1精密和超精密加工技術(shù)【摘要】本世紀(jì)的精密加工發(fā)展到超精密加工歷程比較復(fù)雜且難度大，目前超精密加工日趨成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特種加工等。盡管超精密加工迄今尚無(wú)確切的定義，但是它仍然在向更高的層次發(fā)展。超精密加工將向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測(cè)一體化、綠色化等方向發(fā)展。在不久的將來(lái)，精密加工也必將實(shí)現(xiàn)精密化、智能化、自動(dòng)化、高效信息化、柔性化、集成化。創(chuàng)新思想及先進(jìn)制造模式的提出也必將為精密與超精密技術(shù)發(fā)展提供策略。環(huán)保也是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)?！娟P(guān)鍵詞】超精密加工發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展策略2【Abstract】Thedevelopmentofprecisionmachiningofthecenturytotheultra-precisionmachiningprocessiscomplicatedanddifficult,thecurrentultra-precisionmachininghasmatured,hasformedaseries,whichincludestheultra-precisionmachining,ultraprecisiongrinding,ultra-precisiongrinding,ultraprecisionspecialprocessing.Althoughtheultra-precisionmachiningsofarnoprecisedefinition,butitisstilltoahigherlevel.Ultra-precisionmachiningwillbehigh-precision,highefficiency,large-scale,micro-,intelligence,processintegrationtechnology,onlineprocessingandtestingtheintegrationofgreenandotherdirection.Inthenearfuture,willalsoachieveprecisionmachiningprecision,intelligence,automation,andefficientinformationtechnology,flexibility,integration.Innovativethinkingandadvancedmanufacturingmodelputforwardarealsoboundtoprecisionandultraprecisiontechnologydevelopmentstrategy.Environmentalprotectionisalsotheinevitabletrendofmanufacturingindustry.【Keywords】Ultra-precisionmachiningDevelopmentTrendsDevelopmentStrategy3一、超精密加工的分類超精密切削超精密切削以SPDT技術(shù)開始，該技術(shù)以空氣軸承主軸、氣動(dòng)滑板、高剛性、高精度工具、反饋控制和環(huán)境溫度控制為支撐，可獲得納米級(jí)表面粗糙度。多采用金剛石刀具銑削，廣泛用于銅的平面和非球面光學(xué)元件、有機(jī)玻璃、塑料制品(如照相機(jī)的塑料鏡片、隱形眼鏡鏡片等)、陶瓷及復(fù)合材料的加工等。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是利用鍍膜技術(shù)來(lái)改善金剛石刀具在加工硬化鋼材時(shí)的磨耗。超精密磨削超精密磨削是在一般精密磨削基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種鏡面磨削方法,其關(guān)鍵技術(shù)是金剛石砂輪的修整,使磨粒具有微刃性和等高性。超精密磨削的加工對(duì)象主要是脆硬的金屬材料、半導(dǎo)體材料、陶瓷、玻璃等。磨削后,被加工表面留下大量極微細(xì)的磨削痕跡,殘留高度極小,加上微刃的滑擠、摩擦、拋光作用,可獲得高精度和低表面粗糙度的加工表面，當(dāng)前超精密磨削能加工出圓度0.01m、尺寸精度0.1m和表面粗糙度為Ra0.005m的圓柱形零件。超精密研磨超精密研磨包括機(jī)械研磨、化學(xué)機(jī)械研磨、浮動(dòng)研磨、彈性發(fā)射加工以及磁力研磨等加工方法。超精密研磨的關(guān)鍵條件是幾乎無(wú)振動(dòng)的研磨運(yùn)動(dòng)、精密的溫度控制、潔凈的環(huán)境以及細(xì)小而均勻的研磨劑。超精密研磨加工出的球面度達(dá)0.025m,表面粗糙度Ra達(dá)0.003m。超精密特種加工超精密特種加工主要包括激光束加工、電子束加工、離子束加工、微細(xì)電火花加工、精細(xì)電解加工及電解研磨、超聲電解加工、超聲電解研磨、超聲電火花等復(fù)合加工。激光、電子束加工可實(shí)現(xiàn)打孔、精密切割、成形切割、刻蝕、光刻曝光、加工激光防偽標(biāo)志；離子束加工可實(shí)現(xiàn)原子、分子級(jí)的切削加工；利用微細(xì)放電加工可以實(shí)現(xiàn)極微細(xì)的金屬材料的去除,可加工微細(xì)軸、孔、窄縫平面及曲面；精細(xì)電解加工可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度,且表面不會(huì)產(chǎn)生加工應(yīng)力,常用于鏡面拋光、鏡面減薄以及一些需要無(wú)應(yīng)力加工的場(chǎng)合。4二.、工作原理近年來(lái)，在傳統(tǒng)加工方法中，金剛石刀具超精密切削、金剛石微粉砂輪超精密磨削、精密高速切削、精密砂帶磨削等已占有重要地位；在非傳統(tǒng)加工中，出現(xiàn)了電子束、離子束、激光束等高能加工、微波加工、超聲加工、蝕刻、電火花和電化學(xué)加工等多種方法，特別是復(fù)合加工，如磁性研磨、磁流體拋光、電解研磨、超聲珩磨等，在加工機(jī)理上均有所創(chuàng)新。三.、應(yīng)用領(lǐng)域航天、航空工業(yè)中，人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)、民用客機(jī)等，在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求，如人造衛(wèi)星用的姿態(tài)軸承和遙測(cè)部件對(duì)觀測(cè)性能影響很大。該軸承為真空無(wú)潤(rùn)滑軸承，其孔和軸的表面粗糙度要求為Ry0.01m，即1nm，其圓度和圓柱度均要求納米級(jí)精度。當(dāng)前，微型衛(wèi)星、微型飛機(jī)、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展十分迅猛，涉及微細(xì)加工技術(shù)、納米加工技術(shù)和微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等已形成微型機(jī)械制造。這些技術(shù)都在精密和超精密加工范疇內(nèi)，與計(jì)算機(jī)工業(yè)、國(guó)防工業(yè)的發(fā)展直接相關(guān)。四、超精密加工的發(fā)展展望超精密加工將向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測(cè)一體化、綠色化等方向發(fā)展。高精度、高效率隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)精度、效率、質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高,高精度與高效率成為超精密加工永恒的主題。超精密切削、磨削技術(shù)能有效提高加工效率，CMP、EEM技術(shù)能夠保證加工精度，而半固著磨粒加工方法及電解磁力研磨、磁流變磨料流加工等復(fù)合加工方法由于能兼顧效率與精度的加工方法，成為超精密加工的趨勢(shì)。大型化、微型化由于航天航空等技術(shù)的發(fā)展，大型光電子器件要求大型超精密加工設(shè)備，如美國(guó)研制的加工直徑為2.44m的大型光學(xué)器件超精密加工機(jī)床。同時(shí)隨著微型機(jī)械電子、光電信息等領(lǐng)域的發(fā)展，超精密加工技術(shù)向微型化發(fā)展，如微型傳5感器，微型驅(qū)動(dòng)元件和動(dòng)力裝置、微型航空航天器件等都需要微型超精密加工設(shè)備。智能化以智能化設(shè)備降低加工結(jié)果對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)的依賴性一直是制造領(lǐng)域追求的目標(biāo)。加工設(shè)備的智能化程度直接關(guān)系到加工的穩(wěn)定性與加工效率，這一點(diǎn)在超精密加工中體現(xiàn)更為明顯。工藝整合化當(dāng)今企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化，高生產(chǎn)效率越來(lái)越成為企業(yè)賴以生存的條件。在這樣的背景下，出現(xiàn)了“以磨代研”甚至“以磨代拋”的呼聲。另一方面，使用一臺(tái)設(shè)備完成多種加工(如車削、鉆削、銑削、磨削、光整)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。在線加工檢測(cè)一體化由于超精密加工的精度很高，必須發(fā)展在線加工檢測(cè)一體化技術(shù)才能保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。同時(shí)由于加工設(shè)備本身的精度有時(shí)很難滿足要求，采用在線檢測(cè)、工況監(jiān)控和誤差補(bǔ)償?shù)姆椒梢蕴岣呔?，保證加工質(zhì)量的要求。五、結(jié)論精密和超精密加工，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)最主要的發(fā)展方向之一,在提高機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和發(fā)展高新技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用，并且已成為在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)的制造業(yè)發(fā)展已進(jìn)入了高速發(fā)展階段，中國(guó)民營(yíng)企業(yè)已具備足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力來(lái)使企業(yè)邁向現(xiàn)代化，先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)和大量專業(yè)人才的涌入使許多沿海地區(qū)的制造業(yè)水平迅速提高。隨著國(guó)家決策的科學(xué)化、民主化進(jìn)程不斷深入，相信我國(guó)的制造業(yè)