精密超精密加工技术论文
先进制造技术论文

先进制造技术先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。
改革开放以来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,对先进制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平,以增强市场竞争力,实现我国机械制造业跨入世界先进行列之梦想。
一、先进制造技术的体系结构及分类先进制造技术是系统的工程技术,可以划分为三个层次和四个大类。
三个层次:一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。
二是新型的制造单元技术。
三是先进制造的集成技术。
四个大类:一是现代设计技术二是先进制造工艺技术三是制造自动化技术四是系统管理技术。
1、现代设计技术现代设计技术是先进制造技术的一个组成部分,是制造技术的第一个环节。
根据德国工程师协会文件VDI2225 的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5% 7%,但却决定了产品制造成本的75%- 80%。
为此,世界各国都非常重视产品的设计问题。
而现代设计技术在机械设计技术中的地位同样重要。
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析

磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术,已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手,分析其优势,探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面,以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于,超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间,较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率,同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快,磨削力大,可以快速去除工件表面杂质,得到更加精细的加工表面,精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快,磨削力大,超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上,大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长,能够在保证加工效率的情况下,延长更换周期,降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术,可适用于各种材料的加工,包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料,减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域,超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间,提高生产效率。
同时,它还能精细加工各类构件表面,达到工艺标准,节约原材料,降低生产成本。
在未来,超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中,采用超高速磨削技术,成功优化了加工效率,降低了产品成本,得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中,减少了加工时间,提高了钢筋的精度和尺寸的一致性,受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件,成功提高了构件的表面精度和光洁度,降低了产品的废品率,提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件,减少了加工时间,提高了精度和表面光洁度,获得了广泛应用。
机械制造毕业论文范文

机械制造毕业论文范文《现代机械制造工艺与精密加工技术研究》机械制造行业的发展水平体现了国家生产水平,为促进我国机械制造行业水平的提升,必须不断优化机械制造工艺,促进精密加工技术的不断进行和创新。
1、现代机械制造工艺机械制造工艺主要有流程制订、原件加工、先进工艺技术等。
现代机械制造工艺包含车、钳、铣、焊等内容,其中焊接工艺应用最广泛。
焊接工艺主要包括电阻焊工艺、气体保护焊工艺、螺柱焊工艺、埋弧焊工艺及搅拌摩擦焊工艺。
电阻焊工艺是通过在正电极和负电极的中间放置焊接物,然后进行通电操作,让电流从中通过时,会在焊接物周围形成店长效应,使得焊接物能够熔化,并进行融合,达到压力焊接的效果。
并且电阻焊工艺具有很高的工作生产效率,用的时间也比较少,焊接的质量高,并能够高效率的进行机械化操作,产生的噪音及气体污染比较小。
但电阻焊工艺也存在一定的不足,电阻焊工艺的相关设备的成本比较高,并且没有具备很好的无损检测技术,维修方面存在一定的难度,并且所需要费用也较高。
气体保护焊工艺的工作过程主要是通过电弧进行焊接操作。
气体保护焊工艺中在进行焊接时,使用的保护介质为气体,气体保护层会在电弧周围产生,对电弧、空气、熔池进行分离。
这种保护措施能够焊接操作受到有害气体的影响,保证焊接电弧在焊接过程中能够实现有效燃烧。
气体保护焊工艺中作为保护介质的气体中应用较多的为二氧化碳,二氧化碳的成本比较低,因此其应用也最广泛。
螺柱焊工艺主要是先连接螺柱与板件或管件,然后通过电话熔化焊接的接触面,并施加一定的压力在螺柱上完成焊接。
螺柱焊工艺的焊接方式有拉弧式和储能式两种。
其中拉弧式焊接的熔深较大,主要应用于重工业中,储能式焊接的熔深较小,主要应用于薄板焊接中。
拉弧式焊接和储能式焊接都属于单面焊接方式,并且具有无需打孔、粘结、铆接等优点,焊接过程中不需要进行钻洞和打孔,能够保证完成的焊接不会出现漏水漏气等问题,并且这两种焊接方式在现代机械制造业中得到了广泛的应用。
激光精密加工技术研究

激光精密加工技术研究激光精密加工技术是利用激光束对物体进行加工和加工控制的一种技术。
激光是由同步激光器产生的具有高单色性、方向性和相干性的特殊光束。
激光在精密加工中具有无可比拟的优点,如加工速度快、加工精度高、加工质量好、可加工复杂形状等。
下面具体探讨激光精密加工技术。
一. 激光精密加工技术的发展激光精密加工技术是近年来新兴的一种现代化、高科技加工方法。
自 1960 年美国的泰德·梅曼发明了激光器以来,激光技术就一直得到了广泛的关注和发展,到 1970 年代中期,激光技术逐步应用于工业领域。
20 世纪 80 年代以来,随着计算机、光电及材料科学的迅猛发展和激光器性能的不断改善,激光对纳米、微米尺度的加工技术越来越发挥重要的作用。
二. 激光精密加工技术的分类激光精密加工技术可以分为几类,其中主要包括:1.激光切割技术:使用强激光束将材料切割成所需形状。
2.激光钻孔技术:利用激光束温度高且焦点集中的特点,在材料上钻孔。
3.激光焊接技术:将两个材料通过高温区域的融合达到焊接目的。
4.激光表面处理技术:利用激光束对物体表面进行处理,如去异物、除污、增强表面硬度等。
5.激光刻蚀技术:使用强激光束对物体进行刻蚀。
三. 激光精密加工技术的应用激光精密加工技术在航空、制造、电子、光电、医疗等领域得到了广泛的应用。
例如,在高科技产品的制造加工过程中,精密焊接技术采用高功率激光器器件控制系统,可使焊接点产生胶结力增强、几乎没有变形,从而更彻底地解决了微型制造技术中的难题。
在地质勘探、制药、食品等领域,激光焊接技术也赋予了这些领域更多的灵活性和效率。
四. 研究现状及未来发展趋势激光技术在制造业、材料处理、微电子、通信系统等多个领域发挥着重要作用,并且未来还将面对新的挑战和发展。
其中,超快激光技术将被广泛应用,因为它具有与传统激光技术相比不可比拟的速度和精度。
超快激光技术在材料加工效率方面将带来重大的突破和改善。
激光加工论文

浅谈激光加工技术摘要:激光加工是指利用激光束投射到材料外表产生的热效应来完成加工过程,包括激光焊接、激光切割、外表改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。
用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光能适应任何材料的加工制造,尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。
关键词:激光加工、高能量、高精度。
一激光加工的起源和原理在某些特别的场合有特别的加工精度要求,脆硬材料及快速的加工过程中,利用传统的加工工艺是无法实现的。
随着科学技术的发展和社会需求的多样化,产品的竞争越来越激烈,更新换代的周期也越来越短。
为此,为了能根据市场的要求尽快设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出原型,从而进行性能测试和修改,最终形成定型产品。
20世纪60年代发展起来一种特种加工技术——激光加工。
与传统加工工艺不同,激光加工是利用光的能量,经过透镜聚焦,在焦点上到达很高的能量密度,然后将激光束照射到工件的外表,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体外表性能。
激光是可控的单色光,有激光器,激光电源等激发产生的一种单色光。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的外表直接磨察产生阻力,几乎不会产生任何的机械冲击和压力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
二激光加工的特点激光特有的特性决定了激光在加工领域存在很大的优势:①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究

本科毕业设计(论文)通过答辩摘要非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。
可广泛应用于各种现代光电子产品,几乎在所有的工程应用领域中,无论是现代国防科技技术领域,还是普通的工业领域都有着广泛的应用前景,开展光学玻璃非球面零件的高精密光学技术研究具有重要的理论意义和现实指导意义。
本次设计研究内容为非球曲面的超精密加工系统的研究,非球曲面的超精密加工工艺的研究。
重点内容是非球曲面加工超精密磨削装置的设计,主要为砂轮主轴装置的选取,中心高位调机构的设计,各个运动的传动设计以及砂轮运动轨迹的分析。
在研究过程中详细的分析了影响零件加工精度的各种主要因素并提出相应的控制措施,尤其是对非球曲面的磨削加工设备进行详细设计,并简要分析了非球曲面加工机床的数控及伺服控制系统等。
关键词:非球曲面;超精密加工;微调机构;金刚石砂轮本科毕业设计(论文)通过答辩AbstractThe aspheric optical parts can get good image quality, good optical system correction of various aberrations, to improve the image quality, and improve the system ability to identify it to one or several non-spherical spherical optical parts unparalleledparts instead of a number of spherical parts, thus simplifying the instrument structure, reduce costs and reduce instrument weight. It’s widely used in many realms, such as national defense, machine chemical and aviation. It’s very useful to develop the grinding theory and important practical significance to study the high precision grinding methods about the optical glass aspheric surface parts. This article discussed in the ultra-precision grinder, the CNC operation program,and the aspheric surface optics parts’grinding craft. The center height micro-adjusting mechanism and the drive system. In the process of the research, we analysis it detailed that the main factor influence the process precision of the parts, and make something to solve it, especially for the precision grinding equipments, and analysis it simplify for the precision machine tool for aspheric surface optics parts and the servo-control system and the other technology.Key words: the aspheric surface; ultra-precision machining; the micro-adjusting mechanism; diamond wheel本科毕业设计(论文)通过答辩目录摘要 (I)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1非球面加工的优点和意义 (1)1.2非球曲面研究概述 (1)1.2.1 非球面的定义 (1)1.2.2 非球面应用领域 (2)1.2.3 非球曲面加工技术近年来发展概况 (2)1.2.4 非球曲面加工的发展趋势和研究方向 (4)1.3 非球面光学零件材料及其加工方法 (4)1.3.1 计算机数控单点金刚石技术(SPDT) (5)1.3.2 超精密磨削技术 (5)1.3.3 计算机控制光学表面成型(CCOS)技术 (5)1.3.4 光学玻璃模压成型技术 (6)1.3.5 光学塑料成型技术 (6)1.3.6 其他非球面加工技术 (6)1.4非球面精密磨削加工理论 (6)1.4.1 微量加工理论 (7)1.4.2 脆性材料的延性域磨削 (8)第2章超精密非球面加工方案选择及误差分析 (10)2.1 超精密非球曲面磨床的总体布局 (10)2.1.1 空气主轴系统 (10)2.1.2 伺服进给系统 (11)2.1.3 微位移测量系统 (11)2.1.4 中心高微调系统 (11)2.1.5 数控系统 (11)2.2 非球曲面磨削方案的确定 (12)2.2.1加工零件的技术参数 (13)本科毕业设计(论文)通过答辩2.2.2 非球曲面磨削方案确定 (13)2.3 加工误差分析 (14)2.3.1 中心高微调机构对零件加工精度的影响 (15)2.3.2 在X轴上砂轮安装误差对零件加工精度的影响 (17)2.3.3 砂轮半径误差对零件加工精度的影响 (18)2.3.4 X∆综合作用时对零件面形精度的影响 (19)∆及R第3章非球面磨削装置设计 (21)3.1 超精密加工的关键技术 (21)3.1.1 超精密主轴 (21)3.1.2 超精密导轨 (21)3.1.3 传动系统 (22)3.1.4 超精密刀具 (22)3.1.5 超精密加工其他技术 (23)3.2 传动系统设计 (23)3.2.1 磨削参数的计算 (23)3.2.2 导轨的整体设计 (24)3.2.3 传动参数的计算 (25)3.3 磨削系统设计 (25)3.3.1 系统结构设计 (26)3.3.1 中心高微调机构设计 (27)3.3.2 砂轮主轴的选择 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)本科毕业设计(论文)通过答辩CONTENTSAbstract (I)CONTENTS (III)Capter 1 Introduction (1)1.1 The meaning of the processing of aspheric surface (1)1.2 The introuduction of the aspheric surface’s research (1)1.2.1 Definition of aspheric surface (1)1.2.2 Application of aspheric surface (2)1.2.3 The development of aspheric surface in recent years (2)1.2.4 Aspheric pricesssing trends and research directions (4)1.3 The parts’ material and the processing method (4)1.3.1 Computer-controlled single-point diamond technology(SPDT) (5)1.3.2 Ultra-precision grinding technology (5)1.3.3 Computer Controlled Optical Surfacing(CCOS) (5)1.3.4 Optical glass compression molding technology (6)1.3.5Optical plastic molding technology (6)1.3.6 Other processing technology (6)1.4Aspheric surface precision grinding theory (6)1.4.1 Trace processing theory (8)1.4.2 Ductile-regime grinding of brittle materials (8)Capter 2 Ultra-precision aspheric processing alternatives and error analysis.. 102.1 Ultra precision aspherical surface grinding machine layout (10)2.1.1 Air spindle system (10)2.1.2 S ervo feed system (11)2.1.3 Micro-displacement measurement system (11)2.1.4 Center high tuning system (11)2.1.5 Numerical control system (11)2.2 Aspherical surface grinding scheme (12)2.2.1 Processing part of the technical parameters (13)本科毕业设计(论文)通过答辩2.2.2 Aspherical surface grinding scheme (13)2.3 Processing error analysis (14)2.3.1 Center high fine-tuning mechanism on the impact of cuttingaccuracy (15)2.3.2 In the X axis on the wheel on the impact of cutting accuracy (17)2.3.3 Wheel radius error on the part of machining precision (18)2.3.4 Both X∆on the part (19)∆and RCapter3 Aspheric tooling design (21)3.1 Ultra-precision machining technology (21)3.1.1 Ultra-precision spindle (21)3.1.2 Ultra-precision guide (21)3.1.3 Drive system (22)3.1.4 Ultra-precision cutter (22)3.1.5 Other technology (23)3.2 Transmission System Designing (23)3.2.1 Grinding parameters (23)3.2.2 The overall design of the Rails (24)3.2.3 Calculation of transmission parameters (25)3.3 Grinding systems design (25)3.3.1 System architecture design (26)3.3.1 Center high micro-adjusting mechanism design (27)3.3.2 Wheel spindle design (28)Conclusion (31)Thanks (32)References (33)本科毕业设计(论文)通过答辩第1章绪论1.1非球曲面加工的意义和优点非球面技术应用于光学零件,相对于球面而言,具有许多优点,它可以消除球面镜片在光传递过程中产生的球差、慧差、像散、场曲及畸变等诸多不利因素,减少光能损失,从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特征。
超级精密加工论文

超精密加工技术综述摘要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。
关键词超精密加工金刚石刀具的切削1. 前言超精密加工技术,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。
超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3~0.03?m,表面粗糙度为Ra0.03~0.005?m)和纳米级(精度误差为0.03?m,表面粗糙度小于 Ra0.005?m)精度的加工。
实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为超精加工技术。
加之测量技术、环境保障和材料等问题,人们把这种技术总称为超精工程。
超精密加工主要包括三个领域:超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。
它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。
超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。
超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工,线宽可达0.1?m。
如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。
2. 工作原理近年来,在传统加工方法中,金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位;在非传统加工中,出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法,特别是复合加工,如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等,在加工机理上均有所创新。
3. 设备对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。
(1)高精度。
包括高的静精度和动精度,主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等,如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等;(2)高刚度。
包括高的静刚度和动刚度,除本身刚度外,还应注意接触刚度,以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。
超精密加工技术论文【精选文档】

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目录目录 .......................................................................................................................................... - 1 -一、概述................................................................................................................... - 0 -1、超精密加工的内涵...................................................................................... - 0 -2。
、发展超精密加工技术的重要性................................................................ - 0 -二、超精密加工所涉及的技术范围....................................................................... - 1 -三、超精密切削加工............................................................................................... - 2 -1、超精密切削对刀具的要求.......................................................................... - 2 -2、金刚石刀具的性能特征.............................................................................. - 2 -3、超精密切削时的最小切削厚度.................................................................. - 2 -四、超精密磨削加工............................................................................................... - 3 -1、超精密磨削砂轮.......................................................................................... - 3 -2、超精密磨削砂轮的修整.............................................................................. - 3 -3、磨削速度和磨削液...................................................................................... - 4 -五、超精密加工的设备........................................................................................... - 4 -六、超精密加工的支撑环境................................................................................... - 5 -1、净化的空气环境.......................................................................................... - 5 -2、恒定的温度环境.......................................................................................... - 5 -3、较好的抗振动干扰环境.............................................................................. - 6 -七、超精密加工的运用领域................................................................................... - 6 -八、超精密加工的现状及未来发展....................................................................... - 6 -1、超精密加工的现状...................................................................................... - 6 -2、超精密加工的发展前景.............................................................................. - 7 - 总结:....................................................................................................................... - 8 - 参考文献: ................................................................................................................. - 8 -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。
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精密超精密加工技术
论文
班级:机械09-4班
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精密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。
精密超精密加工技术,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。
精密超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3~0.03μm,表面粗糙度为Ra0.03~0.005μm)和纳米级(精度误差为0.03nm,表面粗糙度小于 Ra0.005nm)精度的加工。
实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为精密超精加工技术。
加之测量技术、环境保障和材料等问题,人们把这种技术总称为超精工程。
超精密加工主要包括三个领域: 1.超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。
它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。
2.超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。
3.超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工,线宽可达0.1μm。
如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。
近年来,在传统加工方法中,金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位;在非传统加工中,出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法,特别是复合加工,如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等,在加工机理上均有所创新。
对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。
(1)高精度。
包括高的静精度和动精度,主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等,如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等;
(2)高刚度。
包括高的静刚度和动刚度,除本身刚度外,还应注意接触刚度,以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。
(3)高稳定性。
设备在经运输、存储以后,在规定的工作环境下使用,应能长时间保持精度、抗干扰、稳定工作。
设备应有良好的耐磨性、抗振性等。
(4)高自动化。
为了保证加工质量,减少人为因素影响,加工设备多采用数控系统实现自动化。
加工设备的质量与基础元部件,如主轴系统、导轨、直线运动单元和分度转台等密切相关,应注意这些元部件质量。
此外,夹具、辅具等也要求有相应的高精度、高刚度和高稳定性。
加工工具主要是指刀具、磨具及刃磨技术。
用金刚石刀具超精密切削,值得研究的问题有:金刚石刀具的超精密刃磨,其刃口钝圆半径应达到2~4nm,同时应解决其检测方法,刃口钝圆半径与切削厚度关系密切,若切削的厚度欲达到10nm,则刃口钝圆半径应为2nm。
磨具当前主要采用金刚石微粉砂轮超精密磨削,这种砂轮有磨料粒度、粘接剂、修整等问题,通常,采用粒度为W20~W0.5的微粉金刚石,粘接剂采用树脂、铜、纤维铸铁等。
航天、航空工业中,人造卫星、航天飞机、民用客机等,在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求,如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件对观测性能影响很大。
该轴承为真空无润滑轴承,其孔和轴的表面粗糙度要求为Ry0.01μm,即1nm,其圆度和圆柱度均要求纳米级精度。
被送入太空的哈勃望远镜(HST),
可摄取亿万千米远的星球的图像,为了加工该望远镜中直径为2.4m、重达900kg 的大型反光镜,专门研制了一台形状精度为0.01μm的加工光学玻璃的六轴CNC 研磨抛光机。
据英国Rolls-Royce公司报道,若将飞机发动机转子叶片的加工度,由60μm提高到12μm、表面粗糙度由Ra0.5μm减少到0.2μm,发动机的加速效率将从89%提高到94%;齿轮的齿形和齿距误差若能从目前的3~6μm,降低到1μm,则其单位重量所能传递的扭距可提高近1倍。
当前,微型卫星、微型飞机、超大规模集成电路的发展十分迅猛,涉及微细加工技术、纳米加工技术和微型机电系统(MEMS)等已形成微型机械制造。
这些技术都在精密和超精密加工范畴内,与计算机工业、国防工业的发展直接相关。
在过去相当长一段时期,由于受到西方国家的禁运限制,我国进口国外超精密机床严重受限。
但当1998年我国自己的数控超精密机床研制成功后,西方国家马上对我国开禁,我国现在已经进口了多台超精密机床。
我国北京机床研究所、航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学等单位现在已能生产若干种超精密数控金刚石机床,如北京机床研究所研制的加工直径800mm 的超精密车床和哈尔滨工业大学研制的超精密车床,这两台机床均有两坐标精密数控系统和两坐标激光在线测量系统,可以加工非球回转曲面;还有哈尔滨工业大学研制了加工KDP晶体大平面的超精密铣床。
KDP晶体可用于光学倍频,是大功率激光系统中的重要元件。
必须承认,在超?密机床技术方面,我们与国外先进水平相比还有相当大的差距,国产超精密机床的质量水平尚待进一步提高。
在大型超精密机床方面,目前美、英、俄等国都拥有自行开发的大型超精密机床,而我国由于没有大型超精密机床,因此无法加工大直径曲面反射镜等大型超精密零件,国外对这些大型超精密零件的出口有严格限制,从而严重影响了我国国防尖端技术的发展。
现在我国正在加紧研制加工直径1m以上的立式超精密机床。
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。
随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入,相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。