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超精密加工技术的应用与优势

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)超精密加工技术内涵及范畴现代制造业持续不断地致力于提高加工精度和加工表面质量,主要目标是提高产品性能、质量和可靠性,改善零件的互换性,提高装配效率。超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺,从概念上讲具有相对性,随着加工技术的不断发展,超精密加工的技术指标也是不断变化的。目前,超精密加工的精度正处在亚纳米级工艺,正在向纳米级工艺发展。

超精密加工技术的应用与优势

1)超精密加工技术内涵及范畴

现代制造业持续不断地致力于提高加工精度和加工表面质量,主要目标是提高产品性能、质量和可靠性,改善零件的互换性,提高装配效率。超精密加工技术是精加工的重要手段,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术方面都有着至关重要的作用,是衡量一个国家先进制造技术水平的重要指标之一,是先进制造技术的基础和关键

目前,普通机械加工的加工精度从过去的毫米级向微米级发展,精密加工则从十微米级向纳米级发展,超精密加工正在向纳米级工艺发展。

超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺,从概念上讲具有相对性,随着加工技术的不断发展,超精密加工的技术指标也是不断变化的。

目前,一般加工、精密加工、超精密加工以及纳米加工可以划分如下:

(1)一般加工:加工精度在10 μm左右、表面粗糙度值Ra0.3~0.8 μm的加工技术,如车、铣、刨、磨、镗、铰等,适用于汽车、拖拉机和机床等产品的制造。

(2)精密加工:加工精度在10~0.1 μm,表面粗糙度值Ra0.3~0.03 μm的加工技术,如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精加工、砂带磨削、镜面磨削和冷压加工等,适用于精密机床、精密测量仪器等产品中的关键零件(如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密轴承等)。

(3)超精密加工:加工精度在0.1~0.01 μm,表面粗糙度值Ra0.03~0.05 μm的加工技术,如金刚石刀具超精密切削、超精密磨料加工、超精密特种加工和复合加工等,适用于精密元件、计量标准元件、大规模和超大规模集成电路的制造。目前,超精密加工的精度正处在亚纳米级工艺,正在向纳米级工艺发展。

(4)纳米加工:加工精度高于10-3μm(1 nm=10-3μm),表面粗糙度值Ra0.005 μm的加工技术,其加工方法大多已不是传统的机械加工方法,而是诸如原子分子单位加工等方法。

2)超精密加工技术的发展趋势及其重点发展的关键技术(www.xing528.com)

当前,超精密及纳米加工技术的发展趋势主要表现在以下一些方面:

(1)向高度方向发展,向加工精度的极限冲刺,由现阶段的亚微米级向纳米级进军,其最终目标是做到“移动原子”,实现原子级精度的加工。

(2)向大型化方向发展,研制各种大型超精密加工设备,以满足航天航空、电子通信领域的需要。

(3)向微型化方向发展,以适应微型机械、集成电路的发展。

(4)向超精结构、多功能、光机电一体化、加工检测一体化方向发展,并广泛采用各种测量、控制技术实时补偿误差。

(5)不断出现许多新工艺和复合加工技术,被加工的材料范围不断扩大。

(6)在作业环境建造方面诸如高性能的基础隔振技术、净化技术与环境温控技术将有更大发展。

目前,我国在超精密加工及纳米加工这一技术方面取得了一定进展,但与国外先进水平差距还很大,急需加强这项技术的研究和开发,需重点突破的相关关键技术有:超精密加工方法和机理,超精密加工刀具、磨具及刃磨技术,超精密加工装备技术,超精密测量技术和误差补偿技术以及超精密加工工作环境建造技术等。

认识超精密加工

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