【編者按】“超精密機床的研發(fā)和制造技術(shù)是一項前沿性的技術(shù)沥葛，將引領(lǐng)機床的加工精度不斷向著人類未曾涉及的技術(shù)領(lǐng)域深入邁進。超精密機床技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已拓展到我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面磷箕，并正在豐富和改變著我們的生活冤吨≈穸牵”

北京機床研究所所長劉炳業(yè)在6月19日召開的2014中國機床工具發(fā)展高端論壇上指出，“當我們滿眼于制造業(yè)繁雜的加工設(shè)備中融确，我們應(yīng)該知道有一類機床很少出現(xiàn)在行業(yè)展覽會中喘玄，但其卻是發(fā)達國家非常重視并且采取措施加以控制的機床测佣，這就是超精密機床醒横，而超精密機床體現(xiàn)著一個國家精度技術(shù)的競爭力『黾”

高精度是數(shù)控機床的主流趨勢

“在過去的30年里禁舌，世界范圍的機床技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展，機床技術(shù)的發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出多元化的特點涌俘，比如高精度的趨勢权煎、高速運動的趨勢、多運動軸的趨勢昔永、高可靠性的趨勢狱揩、多功能復(fù)合化趨勢、可重構(gòu)的趨勢缺钓、低能耗環(huán)保的趨勢以及智能化的趨勢等彻犁，但在所有的趨勢中，最能夠體現(xiàn)發(fā)展主流的趨勢應(yīng)該是高精度和智能化的趨勢凰慈」保”劉炳業(yè)強調(diào)，高精度是數(shù)控機床的主流發(fā)展趨勢微谓，并且超精密加工的精度比精密加工精度還要高出一個數(shù)量級森篷。

事實上，超精密加工技術(shù)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常豐富豺型。在北京機床研究所30多年的研究歷程中仲智，針對超精密加工技術(shù)所涉及到的相關(guān)技術(shù)，劉炳業(yè)系統(tǒng)地總結(jié)出了36個方面的關(guān)鍵前沿研究以及11項領(lǐng)先的核心技術(shù)姻氨。其中钓辆，關(guān)鍵前沿研究包括設(shè)計、運動部件哼绑、測量分析岩馍、工藝技術(shù)、主機制造技術(shù)和機床應(yīng)用條件技術(shù)六方面內(nèi)容抖韩。領(lǐng)先的核心技術(shù)涵蓋：精密超精密主軸關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)浇沧、精密超精密直線運動部件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)盆篡、高分辨率運動驅(qū)動技術(shù)、機床關(guān)鍵零部件的加工工藝制造技術(shù)坏扣、部件抵御外部干擾的特性技術(shù)春异、高穩(wěn)定性快速直線運動的結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)、多運動軸機床的嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)则徒，以及針對目標零件制造的機床集成制造技術(shù)等內(nèi)容氛坪。

“在機床的精度從微米級到納米級的發(fā)展歷程中，有三項關(guān)鍵技術(shù)無法回避冠幕，這三項技術(shù)也是納米精度機床的研究門檻骡侮。”劉炳業(yè)分析稱雇蚁，其中一項技術(shù)是無遲滯的軸承技術(shù)束沼，遲滯現(xiàn)象在機械系統(tǒng)中大量存在，遲滯現(xiàn)象不僅嚴重影響機床溜板的運動定位精度和重復(fù)定位的精度讥高，也影響運動的高分辨率實現(xiàn)揣誓，同時也影響精密零件的加工形狀精度以及表面粗糙度。而靜壓軸承技術(shù)可以很好地解決機械遲滯的現(xiàn)象巾陕，并且可以均化幾何誤差讨跟，在超精密機床中得到大量應(yīng)用。靜壓技術(shù)在過去的十年時間里取得了重大進展鄙煤，自補償?shù)姆答伡夹g(shù)更為成熟晾匠。以流量控制的節(jié)流技術(shù)使靜壓軸承的剛度得到很大程度的提升，使超精密機床加工的材料硬度不斷提高馆类。

而另二項關(guān)鍵技術(shù)分別是高分辨率驅(qū)動技術(shù)和機械系統(tǒng)中的微振動處理技術(shù)混聊。納米級分辨率是近十幾年來超精密機床性能的特征體現(xiàn)，運動的影響因素很多乾巧。同時句喜，大量的實驗研究發(fā)現(xiàn)，10納米量級的振動信號存在于許多機械執(zhí)行機構(gòu)中沟于，對于機械靈敏度的執(zhí)行與測定造成干擾咳胃，這種振動被稱為微振動】跆“對微振動的機理深入研究展懈，并尋求解決途徑是超精密機床通往納米精度的必經(jīng)之路∷钗穑”劉炳業(yè)說道停柬。

滿足超精密技術(shù)的應(yīng)用需求

“我國航天航空遙感、激光核聚變、國防武器系統(tǒng)盯糠、天文探測等先進技術(shù)領(lǐng)域书瘤，對大口徑非球面光學元件的需求日益增加，但國外部分高尖端光學加工設(shè)備和技術(shù)對我國實行禁運洁揽。目前叙杨，我國大口徑非球面零件加工工藝流程的相關(guān)科研工作已經(jīng)開展，但成熟度還較低杉轿。同時疙鸟，自行研制的設(shè)備加工精度與國外水平相比較低，優(yōu)勢單位的有效聯(lián)合不足昏络，還存在大口徑光學零件加工和超精密加工技術(shù)的結(jié)合程度較低等問題树戴。”中國工程院院士蔣莊德在該論壇上亦提出對我國超精密加工與測量技術(shù)與裝備的迫切需求憾宅。

蔣莊德建言赞季，今后我國超精密加工技術(shù)要解決大口徑非球面零件的數(shù)字化加工工藝愧捕，提高我國光學加工領(lǐng)域的核心競爭力和整體技術(shù)水平奢驯，解決禁運問題并替代進口。譬如次绘，對直徑900毫米的超精密銑磨機床來說瘪阁，該項目為“十一五”國家863計劃先進制造技術(shù)領(lǐng)域重點項目，主要解決航空航天邮偎、激光核聚變等大型光學器件的超精密制造管跺。

對于今后超精密機床的重點應(yīng)用方向，劉炳業(yè)表示禾进，硬車削豁跑、硬銑削加工將被大量應(yīng)用，光整硬車削將代替磨削泻云。超精密機床技術(shù)適用于加工汽車零件艇拍、軸承環(huán)、注射模具宠纯、液壓閥卸夕、滾珠、絲杠脏猴、螺母等讨拷，可以對不銹鋼、鑄鐵处鲜、塑料依粮、石墨、綠陶瓷等材料進行高精度車削〉沉睿“超精密機床技術(shù)的應(yīng)用可大幅提高生產(chǎn)率和精度魂欺，一些汽車零件的加工效率和表面質(zhì)量將優(yōu)于磨削。因為可以干切削杂猾，將更有利于環(huán)保虏绑。此外，超精密機床技術(shù)應(yīng)用于硬切削機床將大大提高機床刀具的壽命签子【涂牵”

此前，北京機床研究所與英國泰勒霍普森有限公司在北京工研精機股份有限公司共建聯(lián)合實驗室缺西，通過聯(lián)合實驗室建立共贏機制涤伐，以促進雙方在計量檢測領(lǐng)域研究與服務(wù)的長遠發(fā)展。不僅通過聯(lián)合科技研究和合作項目進行共同創(chuàng)新缨称，而且通過聯(lián)合實驗室為雙方提供開展各種業(yè)務(wù)服務(wù)的平臺凝果。

劉炳業(yè)表示，今后睦尽，北京機床研究所將以兩個國家級超精密工程研究中心為依托器净，以精密超精密數(shù)控機床創(chuàng)新能力平臺為基本組織方式，通過組建更大范圍的精密超精密機床聯(lián)盟当凡，加速產(chǎn)業(yè)化進程山害，擴大市場占有率⊙亓浚“在未來5年內(nèi)浪慌，我們有信心、有能力把超精密機床技術(shù)推向新的高度朴则∪ㄏ耍”

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