轴，以及单点金刚石超精密数控车床和基于并联机构的 抛光机等等，建立了相应的实验和检测环境。
8
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
超精密车床其它辅助技术的研究
真空吸盘采用如下图 (a)所示的结构示意图，可以吸附不同直径的工 件、吸附能力强等优点。刀架采用如下图 (b)所示的结构示意图，具有可微 调刀具的高度、夹持刚性强等优点。
本提升项目的技术指标为： z 加工零件的表面粗糙度：30nm； z 主轴回转精度：轴向<50nm，径向<50nm； z 主轴最高转速：2000rpm； z X轴、Z轴行程：140mm； z 直线光栅分辨率：1nm； z 导轨直线度（敏感方向）：0.3μm/全行程；
5
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
总体布局图
Z X
(a)俯视图
主轴
X
Z
主轴
刀具(如想快刀加 工，安装FTS模块) (b)前视图
ω 主轴
导轨 床身
工件
刀具
c) 三维视图
空气弹簧 d) 机床隔振
空气弹簧
6
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
哈工大在精密超精密加工领域居于全国领先地位，为国家的国 防、航空航天和民用领域研发了多台超精密加工设备，并开展了基础 理论研究和超精密加工工艺研究。
主要研究方向 (1) 基础理论研究； (2) 纳米加工技术； (3) 超精密加工工艺与设备； (4) 金刚石刀具刃磨技术； (5) 精密非标设备； (6) 微系统制造技术；
(d) 等效应力
16
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
斜角切削切屑形成的三维仿真
温度T （ºC）
(a) 切屑形状
应变ε
(b) 温度场
应力σ（MPa）
圆弧刃金刚石刀具刃磨与检测技术
研制了国内首台六轴超精密圆弧刃金刚石刀具刃磨机和首台金刚 石刀具刃口检测仪。技术指标：圆弧半径精度：0.1 m；刃口半径 检测精度：30nm。国内领先。
(c) 塑性应变
(d) 等效应力
17
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
纳米杆拉伸过程的分子动力学仿真
18
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
15
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
直角切削切屑形成的三维仿真
温度T （ºC）
应变ε
(a) 切屑形状
(b) 温度场
应力σ（MPa）
(c) 塑性应变
OZ
x
O1
X
O2
主轴
马达
x向溜板 工件 Ow 刀具
z向溜板
z
OT
O4 O3
a) 球面车削补偿前(PRt=0.4150μm) b) 球面车削补偿后(PRt=0.2267μm)
10
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
超密精加工机床的研制
主轴回转精度：0.05 m 导轨直线度:0.2 m/200mm 恒温油温控精度:0.004 C 微量进给精度：0.05 m 加工的零件精度：0.2 m 加工的零件: Ra≤0.02 m 鉴定结论：国内领先,国际先进。 获部级一等奖
(a) 真空吸盘示意图
(b)刀架示意图
9
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
超精密车床导轨的误差补偿技术研究
哈工大和香港理工大学已 经开发了基于Nanoform 200 超精密车床的误差补偿软件 （补偿后的加工精度可以提高 50%），可以将该成果直接应 用于本项目的超精密车床。
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
气浮主轴的创新结构方案
主轴新结构方案的特点： (1)主轴箱与轴承一体化设计； (2)只有3个零件； (3)装配容易； (4)尺寸稳定性好。
轴向气膜 (a)传统的气体轴承主轴
抽真空通道 (b)本项目采用的气体轴承主轴系统
14
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
极薄切削技术研究
在对分子动力学仿真技术、 极薄切削机理等方面进行深入 研究的基础上，实现了3nm厚 的极薄切削。接近世界最高水 平1nm。
哈工大和哈工大深研院在超精 密加工领域的状况
杜建军 哈工大深圳研究生院
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
超精密加工技术是机械制造领域的重要方面，它的发 展是尖端技术的基础，它的成就将是推动整个科技向更高层 次发展的重要手段。
“财富”杂志上有这样一句话“超精密加工技术对光 学元件的作用犹如当初集成电路对电子元件的作用”，非常 形象地说明了超精密加工对整个社会和经济发展的重要性。
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
(3) 用于小型光学零件加工的单点金刚石超精密数控车床的研制
联合深圳航天科技创新研究院，开发成功了加工对称回转面的超精 密车床，样机在哈工大深研院。
微小加工机床
24
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
直径为Ф7µm的微细电极
微细长轴的SEM照片
25
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
小型超精密加工机床
23
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
2 哈工大在超精密加工领域的状况
微型制造系统的研究
b) 气浮导轨
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
(4) 开发了超精密虚拟车床及其检测技术
项目组与香港理工大学联合开发成功的 “Nanoform300 超精密虚拟车床及其检测系统”
12
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
气浮导轨的创新结构方案
新构型的气浮导轨的溜板不容易变形，精度保持性好。导轨，尤其是Z 向导轨，配备高性能直线电机和高精度光栅尺，实现导轨的高精度位置控制 和动态响应。
(a)传统的气体静压导轨构型 （溜板在气体压力的作用下， 容易变形，精度保持性不好）
(b)本项目拟采取的气体静压导轨构型 （正在申请专利）
2 哈工大在超精密加工领域的状况
ELID磨削技术
国内最早研究ELID磨削技术 的单位。在精密机床上，已实 现了光学玻璃、陶瓷、硬质合 金等多种难加工材料的镜面磨 削。加工零件的表面粗糙度 Ra≤10nm，已在23所、205 所、230厂等单位应用。
19
(已申请专利，申请号： 201110104637.1，正在审批中)
主轴配备高性能旋转电机和高角度角 度编码器，实现主轴的静密角度控制。
7
Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
(2) 超高速气浮电主轴的研制
激光光点(红)
1) 超高速气浮电主轴照片 (用于PCB板微小孔钻削加工)
2) 激光测速照片（图中转速为11427x10 万转，即11万转左右）
3) 动态偏摆为4μm
4
4) 静态偏摆测试(1μm) 5) 刀具夹持力矩测试(100N·cm)
哈工大深研院开发成功的15万转气浮电主轴
1 哈工大深研院在超精密加工领域的状况
(5) 实验室具有高精度的测试和检测平台
(a)Taylor Hobson圆度仪
(b) Taylor Hobson轮廓度仪
(c)转子动平衡仪
(d)动态信号分析仪
(e)双频激光干涉测量仪
实验室具备的测试和检测平台