超精密加工技术的发展现状与趋势
超精密加工技术的应用与发展创新

超精密加工技术的应用与发展创新随着工业化程度的不断提高,各行各业对于产品加工精度的要求也越来越高。
超精密加工技术作为一种高精度加工手段,在多种行业中得到了广泛的应用和重要的发展。
本文将从超精密加工技术的概念和特点、应用领域以及发展创新方面,探讨这一技术的现状与未来。
一、超精密加工技术的概念和特点超精密加工技术作为先进的制造技术,是一种在非接触条件下通过高度控制精度和极小加工力实现的超精度制造过程。
其主要特点在于能够完成高精度、高透明度的加工,同时实现最大限度的纳米级表面精度和形状控制,并实现极高的材料利用率和能源效率。
当前,超精密加工技术已经成为了生产微电子元件、高精度仪器、光学设备、医疗器械以及航空、航天等领域的重要手段。
二、超精密加工技术的应用领域1. 微电子元件制造微电子元件制造是超精密加工技术的重要应用领域之一。
超精密加工技术主要应用于微电子元件的表面处理和制造过程。
通过高度精密的加工,能够最大限度地实现微电子元件的纳米级精度和优异的表面平整度。
2. 光学设备制造光学设备制造是超精密加工技术的另一个重要应用领域。
通过超精密加工技术,能够实现近乎完美的光学表面加工,达到光学元件的超精度。
该技术广泛应用于反射镜,激光器器件,非球面透镜增益校准等领域,为光学设备的制造和优化提供了可靠的手段。
3. 生物医疗设备生物医疗设备是超精密加工技术引入的新领域之一。
超精密加工技术能够实现各种医疗设备的高精度加工,例如人工关节、医疗导管、人工晶体等生物医疗设备。
通过超精密加工技术,这些医疗设备得以轻松地实现形状的精确定位和表面的高质量加工,从而拓展了生物医疗设备的应用领域。
4. 航空航天领域超精密加工技术在航空航天领域的发展也非常突出。
通过超精密加工技术,可以实现各种轻量化和高精度零部件的制造,包括发动机组件、喷气口、舵机组件和其他高温材料。
这种高质量加工技术能够提高飞行器的飞行效率和安全性,并显著提高其性能和使用寿命。
激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用

激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用随着航空航天技术的不断提升,对于材料加工精度和效率的要求也越来越高。
激光超精密加工技术作为一种先进的材料加工方法,已经在航空航天领域中得到广泛应用。
本文将从激光超精密加工技术的原理和特点出发,探讨其在航空航天领域中的应用和发展前景。
一、激光超精密加工技术的原理和特点激光超精密加工技术是利用高能量激光束对材料进行加工的一种方法。
其原理是通过控制激光束的聚焦度、功率密度和作用时间,将激光能量集中到微小的加工区域,通过瞬间高温和高能量的作用,使材料发生蒸发、熔化和气化等变化,从而实现对材料的加工和形变。
与传统机械加工方法相比,激光超精密加工技术具有以下几个特点:首先,激光超精密加工技术具有极高的加工精度。
激光束的直径可以达到微米甚至纳米级别,可以实现对微小细节的加工和控制。
这对于航空航天领域来说尤为重要,因为航空航天工程中涉及到许多微小部件的加工和组装,需要具备高精度加工的能力。
其次,激光超精密加工技术具有非接触性加工特性。
激光束可以在与材料无接触的情况下进行加工,避免了机械接触带来的划痕、变形等问题,能够更好地保持材料的原始性能和形态。
再次,激光超精密加工技术具有高效率和灵活性。
激光加工速度快,可以实现对复杂形状的加工,同时可以根据需要在不同材料上进行加工,非常灵活。
二、激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用1. 航空发动机制造与维修航空发动机是航空领域中最核心的部件之一,其制造和维修过程需要极高的精度和安全性。
激光超精密加工技术可以应用于航空发动机的叶片修整、烧孔处理、修复和刻字等工艺中。
利用激光超精密加工技术,可以实现发动机叶片的精确修整,提高叶片的流体力学性能和燃烧效率。
2. 航空航天器结构加工航空航天器的结构加工对于其安全性和可靠性至关重要。
激光超精密加工技术可以应用于航空航天器结构的切割、焊接和打孔等工艺中。
与传统的机械加工方法相比,激光超精密加工技术可以减少材料的应力和变形,提高航空航天器的强度和稳定性。
超精密加工的关键技术及发展趋势

车辆工程技术90机械电子1 超精密加工的技术范畴 在工业的加工领域当中,通常情况下按照加工的精度来划分的话,可以将机械加工一般可以分为三类,分别是:一般加工、精密加工和超精密加工。
随着生产技术的飞速发展,关于加工精度的划分标准也在随着时间的发展而变化,加工的进程也会随之而向前推移,可能过去的精密加工已经沦落为现今社会当中的一半加工的程度了。
因此,可以知道这个划分界限并不是一定的,它是会随着科学技术的发展而提高的,毕竟在如今的数据记录当中并没有主体的数值限制。
超精密加工的环境是在机床设备上进行的,利用刀具与零件之间产生的具有严格约束性的相对运动,从而达到加工出精度超高的产品,接着需要对加工好的材料进行相应的摩擦和去除毛刺,从而获得高形状、高精度的零件。
一般在学术界领域,超精度加工的加工精度通常在0.1μm 以上的,其表面的粗糙度也都是低于0.025μm的。
近年来,随着纳米技术的兴起,超精密加工目前已经进入纳米级精度阶段,逐渐的出现了纳米加工及其相关联的纳米技术。
经过近年来对纳米技术的使用和完善,这项技术已经逐渐的走向成熟,形成了一整套的超精密加工体系,其中包含了超精密切削、超精密磨削、超精密微细加工以及超精密计量等等,慢慢的向更高层次进行突破。
但是影响超精密加工的因素很多,目前只有在现有的基础上,经过研究和采用各种各样新型的技术、并且能够在各个方面融入这些新型技术,真正做到精益求精,达到更高的精度,才能突破传统加工模式的加工精度的界限。
实际上超精密的加工技术就是超精度切削、磨削和细微加工技术的综合应用。
2 超精密加工的关键技术2.1 主轴 目前阶段,在超精密加工机床的使用过程中,使用最高精度的主轴是空气静压轴承主轴,就我国制作出来的磁悬浮列车的轴承也远远达不到空气静压轴承主轴的加工精度,因此磁悬浮列车至今为止还是需要利用空气轴承。
就目前的超精密加工技术而言,空气静压轴承主轴的精度可以达到0.05μm,国内已经达到了这个加工精度的水平,然而国外甚至可以达到0.03μm,即使已经达到了如此精确的加工精度,却依旧不能满足纳米加工技术对于主轴的加工精度要求。
超精密制造技术论文

超精密制造技术论文精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,店铺整理了超精密制造技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 超精密制造技术论文篇一超精密加工技术浅析[摘要] 精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,它是先进制造技术的基础与关键,是衡量一个国家工业水平及科学技术水平的重要标志之一。
超精密加工技术的发展促进了机械、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
[关键词] 精密和超精密加工技术半导体制造技术1、概述目前,在工业发达国家中,一般工厂能稳定掌握的加工精度是lμm,与此相应,通常将加工精度在0.1―1μm,加工表面粗糙度在Ra0.02―0.1μm之间的加工方法称为精密加工,而将加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于Ra0.01pm的加工方法称为超精密加工。
现代机械工业之所以要致力于提高加工精度,其主要的原因在于:提高制造精度后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,并促进自动化装配。
超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要地位。
例如:对于导弹来说,具有决定意义的是导弹的命中精度,而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。
制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备【1】。
例如:美国民兵m型洲际导弹系统陀螺仪的精度为0.03°一0.05°/h,其命中精度的圆概误差为500m,而MX 战略导弹(可装载10个核弹头)制导系统陀螺仪比民兵m型导弹高出一个数量级,从而保证命中精度的圆概率误差只有50~150m。
如果1kg重的陀螺转子,其质量中心偏离其对称轴0.5nm,则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。
惯性仪表中有许多零件的制造精度都要求达到小于微米级。
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。
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展,在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。
现代制造业之所发要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高产品的性能和质量,提高其质量的稳定性和性能的可靠性,促进产品的小型化、功能性强,零件互换性好,产品的装配、调试生产率高,并促进制造装配自动化。
随着制造业的发展,现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展,在今后的加工中,普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm(即1nm),而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进(0.1nm)。
随着极限加工精度的不断提高,为科学技术的发展和进步创造了条件,也为机械冷加工提供了良好的物质手段。
关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语,就觉得它比较神秘,但跟任何其他复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉、适应,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是如此。
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。
二、正文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。
精密加工行业报告

精密加工行业报告精密加工是一种高精度的机械加工技术,它在各种行业中都有着广泛的应用。
随着科技的不断发展和进步,精密加工行业也在不断壮大和壮大。
本报告将对精密加工行业的发展现状、市场需求、技术趋势等方面进行分析和展望。
一、精密加工行业的发展现状。
随着科技的不断进步和发展,精密加工行业也在不断壮大。
目前,全球精密加工行业的市场规模已经达到了数千亿美元。
在中国,精密加工行业也在快速发展,成为了国民经济中不可或缺的一部分。
从国内外市场来看,精密加工行业的需求量也在不断增加,市场潜力巨大。
二、精密加工行业的市场需求。
精密加工行业的市场需求主要来自于汽车、航空航天、电子、医疗器械、光学仪器等行业。
随着这些行业的不断发展,对精密加工零部件的需求也在不断增加。
特别是在汽车和航空航天行业,对零部件的精度和质量要求非常高,这就对精密加工行业提出了更高的要求。
三、精密加工行业的技术趋势。
随着科技的不断进步,精密加工行业的技术也在不断更新和改进。
目前,数控机床、激光加工、电火花加工、超声波加工等先进技术已经在精密加工行业中得到了广泛应用。
这些先进技术不仅提高了加工效率,还提高了加工精度,降低了成本,提高了产品质量。
四、精密加工行业的发展趋势。
未来,精密加工行业将会朝着智能化、自动化、数字化的方向发展。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展,精密加工行业将会迎来新的发展机遇。
同时,随着全球制造业的转移和升级,精密加工行业也将会面临更大的市场机遇和挑战。
总之,精密加工行业是一个充满活力和发展潜力的行业。
随着科技的不断发展和进步,精密加工行业也将迎来新的发展机遇。
我们相信,在政府的政策支持和企业的不懈努力下,精密加工行业一定会迎来更加美好的未来。
精密和超精密加工技术的发展

精密和超精密加工技术的发展我国目前已是一个“制造大国”,制造业规模名列世界第四位,仅次于美国、日本和德国,近年来在精密加工技术和精密机床设备制造方面也取得了不小进展。
但我国还不是一个“制造强国”,与发达国外相比仍有较大差距。
目前国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备,发展了新的精密加工和精密测量技术。
为了使我国的国防和科技发展不受制于人,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技术,争取尽快将我国的精密和超精密加工技术水平提升到世界先进水平。
下面对国内外精密和超精密加工技术的最新发展情况介绍如下。
精密机床技术的发展精密机床是精密加工的基础。
当今精密机床技术的发展方向是:在继续提高精度的基础上,采用高速切削以提高加工效率,同时采用先进数控技术提高其自动化水平。
瑞士DIXI公司以生产卧式坐标镗床闻名于世,该公司生产的DHP40高精度卧式高速镗床已增加了多轴数控系统,成为一台加工中心;同时为实现高速切削,已将机床主轴的最高转速提高到24000r/min。
瑞士MIKROM公司的高速精密五轴加工中心的主轴最高转速为42000r/min,定位精度达5μm,已达到过去坐标镗床的精度。
从这两台机床的性能可以看出,现在的加工中心与高速切削机床之间已不再有严格的界限划分。
使用金刚石刀具的超精密切削技术超精密切削技术的进展金刚石刀具超精密切削技术是超精密加工技术的一个重要组成部份,不少国防尖端产品零件:如陀螺仪、各种平面及曲面反射镜和透镜、精密仪器仪表和大功率激光系统中的多种零件等:都需要利用金刚石超精密切削来加工。
使用单晶金刚石刀具在超精密机床上进行超精密切削,可以加工出光洁度极高的镜面。
超精密切削的切削厚度可极小,最小切削厚度可至1nm。
超精密切削使用的单晶金刚石刀具要求刃口极为锋锐,刃口半径在0.5,0.01μm。
因刃口半径甚小,过去对刃口的测量极为困难,现在已可用原子力显微镜:AFM:方便地进行测量。
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超精密加工技术的发展现状与趋势一、精密和超精密加工的概念与范畴通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
目前,精密加工是指加工精度为1~0.1?;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。
精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。
传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。
1.1砂带磨削用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工,属于涂附磨具磨削加工的范畴,有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。
1.2精密切割也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。
1.3珩磨用油石砂条组成的珩磨头,在一定压力下沿工件表面往复运动,加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m,最好可到Ra0.025?;m,主要用来加工铸铁及钢,不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。
1.4精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液,工件及研具作相互机械摩擦,使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。
精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小,表面质量高,精密研磨的设备简单,主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工,也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。
二、精密加工的发展现状2.1精密成型加工的发展现状与应用精密成型加工的发展现状与应用精密铸造成形、精密模压成形、塑性加工、薄板精密成形技术在工业发达国家受到高度重视,并投入大量资金优先发展。
70年代美国空军主持制订“锻造工艺现代化计划”,目的是使锻造这一重要工艺实现现代化,更多地使用CAD/CAM,使新锻件的制造周期减少75%。
1992年,美国国防部提出了“军用关键技术清单”,其中包含了等压成型工艺、数控计算机控制旋压、塑变和剪切成形机械、超塑成型/扩散连接工艺、液压延伸成型工艺等精密塑性成型工艺。
国外近年来还发展了以航空航天产品为应用对象的“大型模锻件的锻造及叶片精锻工艺”、“快速凝固粉末层压工艺”、“大型复杂结构件强力旋压成型工艺”、“难变形材料超塑成形工艺”、“先进材料(如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等)成形工艺”等。
我国的超塑成形技术在航天航空及机械行业也有应用,如航天工业中的卫星部件、导弹和火箭气瓶等,采用超塑成形法制造侦察卫星的钦合金回收舱。
与此同时,还基本上掌握了锌、铜、铝、钦合金的超塑成形工艺,最小成形厚度可达0.3mm,形状也较复杂。
此外,国外已广泛应用精密模压成形技术制造武器。
常用的精密模压成形技术,如闭塞式锻造、采用分流原理的精密成形及等温成形等国外已用于军工生产。
目前,精密模压技术在我国应用还较少,精度也较差,国外精度为±0.05—0.10mm,我国为±0.1—0.25mm.2.2.孔加工技术的发展现状及应用近年来,汽车、模具零部件、金属加工大都采用以CNC机床为中心的生产形态,进行孔加工时,也大都采用加工中心、CNC电加工机床等先进设备,高速、高精度钻削加工已提上议事日程。
无论哪个领域的孔加工,实现高精度和高速化都是取得用户订单的重要竞争手段。
近年来,随着高速铣削的出现,以铣削刀具为中心的切削加工正在进入高速高精度化的加工时期。
在孔加工作业中,目前仍大量使用高速钢麻花钻,但各企业之间在孔加工精度和加工效率方面已逐渐拉开了差距。
高速切削钻头的材料以陶瓷涂层硬质合金为主,如MAZAK公司和森精机制作所在加工铸铁时,即采用了陶瓷涂层钻头。
在加工铝合金等有色材料时,可采用金刚石涂层硬质合金钻头、DLC涂层硬质合金钻头或带金刚石烧结体刀齿的钻头。
高速高精度孔加工除采用CNC切削方式对孔进行精密加工外,还可采用镗削和铰削等方式对孔进行高精度加工。
随着加工中心主轴的高速化,已可采用镗削工具对孔进行高速精密加工。
随着IT相关产业的发展,近年来,光学和电子工业所用装置的零部件产品的需求急速增长,这种增长刺激了微细形状及高精度加工技术的迅速发展。
其中,微细孔加工技术的开发应用尤其引人注目。
微细孔加工早已在印刷电路板等加工中加以应用,包括钢材在内的多种被加工材料,均可用钻头进行小直径加工。
目前,小直径孔加工中,利用钻头切削的直径最小可至φ50μm左右。
小于φ50μm的孔则多采用电加工来完成。
为了抑制毛刺的产生,许多研究者提出可采用超声波振动切削的方式。
目前,正在探索一种应用范围广而且工艺合理的超声波振动切削模式,其中包括研究机床的适应特性等内容。
随着这些问题的顺利解决,今后可望更好地实现直径更小的微小深孔加工,加工精度会更高。
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三.密加工的技术应用与发展趋势3.1高精度、高效率高精度与高效率是超精密加工永恒的主题。
总的来说,固着磨粒加工不断追求着游离磨粒的加工精度,而游离磨粒加工不断追求的是固着磨粒加工的效率。
当前超精密加技术如CMP、EEM等虽能获得极高的表面质量和表面完整性,但以牺牲加工效率为保证。
超精密切削、磨削技术虽然加工效率高,但无法获得如CMP、EEM的加工精度。
探索能兼顾效率与精度的加工方法,成为超精密加工领域研究人员的目标。
半固着磨粒加工方法的出现即体现了这一趋势。
另一方面表现为电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法的诞生。
3.2 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。
3.3化、微型化为加工航空、航天、宇航等领域需要的大型光电子器件(如大型天体望远镜上的反射镜),需要建立大型超精密加工设备。
为加工微型电子机械、光电信息等领域需要的微型器件(如微型传感器、微型驱动元件等),需要微型超精密加工设备(但这并不是说加工微小型工件一定需要微小型加工设备)。
3.4 在线检测尽管现在超精密加工方法多种多样,但都尚未发展成熟。
例如,虽然CMP等加工方法已成功应用于工业生产,但其加工机理尚未明确。
主要原因之一是超精密加工检测技术还不完善,特别是在线检测技术。
从实际生产角度讲,开发加工精度在线测量技术是保证产品质量和提高生产率的重要手段。
3.5 智能化超精密加工中的工艺过程控制策略与控制方法也是目前的研究热点之一。
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。
目前,即使是台湾的部分半导体工厂,生产过程中关键的操作依然由工人在现场手工完成。
3.6 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。
四精密加工技术的发展趋势4.1高效化现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式,即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。
如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域,都要求减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间等),同时又要降低粗糙度,从原来的Ra0.8μm改进到Ra0.25μm,使放电后不必再进行手工抛光处理。
这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦,同时提升了模具品质,使用粉末加工设备可达到要求。
这就需要增强机床的自动编程功能,配置电极与工件定位的夹具、装置。
若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是提高加工效率的好方法。
4.2信息化信息、物质和能源是制造系统的三要素。
随着计算机、自动化与通讯网络技术红制造系统中的应用,信息的作用越来越重要。
产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。
制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程,最终形成的产品可看作是信息的物质表现,因此可以把信息看作是一种产业,包括在制造之中。
为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。
使生产分散网络化,以适应21世纪高柔性生产的需要。
4.3 个性化科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高,促使产品更新换代的速度不断加快,这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。
所谓柔性,是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力,它与系统方案、人员和设备有关。
系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。
人员柔性是指操作人员能保证加工任务,完成数量和时间要求的适应能力。
设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。
柔性制造自动化的形式很多,如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。
上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛(AMI)也是高柔性生产模式。
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4.4 集成化是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。
集成不是简单的连接,是经过统一规划设计,分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。
集成化的目的是实现制造企业的功能集成,功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成,同时还要强调人的集成,由于系统中不可能没有人,系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关,在技术上集成的同时,还应强调管理与人的集成。
集成化生产将成为面向21世纪占主导的生产方式。
五结束语精密和超精密加工,是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用,并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。
我国的制造业发展已进入了高速发展阶段,中国民营企业已具备足够的经济实力来使企业迈向现代化,先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。