超精密加工技术在未来机械领域的发展前景

《精密与特种加工》
—————课程论文
题目：超精密加工技术在未来机械领域的发展前景
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超精密加工技术发展方向是：向高精度、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。

本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大，目前超精密加工日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。

尽管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。

超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。

在不久的将来，精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。

创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。

环保也是机械制造业发展的必然趋势。

超精密加工技术在未来机械领域的发展前景
【引言】往往我们一提到超精密这个词，就会觉得它很神秘，但同任何复杂的高新技术一样，经过一段时间的熟悉和掌握，都会被大众所了解，也就不再是所谓的高科技了，超精密加工也是这样。

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
到目前为止，世界上比较小的超高速用铣刀已经可以做到直径（30～50um）的程度，而且这样的刀具已经得到了很普遍的使用。

高转速是指每分钟8万、10万、15万转这样的数量级。

【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。

日本的超精密加工技术的研究相对于英美来说起步较晚，但它是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。

尤其在用于声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，甚至超过了美国。

我国在80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。

但总的来说，与国外产品比还有相当大的差距。

超精密加工的发展前景
超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。

㈠高精度、高效率
随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精密加工永恒的主题。

超精密切削、磨削技术能有效提高加工效率，CMP、EEM技术能够保证加工精度，而半固着磨粒加工方法及电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法由于能兼顾效率与精度的加工方法，成为超精密加工的趋势。

㈡大型化、微型化
由于航天航空等技术的发展，大型光电子器件要求大型超精密加工设备，如美国研制的加工直径为2.4～4m的大型光学器件超精密加工机床。

同时随着微型机械电子、光电信息等领域的发展，超精密加工技术向微型化发展，如微型传感器，微型驱动元件和动力装置、微型航空航天器件等都需要微型超精密加工设备。

㈢智能化
以智能化设备降低加工结果对人工经验的依赖性一直是制造领域追求的目标。

加工设备的智能化程度直接关系到加工的稳定性与加工效率，这一点在超精密加工中体现更为明显。

㈣工艺整合化
当今企业间的竞争趋于白热化，高生产效率越来越成为企业赖以生存的条件。

在这样的背景下，出现了“以磨代研”甚至“以磨代抛”的呼声。

另一方面，使用一台设备完成多种加工(如车削、钻削、铣削、磨削、光整)的趋势越来越明显。

㈤在线加工检测一体化
由于超精密加工的精度很高，必须发展在线加工检测一体化技术才能保证产品质量和提高生产率。

同时由于加工设备本身的精度有时很难满足要求，采用在线检测、工况监控和误差补偿的方法可以提高精度，保证加工质量的要求。

㈥绿色化
磨料加工是超精密加工的主要手段，磨料本身的制造、磨料在加工中的消耗、加工中造成的能源及材料的消耗、以及加工中大量使用的加工液等对环境造成了。