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超精密加工簡介

  超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國嘱悄、英國和日本。這些國家的超精密加工技術(shù)不僅總體成套水平高实愚,而且商品化的程度也非常高兼呵。

  美國是開展超精密加工技術(shù)研究最早的國家,也是迄今處于世界領(lǐng)先地位的國家腊敲。早在50年代末击喂,由于航天等尖端技術(shù)發(fā)展的需要,美國首先發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù)碰辅,稱為“SPDT技術(shù)”(Single Point Diamond Turning)或“微英寸技術(shù)”(1微英寸=0.025μ m)懂昂,并發(fā)展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精密機(jī)床。用于加工激光核聚變反射鏡没宾、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面非球面大型零件等等凌彬。如美國LLL實驗室和Y-12工廠在美國能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金剛石車床DTM-3型循衰,該機(jī)床可加工最大零件?2100mm铲敛、重量4500kg的激光核聚變用的各種金屬反射鏡褐澎、紅外裝置用零件、大型天體望遠(yuǎn)鏡(包括X光天體望遠(yuǎn)鏡)等伐蒋。該機(jī)床的加工精度可達(dá)到形狀誤差為28nm(半徑)工三,圓度和平面度為12.5nm,加工表面粗糙度為Ra4.2nm曲苛。該機(jī)床與該實驗室1984年研制的LODTM大型超精密車床一起仍是現(xiàn)在世界上公認(rèn)的技術(shù)水平最高舍娜、精度最高的大型金剛石超精密車床。

  在超精密加工技術(shù)領(lǐng)域岖习,英國克蘭菲爾德技術(shù)學(xué)院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所(簡稱CUPE)享有較高聲譽(yù)谨敏,它是當(dāng)今世界上精密工程的研究中心之一,是英國超精密加工技術(shù)水平的獨特代表孙泵。如CUPE生產(chǎn)的Nanocentre(納米加工中心)既可進(jìn)行超精密車削烫王,又帶有磨頭,也可進(jìn)行超精密磨削崇审,加工工件的形狀精度可達(dá)0.1μ m ,表面粗糙度Ra<10nm岛宵。

  日本對超精密加工技術(shù)的研究相對于美任汪、英來說起步較晚,但是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國家滚吱。日本的研究重點不同于美國枷窿,前者是以民品應(yīng)用為主要對象,后者則是以發(fā)展國防尖端技術(shù)為主要目標(biāo)荣月。所以日本在用于聲管呵、光、圖象哺窄、辦公設(shè)備中的小型捐下、超小型電子和光學(xué)零件的超精密加工技術(shù)方面,是更加先進(jìn)和具有優(yōu)勢的萌业,甚至超過了美國坷襟。

  我國的超精密加工技術(shù)在70年代末期有了長足進(jìn)步,80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機(jī)床和部件生年。北京機(jī)床研究所是國內(nèi)進(jìn)行超精密加工技術(shù)研究的主要單位之一婴程,研制出了多種不同類型的超精密機(jī)床、部件和相關(guān)的高精度測試儀器等抱婉,如精度達(dá)0.025μ m的精密軸承档叔、JCS-027超精密車床、JCS-031超精密銑床蒸绩、JCS-035超精密車床衙四、超精密車床數(shù)控系統(tǒng)番甩、復(fù)印機(jī)感光鼓加工機(jī)床、紅外大功率激光反射鏡牲羊、超精密振動-位移測微儀等磅芬,達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平蛮血。航空航天工業(yè)部三零三所在超精密主軸着癞、花崗巖坐標(biāo)測量機(jī)等方面進(jìn)行了深入研究及產(chǎn)品生產(chǎn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在金剛石超精密切削芽刨、金剛石刀具晶體定向和刃磨役霍、金剛石微粉砂輪電解在線修整技術(shù)等方面進(jìn)行了卓有成效的研究。清華大學(xué)在集成電路超精密加工設(shè)備瘩浆、磁盤加工及檢測設(shè)備磷尊、微位移工作臺、超精密砂帶磨削和研拋胡炼、金剛石微粉砂輪超精密磨削豹女、非圓截面超精密切削等方面進(jìn)行了深入研究,并有相應(yīng)產(chǎn)品問世碍蚊。此外中科院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所拷肌、華中理工大學(xué)、沈陽第一機(jī)床廠旨巷、成都工具研究所巨缘、國防科技大學(xué)等都進(jìn)行了這一領(lǐng)域的研究,成績顯著采呐。但總的來說若锁,我國在超精密加工的效率、精度可靠性斧吐,特別是規(guī)格(大尺寸)和技術(shù)配套性方面與國外比又固,與生產(chǎn)實際要求比,還有相當(dāng)大的差距会通。

  超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢是:向更高精度口予、更高效率方向發(fā)展;向大型化涕侈、微型化方向發(fā)展沪停;向加工檢測一體化方向發(fā)展;機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展裳涛;不斷探討適合于超精密加工的新原理盒止、新方法、新材料念焙。21世紀(jì)初十年將是超精密加工技術(shù)達(dá)到和完成納米加工技術(shù)的關(guān)鍵十年扑跌。


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