其可大致分成兩類:①超精度切削加工,如超精密車削、鏡面磨削、研磨等。②超精密特種加工,主要有機(jī)械化學(xué)拋光、電子束曝射、激光束加工、離子濺射和離子注入、金屬蒸鍍及分子束外延等。已廣泛應(yīng)用于精密儀器制造、電子、航空、航天等工業(yè)中。這些技術(shù)與其他高新技術(shù)相互推動(dòng),共同發(fā)展,尤其它們的綜合開發(fā),越來(lái)越受到人們的重視。 2100433B

超精密加工方法造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
精密空調(diào)輸入(暫估) 品種:機(jī)房專用空調(diào),系統(tǒng)工程:電線輔材,規(guī)格型號(hào):ZRC-YJV5×16,備注:負(fù)一層中心機(jī)房 查看價(jià)格 查看價(jià)格

國(guó)產(chǎn)

m 13% 安徽科光智能科技有限公司
鎳鉻10-鎳硅3精密級(jí)普通補(bǔ)償導(dǎo)線ZR-KX-GS-VVP2×1.0 料品編碼: 0108000102-004-00; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

百商

km 13% 新疆百商電線電纜有限公司
精密 pH/mV溫度計(jì) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

個(gè) 13% 成都市科恒達(dá)儀器設(shè)備有限責(zé)任公司
精密空調(diào) 制冷、熱量(kW):30;品種:精密空調(diào); 查看價(jià)格 查看價(jià)格

施耐德

臺(tái) 13% document.write(new Date(+new Date() - 24*60*60*1000).getFullYear()+'-'+(+new Date(+new Date() - 24*60*60*1000).getMonth()+1)+'-'+new Date(+new Date() - 24*60*60*1000).getDate());
精密空調(diào) 制冷、熱量(kW):25;品種:精密空調(diào); 查看價(jià)格 查看價(jià)格

施耐德

臺(tái) 13% ??诹枞痣娮佑邢薰?/a>
精密空調(diào) 制冷、熱量(kW):30;品種:精密空調(diào);功率(kW):5P;說(shuō)明:具體規(guī)格按實(shí)際圖紙定制; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

松下

臺(tái) 13% 廣州凌瑞電子技術(shù)有限公司
精密空調(diào) 制冷、熱量(kW):25;品種:精密空調(diào);功率(kW):5P;說(shuō)明:具體規(guī)格按實(shí)際圖紙定制; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

松下

臺(tái) 13% 廣州凌瑞電子技術(shù)有限公司
精密空調(diào) 品種:精密空調(diào);制冷、熱量(kW):8;功率(kW):0.15;型號(hào):EKJ-8U; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

愛克賽

臺(tái) 13% 江西馳眾科技有限公司
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度9000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年4季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度12000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年4季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度12000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年3季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度9000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年2季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度9000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2011年4季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度12000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2009年2季度信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度12000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2006年4月信息價(jià)
刨邊機(jī) 加工長(zhǎng)度9000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2006年3月信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
人物簡(jiǎn)介 1.內(nèi)容:方形人物簡(jiǎn)介2.方形尺寸與個(gè)數(shù):360×180mm×10個(gè)3.底板材質(zhì):10mm厚亞克力板雕刻成型4.表面加工:噴漆后UV噴印,上光油5.黏結(jié)方式:玻璃膠粘貼6.安裝方式:機(jī)具、人工、制作安裝|10個(gè) 2 查看價(jià)格 四川甲骨文標(biāo)識(shí)制作有限責(zé)任公司 四川   2019-12-18
滅火器使用方法 400×360透打印|1865套 3 查看價(jià)格 深圳新華峰廣告裝飾有限公司? 廣東   2022-08-19
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精密過濾器 處理空氣量 :3.8Nm3/min 最高工作溫度 66 ℃ 過濾雜質(zhì) 0.1 殘余油份≤ 0.01mg/m3 過濾效率≥ 99.9% 初設(shè)阻力≤ 0.02MPa, 終阻力≤ 0.05MPaPN16|2個(gè) 3 查看價(jià)格 四川德蒙節(jié)能科技有限公司 四川  成都市 2022-11-16
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四級(jí)標(biāo)題字(簡(jiǎn)介) 1、材料品種、規(guī)格、顏色:專業(yè)定制四級(jí)標(biāo)題字(簡(jiǎn)介)|1套 1 查看價(jià)格 四川省新元素藍(lán)宇廣告有限公司 四川  成都市 2016-07-19
喬木品種簡(jiǎn)介 1、喬木品種簡(jiǎn)介牌 鍍鋅鋼2、規(guī)格:長(zhǎng)200,高100,厚53、大樣及其他要求:詳圖紙|20個(gè) 3 查看價(jià)格 廣州冠慶廣告有限公司 廣東  佛山市 2022-07-01
精密空調(diào) 精密空調(diào)|8臺(tái) 2 查看價(jià)格 北京雷士頓科技有限公司 全國(guó)   2022-09-23

超精密加工方法簡(jiǎn)介常見問題

超精密加工方法簡(jiǎn)介文獻(xiàn)

超精密加工技術(shù)綜述. 超精密加工技術(shù)綜述.

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頁(yè)數(shù): 22頁(yè)

評(píng)分: 4.7

焦作大學(xué)機(jī)電系畢業(yè)論文 摘要 I . 【摘要】 超精密加工技術(shù)發(fā)展方向是:向高精度、高效率方向發(fā)展;向大型化、微型化 方向發(fā)展;向加工檢測(cè)一體化方向發(fā)展;機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展。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)保也是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 【關(guān)鍵詞】超精密加工 發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)展策略 后續(xù)研發(fā) 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 Abstr

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精密與特種加工論文_超精密加工技術(shù)在未來(lái)機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景1 精密與特種加工論文_超精密加工技術(shù)在未來(lái)機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景1

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評(píng)分: 4.7

超精密加工技術(shù)在未來(lái)機(jī) 械領(lǐng)域的發(fā)展前景 班級(jí): 09020145X 姓名:張哲敏 學(xué)號(hào): 09020145X40 1 【摘要】超精密加工技術(shù)發(fā)展方向是:向高精度、高效率方向發(fā) 展;向大型化、微型化方向發(fā)展;向加工檢測(cè)一體化方向發(fā)展; 機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展。 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)保也是機(jī) 械制造業(yè)發(fā)展的必然趨

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超精密加工的發(fā)展經(jīng)歷了如下三個(gè)階段。

(1)20世紀(jì)50年代至80年代為技術(shù)開創(chuàng)期。20世紀(jì)50年代末,出于航天、國(guó)防等尖端技術(shù)發(fā)展的需要,美國(guó)率先發(fā)展了超精密加工技術(shù),開發(fā)了金剛石刀具超精密切削--單點(diǎn)金剛石切削(Single point diamond tuming,SPDT)技術(shù),又稱為"微英寸技術(shù)",用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。從1966年起,美國(guó)的unionCarbide公司、荷蘭Philips公司和美國(guó)LawrenceLivemoreLaboratories陸續(xù)推出

各自的超精密金剛石車床,但其應(yīng)用限于少數(shù)大公司與研究單位的試驗(yàn)研究,并以國(guó)防用途或科學(xué)研究用途的產(chǎn)品加工為主。這一時(shí)期,金剛石車床主要用于銅、鋁等軟金屬的加工,也可以加工形狀較復(fù)雜的工件,但只限于軸對(duì)稱形狀的工件例如非球面鏡等。

(2)20世紀(jì)80年代至90年代為民間工業(yè)應(yīng)用初期。在20世紀(jì)80年代,美國(guó)政府推動(dòng)數(shù)家民間公司Moore Special Tool和Pneumo Precision公司開始超精密加工設(shè)備的商品化,而日本數(shù)家公司如Toshiba和Hitachi與歐洲的Cmfield大學(xué)等也陸續(xù)推出產(chǎn)品,這些設(shè)備開始面向一般民間工業(yè)光學(xué)組件商品的制造。但此時(shí)的超精密加工設(shè)備依然高貴而稀少,主要以專用機(jī)的形式訂作。在這一時(shí)期,除了加工軟質(zhì)金屬的金剛石車床外,可加工硬質(zhì)金屬和硬脆性材料的超精密金剛石磨削也被開發(fā)出來(lái)。該技術(shù)特點(diǎn)是使用高剛性機(jī)構(gòu),以極小切深對(duì)脆性材料進(jìn)行延性研磨,可使硬質(zhì)金屬和脆性材料獲得納米級(jí)表面粗糙度。當(dāng)然,其加工效率和機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性無(wú)法和金剛石車床相比。20世紀(jì)80年代后期,美國(guó)通過能源部"激光核聚變項(xiàng)目"和陸、海、空三軍"先進(jìn)制造技術(shù)開發(fā)計(jì)劃"對(duì)超精密金剛石切削機(jī)床的開發(fā)研究,投入了巨額資金和大量人力,實(shí)現(xiàn)了大型零件的微英寸超精密加工。美國(guó)LLNL國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出的大型光學(xué)金剛石車床(Large optics diamond turning machine,LODTM)成為超精密加工史上的經(jīng)典之作。這是一臺(tái)最大加工直徑為1.625m的立式車床,定位精度可達(dá)28nm,借助在線誤差補(bǔ)償能力,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度超過1m、而直線度誤差只有士25nm的加工。

(3)20世紀(jì)90年代至今為民間工業(yè)應(yīng)用成熟期。從1990年起,由于汽車、能源、醫(yī)療器材、信息、光電和通信等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,超精密加工機(jī)的需求急劇增加,在工業(yè)界的應(yīng)用包括非球面光學(xué)鏡片、Fresnel鏡片、超精密模具、磁盤驅(qū)動(dòng)器磁頭、磁盤基板加工、半導(dǎo)體晶片切割等。在這一時(shí)期,超精密加工設(shè)備的相關(guān)技術(shù),例如控制器、激光干涉儀、空氣軸承精密主軸、空氣軸承導(dǎo)軌、油壓軸承導(dǎo)軌、摩擦驅(qū)動(dòng)進(jìn)給軸也逐漸成熟,超精密加工設(shè)備變?yōu)楣I(yè)界常見的生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備,許多公司,甚至是小公司也紛紛推出量產(chǎn)型設(shè)備。此外,設(shè)備精度也逐漸接近納米級(jí)水平,加工行程變得更大,加工應(yīng)用也逐漸增廣,除了金剛石車床和超精密研磨外,超精密五軸銑削和飛切技術(shù)也被開發(fā)出來(lái),并且可以加工非軸對(duì)稱非球面的光學(xué)鏡片。

世界上的超精密加工強(qiáng)國(guó)以歐美和日本為先,但兩者的研究重點(diǎn)并不一樣。歐美出于對(duì)能源或空間開發(fā)的重視,特別是美國(guó),幾十年來(lái)不斷投入巨額經(jīng)費(fèi),對(duì)大型紫外線、x射線探測(cè)望遠(yuǎn)鏡的大口徑反射鏡的加工進(jìn)行研究。如美國(guó)太空署(NASA)推動(dòng)的太空開發(fā)計(jì)劃,以制作1m以上反射鏡為目標(biāo),目的是探測(cè)x射線等短波(O.1~30nm)。由于X射線能量密度高,必須使反射鏡表面粗糙度達(dá)到埃級(jí)來(lái)提高反射率。此類反射鏡的材料為質(zhì)量輕且熱傳導(dǎo)性良好的碳化硅,但碳化硅硬度很高,須使用超精密研磨加工等方法。日本對(duì)超精密加工技術(shù)的研究相對(duì)美、英來(lái)說(shuō)起步較晚,卻是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國(guó)家。日本超精密加工的應(yīng)用對(duì)象大部分是民用產(chǎn)品,包括辦公自動(dòng)化設(shè)備、視像設(shè)備、精密測(cè)量?jī)x器、醫(yī)療器械和人造器官等。日本在聲、光、圖像、辦公設(shè)備中的小型、超小型電子和光學(xué)零件的超精密加工技術(shù)方面,具有優(yōu)勢(shì),甚至超過了美國(guó)。日本超精密加

工最初從鋁、銅輪轂的金剛石切削開始,而后集中于計(jì)算機(jī)硬盤磁片的大批量生產(chǎn),隨后是用于激光打印機(jī)等設(shè)備的多面鏡的快速金剛石切削,之后是非球面透鏡等光學(xué)元件的超精密切削。l982年上市的EastnlanKodak數(shù)碼相機(jī)使用的一枚非球面透鏡引起了日本產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,因?yàn)?枚非球面透鏡至少可替代3枚球面透鏡,光學(xué)成像系統(tǒng)因而小型化、輕質(zhì)化,可廣泛應(yīng)用于照相機(jī)、錄像機(jī)、工業(yè)電視、機(jī)器人視覺、CD、VCD、DvD、投影儀等光電產(chǎn)品。因而,非球面透鏡的精密成形加工成為日本光學(xué)產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。

盡管隨時(shí)代的變化,超精密加工技術(shù)不斷更新,加工精度不斷提高,各國(guó)之間的研究側(cè)重點(diǎn)有所不同,但促進(jìn)超精密加工發(fā)展的因素在本質(zhì)上是相同的。這些因素可歸結(jié)如下。

(1)對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量的追求。為使磁片存儲(chǔ)密度更高或鏡片光學(xué)性能更好,就必須獲得粗糙度更低的表面。為使電子元件的功能正常發(fā)揮,就要求加工后的表面不能殘留加工變質(zhì)層。按美國(guó)微電子技術(shù)協(xié)會(huì)(SIA)提出的技術(shù)要求,下一代計(jì)算機(jī)硬盤的磁頭要求表面粗糙度Ra≤0.2nm,磁盤要求表面劃痕深度h≤lnm,表面粗糙度Ra≤0.1nmp。1983年TANIGUCHI對(duì)各時(shí)期的加工精度進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè),以此為基礎(chǔ),BYRNE描繪了20世紀(jì)40年代后加工精度的發(fā)展。

(2)對(duì)產(chǎn)品小型化的追求。伴隨著加工精度提高的是工程零部件尺寸的減小。從1989~2001年,從6.2kg降低到1.8kg。電子電路高集成化要求降低硅晶片表面粗糙度、提高電路曝光用鏡片的精度、半導(dǎo)體制造設(shè)備的運(yùn)動(dòng)精度。零部件的小型化意味著表面積與體積的比值不斷增加,工件的表面質(zhì)量及其完整性越來(lái)越重要。

(3)對(duì)產(chǎn)品高可靠性的追求。對(duì)軸承等一邊承受載荷一邊做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件,降低表面粗糙度可改善零件的耐磨損性,提高其工作穩(wěn)定性、延長(zhǎng)使用壽命。高速高精密軸承中使用的Si3N4。陶瓷球的表面粗糙度要求達(dá)到數(shù)納米。加工變質(zhì)層的化學(xué)性質(zhì)活潑,易受腐蝕,所以從提高零件耐腐蝕能力的角度出發(fā),要求加工產(chǎn)生的變質(zhì)層盡量小。

(4)對(duì)產(chǎn)品高性能的追求。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的提高,有利于減緩力學(xué)性能的波動(dòng)、降低振動(dòng)和噪聲。對(duì)內(nèi)燃機(jī)等要求高密封性的機(jī)械,良好的表面粗糙度可減少泄露而降低損失。二戰(zhàn)后,航空航天工業(yè)要求部分零件在高溫環(huán)境下工作,因而采用鈦合金、陶瓷等難加工材料,為超精密加工提出了新的課題。

超精密加工異同

傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法(普通加工)與精密和超精密加工方法一樣。隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及新的測(cè)試技術(shù)和儀器的采用,其加工精度都在不斷地提高。

加工精度的不斷提高,反映了加工工件時(shí)材料的分割水平不斷由宏觀進(jìn)入微觀世界的發(fā)展趨勢(shì)。隨著時(shí)間的進(jìn)展,原來(lái)認(rèn)為是難以達(dá)到的加工精度會(huì)變得相對(duì)容易。因此,普通加工、精密加工和超精密加工只是一個(gè)相對(duì)概念?其間的界限隨著時(shí)間的推移不斷變化。精密切削與超精密加工的典型代表是金剛石切削。

以金剛石切削為例。其刀刃口圓弧半徑一直在向更小的方向發(fā)展。因?yàn)樗拇笮≈苯佑绊懙奖患庸け砻娴拇植诙?,與光學(xué)鏡面的反射率直接有關(guān),對(duì)儀器設(shè)備的反射率要求越來(lái)越高。如激光陀螺反射鏡的反射率已提出要達(dá)到99.99%,這就必然要求金剛石刀具更加鋒利。為了進(jìn)行切極薄試驗(yàn),目標(biāo)是達(dá)到切屑厚度nm,其刀具刃口圓弧半徑應(yīng)趨近2.4nm。為了達(dá)到這個(gè)高度,促使金剛石研磨機(jī)改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中主軸軸承采用了空氣軸承作為支承,研磨盤的端面跳動(dòng)可在機(jī)床上自行修正,使其端面跳動(dòng)控制在0.5μm以下。

刀具方面,采用金剛石砂輪,控制背吃刀量和進(jìn)給量,在超精密磨床上,可以進(jìn)行延性方式磨削,即納米磨削。即使是玻璃的表面也可以獲得光學(xué)鏡面。2精密加工和超精密加工的發(fā)展趨勢(shì)從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看,制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策,是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一,同時(shí)又是一個(gè)國(guó)家獨(dú)立自主、繁榮昌盛、經(jīng)濟(jì)上持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、科技上保持領(lǐng)先的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)??萍嫉陌l(fā)展對(duì)精密加工和超精密加工技術(shù)也提出了更高的要求。從大到天體望遠(yuǎn)鏡的透鏡,小到大規(guī)模集成電路線寬μm要求的微細(xì)工程和微機(jī)械的微納米尺寸零件,不論體積大小,其最高尺寸精度都趨近于納米;零件形狀也日益復(fù)雜化,各種非球面已是當(dāng)前非常典型的幾何形狀。微機(jī)械技術(shù)為超精密制造技術(shù)引來(lái)一種嶄新的態(tài)勢(shì)?它的微細(xì)程度使傳統(tǒng)的制造技術(shù)面臨一種新的挑戰(zhàn),促進(jìn)了各種產(chǎn)品技術(shù)性能的提高,發(fā)展過程呈現(xiàn)出螺旋式循環(huán)發(fā)展,直接對(duì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類文明作出貢獻(xiàn)。對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量、小型化、高可靠性和高性能的追求,使超精密加工技術(shù)得以迅速發(fā)展,現(xiàn)已成為現(xiàn)代制造工業(yè)的重要組成部分。

精密及超精密加工超精密加工

超精密加工是指亞微米級(jí)(尺寸誤差為0.3~0.03μm,表面粗糙度為Ra0.03~0.005μm)和納米級(jí)(精度誤差為0.03μm,表面粗糙度小于Ra0.005μm)精度的加工。實(shí)現(xiàn)這些加工所采取的工藝方法和技術(shù)措施,則稱為超精加工技術(shù)。加之測(cè)量技術(shù)、環(huán)境保障和材料等問題,人們把這種技術(shù)總稱為超精工程。超精密加工主要包括三個(gè)領(lǐng)域:超精密切削加工如金剛石刀具的超精密切削,可加工各種鏡面。它已成功地解決了用于激光核聚變系統(tǒng)和天體望遠(yuǎn)鏡的大型拋物面鏡的加工。超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盤的涂層表面加工和大規(guī)模集成電路基片的加工。超精密特種加工如大規(guī)模集成電路芯片上的圖形是用電子束、離子束刻蝕的方法加工,線寬可達(dá)0.1μm。如用掃描隧道電子顯微鏡(STM)加工,線寬可達(dá)2~5nm。

a.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。此外,MEMS組件等微小零件的加工需要微小刀具,目前微小刀具的尺寸約可達(dá)50~100μm,但如果加工幾何特征在亞微米甚至納米級(jí),刀具直徑必須再縮小,其發(fā)展趨勢(shì)是利用納米材料如納米碳管來(lái)制作超小刀徑的車刀或銑刀。

b.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0.01μm、尺寸精度0.1μm和表面粗糙度為Ra0.005μm的圓柱形零件。

c.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)0.025μm,表面粗糙度Ra達(dá)0.003μm。

d.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。

超精密加工技術(shù)在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位的國(guó)家有美國(guó)、英國(guó)和日本。這些國(guó)家的超精密加工技術(shù)不僅總體成套水平高,而且商品化的程度也非常高。美國(guó)50年代未發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù),稱為“SPDT技術(shù)”(SinglePointDia-mondTurning)或“微英寸技術(shù)”(1微英寸=0.025μm),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、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。英國(guó)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(jiǎn)稱CUPE)是英國(guó)超精密加工技術(shù)水平的獨(dú)特代表。如CUPE生產(chǎn)的Nanocentre(納米加工中心)既可進(jìn)行超精密車削,又帶有磨頭,也可進(jìn)行超精密磨削,加工工件的形狀精度可達(dá)0.1μm,表面粗糙度Ra<10nm。日本對(duì)超精密加工技術(shù)的研究相對(duì)于美、英來(lái)說(shuō)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(guó)家。北京機(jī)床研究所是國(guó)內(nèi)進(jìn)行超精密加工技術(shù)研究的主要單位之一,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(cè)試儀器等,如精度達(dá)0.025μm的精密軸承、JCS—027超精密車床、JCS—031超精密銑床、JCS—035超精密車床、超精密車床數(shù)控系統(tǒng)、復(fù)印機(jī)感光鼓加工機(jī)床、紅外大功率激光反射鏡、超精密振動(dòng)-位移測(cè)微儀等,達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在金剛石超精密切削、金剛石刀具晶體定向和刃磨、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、磁盤加工及檢測(cè)設(shè)備、微位移工作臺(tái)、超精密砂帶磨削和研拋、金剛石微粉砂輪超精密磨削、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。我國(guó)超精密加工技術(shù)與美日相比,還有不小差距,特別是在大型光學(xué)和非金屬材料的超精加工方面,在超精加工的效率和自動(dòng)化技術(shù)方面差距尤為明顯。

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