超精密加工技术成就现代国防

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精密加工技术在国防军工中的应用

精密加工技术在国防军工中的应用

精密加工技术在国防军工中的应用随着现代科技的进步,精密加工技术在国防军工中的地位越来越重要。

精密加工技术是一种先进的制造技术,用于制造高精度、高可靠性的零部件和工具。

在国防军工中,精密加工技术被广泛应用于飞机、舰船、导弹、坦克等武器装备的研发、制造和维修。

一、精密加工技术对航空装备的重要性现代航空装备的制造对精密加工技术的要求非常高。

在航空航天领域,应用最广泛的精密加工技术是数控加工技术。

数控加工技术使用计算机控制的切削机床进行加工,能够精确地控制加工过程,提高加工质量和效率。

它不仅可用于不同材料的切削加工,还可用于零部件的打孔、抛光、刻印等多种加工工艺。

例如,航空发动机的精密零部件,如叶轮、涡轮叶片等就需要数控加工技术制造。

深孔加工技术也被广泛应用于大型航空零部件的加工,比如飞机结构部件的加工。

二、精密加工技术对舰船装备的重要性舰船装备在工作环境复杂、振动大、气候恶劣的条件下工作,需要高精度的零部件来保证系统的可靠性和安全性。

例如,水轮机、蒸汽轮机等船舶主机设备需要高精度的叶轮、轴承等零部件,以保证设备的高效工作和长寿命。

在战斗舰艇中,雷达、通讯、武器和火控系统等,更需要高精度的零部件来确保其在战斗情况下的性能和稳定性。

精密加工技术可以制造这些零部件,以提高船舶装备的可靠性和战斗力。

三、精密加工技术对导弹装备的重要性现代导弹技术对精密加工技术的要求非常高。

导弹对传感器、控制系统、推进系统等零部件的精度和可靠性要求非常高。

例如,导弹的推进系统需要高精度的燃烧室、喷嘴等零部件才能实现精准的推进。

控制系统需要高精度的传感器和执行器来控制导弹的姿态和飞行轨迹。

这些零部件的制造都需要精密加工技术的支持。

四、精密加工技术在坦克装备中的应用坦克在行进和作战时需要承受高度冲击和振动,要求其零部件的强度和精度都非常高。

例如,坦克的炮筒需要高精度和高可靠性,以确保炮弹的精准打击。

坦克的履带需要高精度的轮毂和连接件,以保证其在不平的路面上行驶的平稳性。

超精密加工技术结课作业

超精密加工技术结课作业

超精密加工技术结课作业摘要超精密加工技术是现代机械制造业中先进制造技术最主要的发展方向,已经成为在全球市场竞争中取胜的关键技术,体现了一个国家的综合国力。

超精密加工技术已直接影响到一个国家尖端科技和国防工业的发展,发展国防航空工业,研发高端精密仪器设备等都需要具有超精密加工技术的制造设备。

同时超精密加工技术也代表了现代制造技术的前沿,是发展未来先进制造技术的基础,因此,发展超精密加工技术受到了世界各国的高度重视。

目前,超精密加工技术的发展趋势是:高精度、高效率、高稳定性、高自动化。

随着时代的发展,现在超精密加工技术日趋成熟,主要分为超精密切削、超精密磨削、超精密特种加工等。

虽然超精密加工迄今尚无确切的定义,但是它仍然在向更高的层次发展。

我相信在人类的创新思维以及先进制造模式的促进下,超精密技术必定会得到不断的完善。

关键词:先进制造技术超精密加工加工精度加工类型发展趋势1概述通常,按加工精度划分,机械加工技术可分为一般加工、精密加工、超精密加工三种,随着时代的发展和社会的进步,先进制造技术不断革新,超精密加工技术的发展已是社会所趋。

超精密加工技术,在现代机械制造业中占据着重要地位,在提高机械产品的性能、质量,提高其稳定性和可靠性,提高生产效率等方面发挥着至关重要的作用。

超精密加工是一个十分广泛的加工领域,它包括了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法,一般主要指加工精度为0.1µm,表面粗糙度小于Ra0.01µm的加工方法,同时目前超精密加工也正在向纳米级加工技术发展。

目前,超精密加工的核心技术主要掌握在西方发达国家手中,在超精密加工技术领域处于领先地位的国家主要是美国、英国和日本。

美国是开始超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今在超精密加工仍处于领先地位的国家。

英国的克兰菲尔德精密工程研究所在超精密加工方面的研究成果也是享誉全球,是当今世界上超精密工程的研究中心之一。

微细结构超精密加工技术的研究

微细结构超精密加工技术的研究

微细结构超精密加工技术的研究摘要:高精度是超精密加工永恒的主题,受国防和高端民用产品的需要牵引,对微细结构元件加工精度的要求日益提高;同时,高精度的微细结构元件,尤其是微细结构光学元件的需求量迅猛增长,需要适于批量生产的高效率低成本的微制造技术。

基于微细结构的超精密加工技术将综合应用其它领域的新技术,进行工艺集成化已成为一种发展趋势。

关键词:超精密;微细结构;分子动力学1引言我国超精密微细加工技术的研究略晚于国外,但由于长期科技投入不足和国外的技术封锁,与国外先进技术水平相比尚有较大差距。

国外的已经商品化了的超精密微细加工设备,对我国一直处于严格禁运状态。

而微小型结构件的微细超精密加工技术在国民经济与社会发展中具有重要的地位,因此,开展超精密微细加工技术的研究,对突破国外技术壁垒,形成我国自主创新的新产品、新技術和新装备具有重要意义。

针对微小型和具有微细结构的超精密零件,开展超精密加工机理的研究,将为实现微小型和具有微细结构零件的超精密加工技术产业化奠定良好的。

本文的仿真研究将为微细结构超精密加工技术提供理论支持。

2微细结构超精密加工技术面向微细结构的超精密加工技术的研究是现代高技术产品制造的核心技术之一;是先进制造技术领域的前沿课题和未来发展我国微电子产业的关键技术,在航空航天、汽车、信息技术、新能源、家电、医疗等许多高新技术领域有着越来越广泛的应用;它与一个国家的国防与国民经济的发展密切相关,是一个国家的国民经济、国防和科学技术综合实力的体现,已经成为许多国民经济领域的制造技术可持续发展的一个重要保障条件。

在精密工程应用领域,元件的几何形状精度经常需要控制在纳米量级,如:精密轴和孔的圆柱度、大规模集成电路使用的单晶硅片的平面度等等。

与此同时,元件还需要具有纳米级的表面质量,如表面平整性以及表面和次表面的损伤程度(包括微裂纹、物理结构的变化、大规模塑性变形和残余应力等)。

为满足这些指标要求,元件在加工过程中切削力的数量级必须控制在10-6N到10-9N的范围内,而相应的切削深度应该保持在10-6m到10-9m的范围内。

精密和超精密加工技术复习思考题答案

精密和超精密加工技术复习思考题答案

精密和超精密加工技术复习思考题答案第一章1。

试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。

答:超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。

国防方面,例如:对于导弹来说,具有决定意义的是导弹的命中精度,而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的.制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备。

尖端技术方面,大规模集成电路的发展,促进了微细工程的发展,并且密切依赖于微细工程的发展。

因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化,使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件,以形成功能复杂和完备的电路。

因此,提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。

2。

从机械制造技术发展看,过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。

答:通常将加工精度在0。

1-lμm,加工表面粗糙度在Ra 0.02-0。

1μm之间的加工方法称为精密加工。

而将加工精度高于0。

1μm,加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。

3。

精密和超精密加工现在包括哪些领域.答:精密和超精密加工目前包含三个领域:1)超精密切削,如超精密金刚石刀具切削,可加工各种镜面。

它成功地解决了高精度陀螺仪,激光反射镜和某些大型反射镜的加工.2)精密和超精密磨削研磨。

例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工。

3)精密特种加工。

如电子束,离子束加工.使美国超大规模集成电路线宽达到0。

1μm。

4.试展望精密和超精密加工技术的发展。

答:精密和超精密加工的发展分为两大方面:一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发;另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术.5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何。

答:我国当前某些精密产品尚靠进口,有些精密产品靠老工人于艺,因而废品率极高,例如现在生产的某种高精度惯性仪表,从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品。

精密加工课后习题答案

精密加工课后习题答案

1-1试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义。

精密和超精密加工是国际竞争取得成功的关键技术。

许多现代技术产品需要高精度制造。

发展尖端技术,发展国防工业,发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。

1-2从机械制造技术发展看,过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工精密加工:加工精度0.1~1um表面粗糙度Ra在0.02~0.1um超精密加工:加工精度高于0.1um表面粗糙度Ra小于0.01um1-3精密和超精密加工现在包括那些领域。

1)超精密切削(各种镜面)2)精密和超精密磨削研磨(集成电路基片和高精度磁盘)3)精密特种加工(电子束、离子束加工使美国超大规模集成电路线宽达到0.1um)1-4试展望精密和超精密加工技术的发展。

对精密和超精密加工技术给予足够的重视,投入较多的人力物力进行研究和发展,在生产中稳定纳米加工,扩大应用亚微米加工技术,并开始纳米级加工的试验研究,则在10~15年内有希望达到美国等先进国家的水平。

可先在某些单项技术上取得突破,逐步使我国的精密和超精密加工技术达到国际先进水平。

1-5我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何与发达国家相比,仍有不少的差距。

不少精密机电产品尚靠进口。

有些靠老工人手艺,且报废高。

某些精密机电产品我国虽已能生产,但其中的核心关键部件仍需依靠进口,我国每年需进口大量尚不能生产的精密数控机床设备。

1-6我国要发展精密和超精密加工技术,应重点发展哪些方面的内容?1)超精密切削、磨削的基本理论和工艺2)超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性3)超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿4)超精密加工的环境条件;5)超精密加工的材料2-1金刚石刀具超精密切削有哪些应用范围?用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。

用于加工陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜2-2金刚石刀具超精密切削的切削速度如何选择?根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取,即选择振动最小的转速。

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展,在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。

现代制造业之所发要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高产品的性能和质量,提高其质量的稳定性和性能的可靠性,促进产品的小型化、功能性强,零件互换性好,产品的装配、调试生产率高,并促进制造装配自动化。

随着制造业的发展,现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展,在今后的加工中,普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm(即1nm),而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进(0.1nm)。

随着极限加工精度的不断提高,为科学技术的发展和进步创造了条件,也为机械冷加工提供了良好的物质手段。

关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语,就觉得它比较神秘,但跟任何其他复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉、适应,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是如此。

实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。

超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。

二、正文超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,目前正在向纳米级加工技术发展。

超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。

美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于领先地位的国家。

英国的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,是当今世界上精密工程的研究中心之一。

超精密加工技术的发展现状与趋势

超精密加工技术的发展现状与趋势

行业综述超精密加工技术的发展现状与趋势北京机床研究所精密机电有限公司(100102) 贺大兴 盛伯浩 在全球技术竞争日益激烈的今天,超精密加工作为机械制造业中极具竞争力的技术之一,目前已受到许多国家的关注。

超精密加工技术是尖端技术产品发展不可缺少的关键手段,它不仅适于国防应用,而且可以大量应用于高端民用产品中,例如惯导仪表的关键部件、核聚变用的透镜与反射镜、大型天文望远镜透镜、大规模集成电路的基片、计算机磁盘基底及复印机磁鼓、现代光学仪器设备的非球面器件、高清晰液晶及背投显示产品等。

超精密加工技术促进了机械、计算机、电子、光学等技术的发展,从某种意义上来说,超精密加工技术担负着支持最新科学技术进步的重要使命,也是衡量一个国家制造技术水平的重要标志[1]。

超精密加工是一个相对的概念,它是相对于精密加工而言的。

当前普遍认为超精密加工是指加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于R a0.02μm 的加工方法。

超精密加工通常包括超精密切削(车削、铣削、刻划等)、超精密磨削、超精密研磨和抛光等,另外广义的超微细加工、纳米级以及原子级的加工等也属于超精密加工的范畴。

1 超精密加工技术的发展现状商业化的超精密加工技术应用可以追溯到上一世纪60年代美国,由于军事领域精密元件的需求,促使这一技术迅速发展。

到80~90年代,由于激光在各领域的广泛应用,各种类型的金刚石车床和镜面铣削机床不断出现,超精密加工技术在许多国家相继发展,除美国以外,英国、德国、前苏联、法国、日本、荷兰等许多国家都发展了这一技术,它的应用领域也不局限于军事领域,扩展到大量需求的民用领域。

到90年代中后期,超精密加工技术的多种配套技术包括工艺技术进入成熟期,定型的超精密设备逐渐增加,开始出现专业化制造的特点。

国际上从事超精密开发应用的公司以及机构经历了市场筛选和优势重组的阶段(例如新的Precitech公司合并了Pneumo超精密公司、Moore Nanotechnology Sys2 tem的形成等),众多分散的小的超精密单位逐步淡出,具有优势的典型企业和机构的进一步突显。

中国超精密加工技术达到国际水平

中国超精密加工技术达到国际水平

中国超精密加工技术达到国际水平
日前,可以掌控万分之一毫米细微移动的超精密加工装备核心技术在中国取得重大突破,这项具有中国自主知识产权的国家“863”重点项目科技成果在浙江上虞通过国家级鉴定。

这意味着中国跻身超精密加工装备制造的国际先进行列,对提升中国制造业整体水平具有重大意义。

此次鉴定安排在浙江太阳股份有限公司的生产车间,由此技术支撑制造的曲轴随动磨床与国际顶级同类磨床同时加工同型号曲轴。

鉴定专家现场分别抽取加工件,用国际公认的权威检测设备进行对比检测,该机床加工件的连杆颈圆度误差仅为0.0028mm,明显低于对比加工件的0.0042mm。

专家介绍,拥有精密机床制造能力是制造业强国的重要标志,目前,世界上只有少数国家掌握这些技术。

为提升制造业的整体水平,中国一直在进行积极探索。

该曲轴随动磨削机床需要融合静压导轨、轨迹控制、在线测量补偿等先进技术,能够在关键技术指标上优于国际同类先进磨床,很不容易。

这项超精密加工装备核心技术属原创性突破,对推动中国机床工业的发展和提升制造业整体水平具有现实意义,让我们看到了中国机床工业水平快速提升的希望。

据了解,该项研究在2008年被中国科技部列入国家高技术研究发展计划(“863”计划),由浙江师范大学特聘教授潘旭华及其团队攻克成功。

目前,利用该技术成果研制的曲轴随动磨及凸轮轴磨床、数控外圆磨床等机床产品已在江苏、浙江等地应用,受到用户的好评。

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超精密加工技术

超精密加工技术

超精密加工技术----发展及对策超精密加工技术,是现代机械制造业最主要的发展方向之一。

在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用,并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3~0.03μm,表面粗糙度为Ra0.03~0.005μm)和纳米级(精度误差为0.03μm,表面粗糙度小于Ra0.005μm)精度的加工。

实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为超精加工技术。

加之测量技术、环境保障和材料等问题,人们把这种技术总称为超精工程。

超精密加工主要包括三个领域:1、超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。

它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。

2、超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。

3、超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工,线宽可达0.1μm。

如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。

国外概况美国是最早研制开发超精密加工技术的国家。

早在1962年,美国就开发出以单点金刚石车刀镜面切削铝合金和无氧铜的超精密半球车床,其主轴回转精度为0.125μm,加工直径为φ100mm的半球,尺寸精度为±0.6μm,粗糙度为Ra0.025μm。

1984年又研制成功大型光学金刚石车床,可加工重1350kg,φ1625mm的大型零件,工件的圆度和平面度达0.025μm,表面粗糙度为Ra0.042μm。

在该机床上采用多项新技术,如多光路激光测量反馈控制,用静电电容测微仪测量工件变形,32位机的CNC系统,用摩擦式驱动进给和热交换器控制温度等。

美国利用自己已有的成熟单元技术,只用两周的时间便组装成了一台小型的超精密加工车床(BODTM型),用刀尖半径为5~10nm的单晶金刚石刀具,实现切削厚度为1nm (纳米)的加工。

尽管如此,最近美国政府还是继续把微米级和纳米级的加工技术作为国家的关键技术之一,这足以说明美国对这一技术的重视。

精密和超精密加工技术的新进展

精密和超精密加工技术的新进展

精密和超精密加工技术的新进展精密和超精密加工技术是指不断追求更高精度、更细粒度、更小误差和更高效率的加工方法和技术。

这些技术广泛应用于航空航天、医疗器械、微电子、光学仪器等领域,对于产品的性能和质量有着至关重要的影响。

近年来,精密和超精密加工技术取得了许多突破性进展,本文将就此展开讨论。

精密加工技术是在传统机械加工的基础上发展起来的,通过精细的切削、研磨和抛光等手段,实现高精度、高光洁度的加工目标。

近年来,精密加工技术的发展取得了长足的进步,主要表现在以下几个方面:新型加工设备的研发和应用不断取得突破。

例如,五轴联动数控机床、激光加工机、电子束加工机等新型设备的出现,使得复杂零件的精密加工变得更加高效和准确。

新型加工材料的应用也取得了重要进展。

例如,工程塑料、陶瓷、复合材料等高性能非金属材料的广泛应用,使得精密加工的领域得以进一步拓展。

精密加工技术的智能化和自动化水平不断提升。

智能化加工设备能够实现自适应加工、无人值守加工等功能,提高加工效率和质量稳定性。

超精密加工技术是指比精密加工技术更为精细、精确的加工方法和技术。

随着科技的不断进步,超精密加工技术的应用越来越广泛,主要包括以下几个方面:超精密加工技术广泛应用于微电子领域。

微电子产业对于芯片的精度和光洁度要求极高,超精密加工技术能够实现高精度、高效率的微米级加工,对于提升微电子产业的发展水平和竞争力具有重要意义。

超精密加工技术在光学仪器领域也有着广泛的应用。

光学仪器对于透镜、反射镜等光学元件的精度和表面质量要求极高,超精密加工技术能够实现高精度、高稳定性的光学元件加工,对于提高光学仪器的性能和精度具有重要作用。

再次,超精密加工技术在航空航天领域也有着重要的应用。

航空航天领域对于零件的精度和可靠性要求极为严格,超精密加工技术能够实现高精度、高稳定性的零件加工,对于提升航空航天领域的产品质量和性能具有重要意义。

近年来,精密和超精密加工技术的研究和应用不断取得新的进展,在新型加工设备、新型加工材料和智能化加工等方面都取得了重要突破。

超精密加工技术的发展现状

超精密加工技术的发展现状

超精密加工技术的发展现状自从中国将“装备制造业”列为国家发展战略后,中国的装备制造业取得了突飞猛进的发展,很多大型装备的制造能力都已经跃居世界先进水平,甚至成为世界的顶级水平,但中国制造业总体还是落后的,其落后就在于精密制造的落后。

超精密加工技术是现代高技术战争的重要支撑技术,是现代高科技产业和科学技术的发展基础,是现代制造科学的发展方向。

现代科学技术的发展以试验为基础,所需试验仪器和设备几乎无一不需要超精密加工技术的支撑。

由宏观制造进入微观制造是未来制造业发展趋势之一,当前超精密加工已进入纳米尺度,纳米制造是超精密加工前沿的课题。

世界发达国家均予以高度重视。

超精密加工的发展阶段目前的超精密加工,以不改变工件材料物理特性为前提,以获得极限的形状精度、尺寸精度、表面粗糙度、表面完整性(无或极少的表面损伤,包括微裂纹等缺陷、残余应力、组织变化)为目标。

超精密加工的研究内容,即影响超精密加工精度的各种因素包括:超精密加工机理、被加工材料、超精密加工设备、超精密加工工具、超精密加工夹具、超精密加工的检测与误差补偿、超精密加工环境(包括恒温、隔振、洁净控制等)和超精密加工工艺等。

一直以来,国内外学者围绕这些内容展开了系统的研究。

超精密加工的发展经历了如下三个阶段。

1)20世纪50年代至80年代,美国率先发展了以单点金刚石切削为代表的超精密加工技术,用于航天、国防、天文等领域激光核聚变反射镜、球面、非球面大型零件的加工。

2)20世纪80年代至90年代,进入民间工业的应用初期。

美国的摩尔公司、普瑞泰克公司,日本的东芝和日立,以及欧洲的克兰菲尔德等公司在政府的支持下,将超精密加工设备的商品化,开始用于民用精密光学镜头的制造。

单超精密加工设备依然稀少而昂贵,主要以专用机的形式订制。

在这一时期还出现了可加工硬质金属和硬脆材料的超精密金刚石磨削技术及磨床,但其加工效率无法和金刚石车床相比。

3)20世纪90年代后,民用超精密加工技术逐渐成熟。

超精密加工技术在新形势下重要性

超精密加工技术在新形势下重要性

超精密加工技术是适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术,它综合应用了机械技术发展的新成果以及现代电子、传感技术、光学和计算机等高新技术,是高科技领域中的基础技术,在国防科学技术现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用,同时作为现代高科技的基础技术和重要组成部分,它推动着半导体技术、光电技术、材料科学等多门技术的发展进步。

超精密加工技术已成为国防工业研制现代化武器装备的关键技术,也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。

1 从现代几次战争的特点认识超精密加工技术的重要性从上个世纪九十年代开始的几次局部战争中,包括第一次海湾战争(1992年)、科索沃战争(1996年)、阿富汗战争(1999年)以及刚刚结束的第二次海湾战争(2003年),世界各国已经越来越清楚地认识到高科技对战争进程及最终结果的影响。

如果说过去的战争主要靠“数量”和“速度”的话,现在高科技、智能化武器则起了决定作用。

高技术、智能化武器具有高能效、高精度等特点,武器的高精度必然要求其元部件的高精度,从而必须具备高精度的制造技术才能生产出来。

美国及其盟国正是由于多年来大力发展包括超精密加工技术在内的先进制造技术,突破了制造技术中的许多关键使其发展到实用阶段,才具备了生产精确制导、夜视设备等高技术武器的能力。

1.1 精确制导武器的大量使用和超视距攻击能力的提高刚刚结束的第二次海湾战争与第一次海湾战争、科索沃以及阿富汗战争相比,使用精确制导炸弹的比例已经从6.8%、34%、66%上升到这次的接近100%,制导方式也由惯性制导(INS)向激光制导、数字景像匹配末端制导以及全球卫星定位系统(GPS)制导方式发展,其中应用最广的激光制导中所用的许多激光元件如激光反射镜、激光陀螺腔体、非球面透镜等都要求非常高的精度和表面质量,这些元件将直接影响到制导精度。

激光反射镜的高精度高反射率的平面、数字景像匹配末端制导需用的红外探测及接受、红外成像(碲镉汞)等要求的高表面质量平面,只能通过超精密研磨才能进行高质量批量生产,而非球面反射镜和透镜可利用CNC 超精密车削、磨削及抛光制成。

高端数控加工技术在国防航空产品制造中的应用

高端数控加工技术在国防航空产品制造中的应用

高端数控加工技术在国防航空产品制造中的应用随着国防科技的不断发展,高端数控加工技术在国防航空产品制造中的应用也越来越广泛。

数控机床是一种高精度、高效率、高稳定性的自动化加工设备,是现代制造业不可或缺的核心设备之一。

在国防领域中,数控机床已经成为生产各种精密零件、装备和武器系统的重要工具之一。

一、数控机床在国防航空产品制造中的重要作用在国防航空产品制造中,数控机床拥有不可替代的作用。

首先,数控机床可以实现高精度、高速度的加工,大大提高了航空产品的生产效率和质量。

其次,数控机床可以自动化进行加工操作,既提高了生产效率,也降低了生产成本,同时还减少了人为因素的干扰。

此外,数控机床的加工精度和稳定性也得到了保证,避免了人工加工中出现的误差和浪费。

二、数控技术在各类航空产品中的应用案例1. 气动结构件在航空领域中,气动结构件的制造对加工精度和质量要求非常高。

数控机床可以根据设计图纸自动进行加工处理,大大提高了加工精度和质量。

例如,在飞机航行过程中,轮子所受的力很大,需要采用高强度的材料,并通过精密加工技术来保证轮胎的完整性和稳定性。

数控技术可以很好地控制加工精度,确保零件的精度和质量。

2. 发动机零部件发动机是飞机最关键的部件之一,也是生产难度最大的部件之一。

通过数控技术可以确保发动机零部件的高精度加工,大大提高了发动机的性能和寿命。

例如,飞机发动机前部的叶片经常需要使用五轴数控机床进行加工,以确保零件内部的复杂结构和孔洞要求的加工精度。

3. 动力系统动力系统包括发动机、飞机乘员饰品等,也是航空产品中最重要的部件之一。

数控机床的应用可以提高动力系统的精度和质量,并且能够制造出复杂性能优越的零部件。

例如,在飞机降落时,需要使用高质量和高精度的制动系统,以确保飞机在地面上的安全行驶。

通过数控技术,可以制造出高精度、高耐久的制动系统,确保安全可靠性。

三、数控机床技术的发展趋势1. 越来越智能化随着人工智能技术的发展,数控机床也将越来越智能化。

精密和超精密加工技术现状和发展趋势

精密和超精密加工技术现状和发展趋势

精密和超精密加工技术现状和发展趋势1.引言国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、德国和日本发达国家中,美国、日本、德国等在高技术领域(如国防工业、集成电路、信息技术产业等)之所以一直领先,与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。

由于加工技术水平的发展,精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移,但在具体数值上没有确切的定义。

被加工零件的尺寸精度在 1.0~0.1μm,表面粗糙度Ra在0.1~0.03μm之间的加工方法称为精密加工。

超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展超精密加工技术主要包括:超精密加工的机理,超精密加工的设备制造技术,超精密加工工具及刃磨技术,超精密测量技术和误差补偿技术,超精密加工工作环境条件。

2.发展现状美国是开展研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。

早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件。

20世纪80年代后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的微英寸超精密加工。

如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经研制出一台大型光学金刚石车床(Large Op tics Diam ond Turn ing Machine, LODTM ), 是一台最大加工直径为1.63m的立式车床,定位精度可达28nm,借助在线误差补偿能力,它已实现了距离超过1m而直线度误差只有±25nm 的加工。

在美国能源部支持下,LLI实验室和Y-12工厂合作,与1983年成功地研制出大型超精密金刚石车床(DTM—3型)。

现代超精密加工技术

现代超精密加工技术

现代超精密加工技术机械制造技术从提高精度与生产率两个方面同时迅速发展起来。

在提高生产率方面,提高自动化程度是各国致力发展的方向,近年来,从C N C到C I M S发展迅速,并且在一定范围内得到了应用。

从提高精度方面,从精密加工发展到超精密加工,这也是世界各主要发达国家致力发展的方向。

其精度从微米到亚微米,乃至纳米,其应用范围日趋广泛,在高技术领域和军用工业以及民用工业中都有广泛应用。

如激光核聚变系统、超大规模集成电路、高密度磁盘、精密雷达、导弹火控系统、惯导级陀螺、精密机床、精密仪器、录象机磁头、复印机磁鼓、煤气灶转阀等都要采用超精密加工技术。

它与当代一些主要科学技术的发展有密切的关系,是当代科学发展的一个重要环节,超精密加工技术的发展促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

1.超精密加工技术概述超精密加工目前就其质来说是要实现以现有普通精密加工手段还达不到的高精度加工,就其量来说是要加工出亚微米乃至毫微米级的形状与尺寸赖皮并获得纳米级的表面粗糙度,但究竟多少精度值才算得上超精密加工一段要视零件大小、复杂程度以及是否容易变形等因素而定。

超精密加工主要包括超精密切削(车、铣) 超精密磨削、超精密研磨(机械研磨、机械化学研磨、研抛、非接触式浮动研磨、弹性发射加工等)以及超精密特种加工(电子束、离子束以及激光束加工等)。

上述各种方法均能加工出普通精密加工所达不到的尺寸精度、形状精度和表面质量。

每种超精密加工方法都是针对不同零件的要求而选择的。

1.1超精密切削加工超精密切削加工的特点是采用金刚石刀具。

金刚石刀具与有色金属亲和力小,其硬度、耐磨性以及导热性都非常优越,且能刃磨得非常锋利(刃口圆弧半径可小于ρ0.01 μm,实际应用一般ρ0,05 μm) 可加工出优于Ra0.01 μm的表面粗糙度。

此外,超精密切削加工还采用了高精度的基础元部件(如空气轴承、气浮导轨等)、高精度的定位检测元件(如光栅、激光检测系统等)以及高分辨率的微量进给机构。

打造制造强国的精密加工技术

打造制造强国的精密加工技术

打造制造强国的精密加工技术制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱,所谓先进制造技术,就是将机械工程技术、电子信息技术(包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术)和自动化技术,以及材料技术、现代管理技术综合集成的生产技术。

先进制造技术追求的目标就是实现优质、精确、省料、节能、清洁、高效、灵活生产,满足社会需求。

精密加工技术是为适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术,是其它高新技术实施的基础。

精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

精密和超精密加工通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。

目前,精密加工是指加工精度为1~0.1µ;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01µ;m的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。

精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。

超精密加工就是在超精密机床设备上,利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动,对材料进行微量切削,以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。

当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展。

超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。

微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术;超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术,它们是针对集成电路的制造要求而提出的,由于尺寸微小,其精度是用切除尺寸的绝对值来表示,而不是用所加工尺寸与尺寸误差的比值来表示。

光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质的加工方法,不着重于提高加工精度,其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及无屑加工等。

超精密加工技术的必要性及其发展

超精密加工技术的必要性及其发展

超精密加工技术的必要性及其发展
超精密加工技术的必要性:
1超精密加工是国家制造工业水平的重要标志之一超精密加工所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几何形状是一个国家制造技术水平的重要标志之一。

2精密和超精密加工是先进制造技术的基础和关键
计算机工业的发展不仅要在软件上,还要在硬件上,即在集成电路芯片上有很强的能力,我国集成电路的制造水平约束了计算机工业的发展。

3国防工业上的需求
超精密加工技术对国防武器装备的发展具有重大影响,掌握超精密加工技术并具备相应的生产能力是国防工业涉入现代国防科技和武器装备尖端技术领域的必要手段,上世纪90年代初,美国就将其列为21项美国国防关键技术之一。

如武器装备成像和制导等关键元部件的精度决定了精确打击、超视距攻击的能力,喷嘴及叶片等的精密加工及检测则会影响航空发动机的性能。

4信息产品中的需求
计算机上的芯片、磁板基片、光盘基片等都需要超精密加工技术来制造。

录像机的磁鼓、复印机的感光鼓、各种磁头、激光打印机的多面体、喷墨打印机的喷墨头等都必须进行超精密加工,才能达到
质量要求。

5民用产品中的需求
现代小型、超小型的成像设备,如摄相机、照相机等上的各种透镜,特别是光学曲面透镜,激光打印机、激光打标机等上的各种反射镜都要靠超精密加工技术来完成。

至于超精密加工机床、设备和装置当然更需要超精密加工技术才能制造。

超精密加工技术的发展:
1 技术发展趋势
向更高精度、更高效率方向发展;
向大型化、微型化方向发展;
向加工检测一体化方向发展;
机床向多功能模块化方向发展;
不断探讨适合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。

精密加工技术的发展及应用

精密加工技术的发展及应用

精密加工技术的发展及应用班级:拓展3班姓名:***学号:************精密加工技术的发展及应用摘要:精密加工技术是为适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术,是其它高新技术实施的基础。

它综合应用了机械技术发展的新成果以及现代电子、传感技术、光学和计算机等高新技术,是高科技领域中的基础技术,在国防科学技术现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用,同时作为现代高科技的基础技术和重要组成部分,推动着半导体技术、光电技术、材料科学等多门技术的交叉发展进步。

1、精密机械加工简介加工精度达到 1微米的机械加工方法。

精密机械加工是在严格控制的环境条件下,使用精密机床和精密量具和量仪来实现的。

加工精度达到和超过 0.1微米称超精密机械加工。

在航空航天工业中,精密机械加工主要用于加工飞行器控制设备中的精密机械零件,如液压和气动伺服机构中的精密配合件、陀螺仪的框架、壳体,气浮、液浮轴承组件和浮子等。

飞行器精密零件的结构复杂、刚度小、要求精度很高,而且难加工材料所占的比重较大。

精密机械加工的工艺效果是:①零件的几何形状和相互位置精度达到微米或角秒级;②零件的界限或特征尺寸公差在微米以下;③零件表面微观不平度(表面不平度平均高度差)小于0.1 微米;④互配件能满足配合力的要求;⑤部分零件还能满足精确的力学或其他物理特性要求,如浮子陀螺仪扭杆的扭转刚度、挠性元件的刚度系数等。

精密机械加工主要有精车、精镗、精铣、精磨和研磨等工艺。

①精车和精镗:飞行器大多数精密的轻合金(铝或镁合金等)零件多采用这种方法加工。

一般用天然单晶金刚石刀具,刀刃圆弧半径小于0.1微米。

在高精度车床上加工可获得1微米的精度和平均高度差小于0.2微米的表面不平度,坐标精度可达±2微米。

②精铣:用于加工形状复杂的铝或铍合金结构件。

依靠机床的导轨和主轴的精度来获得较高的相互位置精度。

使用经仔细研磨的金刚石刀头进行高速铣切可获得精确的镜面。

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李圣怡1946年生,现任国防科技大学机电工程与自动化学院教授、博士生导师,总装先进制造技术专业组成员,国家自然科学基金第12届学科评审组成员,国家重大基础研究(973)技术首席专家。

专业方向为超精密加工,光学加工与微系统制造技术。

超精密加工技术成就现代国防超精密加工技术的诞生源自于美国20世纪60年初代为核弹制造和研发开发的单点金刚石刀具镜面切削工艺。

1962年美国Union Carbide 公司研制出第一台超精密半球面金刚石车床,80年代美国Union Carbide 公司,Moore 公司和美国空军兵器研究所为加工直径为800mm 、形状精度为0.1μm 的大型球面光学零件,制定了一个著名的超精密加工的规划—POMA (Point One Micrometer Accuracy )。

1983年,美国LLNL 和Union Carbide 公司Y-12工厂联合研制成功DTM-3型84"大型超精密机床,1984年又研制成功的大型64"超精密金刚石车床LODTM ,都是超精密加工技术发展过程中的里程碑事件。

现在,超精密加工技术己成为武器装备精密化发展的关键核心技术。

现代高技术立体信息战中核心是精确打击,无论是侦察卫星、通讯卫星、各类导弹、智能炸弹、强激光武器、激光核聚变、精密雷达、超小型计算机,还是夜视仪、单兵通讯系统等新型武器装备,无一不是需要精密和超精密加工技术才能制造出来的。

从某种意义上说,超精密加工担负着支持最新科学技术进步的重要使命,也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。

超精密加工的内涵精密和超精密加工技术在精密等级的划分是随着科学技术的发展水平动态变化的,其中超精密加工技术是以高精度为目标的技国防科技大学机电工程与自动化学院 李圣怡超精加工技术具有单项技术的极限、常规技术的突破和新技术综合三个方面永无止尽的追求的特点。

作为武器装备精密化发展的关键核心技术,超精密加工技术对国防制造意味着什么?世界超精密加工目前又有了哪些最新发展成果和产业化动态?术,在不同的历史时期和不同的技术水平下,超精密加工在有不同的定义。

一般认为,加工精度亚微米,粗糙度优于百分之几微米的为超精密加工,更严格的说,尺寸精度为IT-1(在Ø100左右时为0.25μm ,粗糙度为Ra0.025μm )或更高的为超精加工技术。

例如,上世纪末日本精机学会精密机床研究专业委员会对机床的加工精度标准提出了补充IT-1和IT-2两个等级。

表1是该补充后标准的具体内容,可看到比原来的最高精度等级IT0提高了很多。

从表1可以看出以亚微米为单位的加工精度是0级以上精度,表1数据表明,主轴的回转误差仅为工件尺寸精度的四分之一左右,走刀运动的直线度与工件的圆柱度和平面度处于同一数量级,主轴的跳动量与工件的圆度处于同一数量级,表面粗糙度比尺寸精度高一个数量级。

进入21世纪,“纳米精度”成为了超精密加工技术发展的趋势,正如美国诺贝尔奖获得者罗勒(H.Rohrer )说:“微米成为新的精度标准并成为工业革命的技术基础,最早和最好学会并使用微米技术的国家都在工业发展中占据了巨大的优势。

同样地,未来的技术将属于那些以纳米作为精度标准、并首先学习和使用它的国家”。

150年前,微米成为新的精度标准,推动了欧洲工业大革命,而当时我们中国仍处于“长木匠,短铁匠”的无工业标准的手工作坊阶段,其结果是英国人的坚船利炮打开中国闭关锁国的大门,使中国沦为半殖民地的地位。

这一历史的教训我们不可忘记。

我们通常把0.1~100μm 称之为微米量级,0.1~1μm 称之为亚微米量级,0.1~100nm 称之为纳米量级。

所谓纳米精度制造,是指工件的尺寸或面形精度进入纳米量级,表面粗糙度优于几纳米甚至亚纳米。

另一个特征是:在极大尺度和极小尺度范围内达到纳米精度制造。

例如,大型光学镜面,其直径可达数米,但面形精度要求达到16nm (rms )左右,表面粗糙度<1nm ,其尺度精度比高达10-9,其难度是很大的。

对于小尺度部件,本身是厘米、毫米甚至微米级尺度,尽管尺度精度比并不高,但加工的难度也很高。

超精密加工技术的分类超精密加工技术有很多分类方法,如果以是否遵循误差复印(error copy )的原则来划分,可简单地分为两大类。

以金刚石单点超精密车削(Single Point Diamond Turning ,SPDT )加工技术为代表的超精密切削加工技术为遵循误差复印原则的一大类。

所谓遵循误差复印原则,即机床运动与振动误差将复印在工件上,刀具形状误差也会以切削残留的方式复印在工件表面。

金刚石单点超精密车削是典型的例子。

在这一大类中还有超精密镗、铣和超精密磨削技术,它们可能是多点、多刃加工技术,它们都遵哈挺RS 超精密多任务CNC 车床哈挺的RS 超精密型特殊的设计和结构特性,超级精度和表面光洁度。

超精密RS 车床特别适合淬硬车削,经常能够达到所需的加工精度和表面光洁度,减少磨削工序。

特性包含:• 特殊精度主轴,保证0.00038mm 以内的圆度• X 轴和Z 轴配备线性光栅尺,保证长时间大批量的高性能加工• 提供实际加工零件作为加工精度的证书• 编程分辨率和补偿分辨率为0.0001mmCOVER STORY封面故事循误差复印原则,都必须用超精密机床来完成。

正因为有这一特征,国外许多公司已将超精密车削、磨削、研磨及抛光加工集成一体,成为复合超精密加工机床。

Rank Pneumo 公司生产的Nanofrom600、CUPE 研制的Nanocenter 以及Precitech 公司的Nanofrom600G 五轴超精密加工中心都具有以上加工功能,这样可以使非球面零件的加工更加灵活。

非误差复印原则类的超精密加工技术,如研磨、衍磨类超精密研磨、研抛加工技术,其去除原理与切削加工不同。

如光学研抛采用附有沥清、研抛布、树脂等柔性的机械研磨盘和游离磨料对零件表面进行加工,实现材料去除量很小的超精密形面误差修整、表面光滑及表面、亚表面缺陷去除。

由于研磨、研抛加工的机床运动用埃马克机床进行小型盘类零件的精密加工零部件体积越来越小,而精密性要求却越来越高。

为顺应这种趋势的发展要求,埃马克公司(EMAG )研发了模块化结构的机床系列VG 110。

VG 系列倒立式机床是EMAG 公司专为加工小型和特小型工件而设计的。

VG 110是一台生产用磨床,用于批量加工高精密零件,可以实现内圆磨、外圆磨、非圆磨以及硬车 + 磨削的组合加工工艺。

机床占地面积只有5.3m 2,可加工工件直径为2~60mm ,可夹紧的工件长度为125mm ,最大加工长度为60mm 。

机床的结构特点VG 系列机床的床身由高级聚合物浇铸而成,具有热稳定性好、抗震性强的特点。

X 轴和Z 轴分开,所以加工小型工件时,加工精度很高。

垂直的Z 轴由直线电机驱动,因此磨削主轴的串动幅度快而短。

在立式机床布置中,对加工精度起着决定性作用的X 轴脱离出加工区。

测量系统分辨率极高,而且安装在距加工区只有100mm 的位置处,机床的加工精度能达到0.5~1mm 。

变频交流电主轴作为工件主轴,具有重量轻、扭矩大的特点,所以机床动感好。

由于机床的行程小、速度高、刚性大,又有内置式的冷却系统冷却电主轴、磨削主轴、线性驱动系统和电气柜,因此,生产过程中非机加工时间极短,生产效率高,精度保持性好。

此外,在刀塔上配置一个可旋转的E 轴后,还可补偿砂轮芯棒的挠曲。

该产品具有的模块化机床结构,让用户还可以根据不同的加工需要装配不同的刀具。

VG 系列机床可采用以下不同的配置:配置1个或2个内圆磨主轴;配置1个内圆或外圆磨主轴及1把车刀。

VG 系列机床采用西门子SINUMERIK 840D 控制系统,配合山崎马扎克超精密控制CNC 车床高速主轴、高速传送的亚微型控制CNC 车床• 采用发热较少、高效率的IPM 马达,另外,还通过冷却水对主轴轴承、马达部分进行冷却从而控制了主轴的热位移。

• 由于低惯性、低振动IPM 马达的采用,实现了主轴的高速加减速。

• 由于采用滚珠螺丝轴心冷却,高精度滚珠螺丝、高精度线性导引,消除了高速传送、长时间运行所引起的热位移。

• 通过高精度卡盘导致掌握精度的提高从而消除了对于初次工程加工面的安装误差。

• 通过最新的CNC 装置Mazatrol NANO ,由亚微型控制实现了高精度加工。

在使用亚微型控制时,其快速传送速度也达到了20m/min 的高速。

与振动误差不会复印在工件上,不再遵循误差复印原则。

尽管这种加工的被加工工件的形状精度和表面粗糙度都可达到很高水平,往往比超精密切削高出一至两个数量级,但是它对机床的部件精度要求不高,因此这种机床不是超精密机床。

不过这种加工对在位检测,工艺水平和技师的经验要求很高,需要的知识都是超精密级的。

单点金刚石刀具镜面切削与超精密车床新技术和新动态超精密切削加工技术是基于金刚刀具的车、铣、镗加工技术,用于有色金属材料,光学单晶材料超精密切削加工。

加工的面型精度可达几十纳米量级,表面粗糙度可接近1nm。

超精密切削加工技术在航空航天、光学及民用等领域的应用十分广泛。

目前该技术不断发展,拓宽被加工材料的范围,例如现在已研究成功并用于黑色金属、钛、钨、玻璃的超声振动金刚石车削等。

此外,与之配套的技术还有金刚石刀具的刃磨技术,检测技术等,多刃金刚石铣刀,成形金刚石刀具等。

关于超精密机床,Precitech公司的Nanoform系列和Moore公司的Nanotech系列超精密机床代表了当今商品化超精密机床的技术水平和发展趋势。

以Moore公司的超精密机床Nanotech250UPL机床为例所示,其主要的特点是:(1)高精度主轴采用高精度气浮轴承,运动精度轴向、径向≤50nm。

直线导轨溜板副采用约束、低廓形液压静压轴承和直线电机驱动,激光全息光栅尺作反馈元件,反馈分辨率34pm (0.034nm),直线度误差满行程≤0.2μm。

(2)多轴化和多功能化实现标准化、模块化结构,高精度数控C轴和转台B轴,因此可方便地组合为二轴至五轴超精密机床。

可以实现车削、磨削、镗削的五轴联动。

(3)环境要求低主轴系统水冷或风冷循环控制,降低了对环境的热恒定要求,因此可安装在一般控温车间。

花岗岩基座及空气隔振系统,允许机床在一般隔振环境工作而无需特殊隔振地基。

例如,在加工口径75mm,球半EMAG公司自己研发的软件,使用简单,为编程和操作带来了方便。

上下料时间短减少上下料时间对缩短加工时间来说,极为重要。

VG系列机床在加工特小型零件时,工件主轴自行上料只需1.5s,速度很快。

而对于主轴无法自行输送的工件,将通过一个送料机构将工件送入加工区,然后由一个升降台将其输送到夹具位置。

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