精密超精密加工技术论文
先进制造技术论文
先进制造技术先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。
改革开放以来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,对先进制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平,以增强市场竞争力,实现我国机械制造业跨入世界先进行列之梦想。
一、先进制造技术的体系结构及分类先进制造技术是系统的工程技术,可以划分为三个层次和四个大类。
三个层次:一是优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术。
二是新型的制造单元技术。
三是先进制造的集成技术。
四个大类:一是现代设计技术二是先进制造工艺技术三是制造自动化技术四是系统管理技术。
1、现代设计技术现代设计技术是先进制造技术的一个组成部分,是制造技术的第一个环节。
根据德国工程师协会文件VDI2225 的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5% 7%,但却决定了产品制造成本的75%- 80%。
为此,世界各国都非常重视产品的设计问题。
而现代设计技术在机械设计技术中的地位同样重要。
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析
磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术,已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手,分析其优势,探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面,以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于,超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间,较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率,同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快,磨削力大,可以快速去除工件表面杂质,得到更加精细的加工表面,精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快,磨削力大,超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上,大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长,能够在保证加工效率的情况下,延长更换周期,降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术,可适用于各种材料的加工,包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料,减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域,超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间,提高生产效率。
同时,它还能精细加工各类构件表面,达到工艺标准,节约原材料,降低生产成本。
在未来,超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中,采用超高速磨削技术,成功优化了加工效率,降低了产品成本,得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中,减少了加工时间,提高了钢筋的精度和尺寸的一致性,受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件,成功提高了构件的表面精度和光洁度,降低了产品的废品率,提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件,减少了加工时间,提高了精度和表面光洁度,获得了广泛应用。
机械制造毕业论文范文
机械制造毕业论文范文《现代机械制造工艺与精密加工技术研究》机械制造行业的发展水平体现了国家生产水平,为促进我国机械制造行业水平的提升,必须不断优化机械制造工艺,促进精密加工技术的不断进行和创新。
1、现代机械制造工艺机械制造工艺主要有流程制订、原件加工、先进工艺技术等。
现代机械制造工艺包含车、钳、铣、焊等内容,其中焊接工艺应用最广泛。
焊接工艺主要包括电阻焊工艺、气体保护焊工艺、螺柱焊工艺、埋弧焊工艺及搅拌摩擦焊工艺。
电阻焊工艺是通过在正电极和负电极的中间放置焊接物,然后进行通电操作,让电流从中通过时,会在焊接物周围形成店长效应,使得焊接物能够熔化,并进行融合,达到压力焊接的效果。
并且电阻焊工艺具有很高的工作生产效率,用的时间也比较少,焊接的质量高,并能够高效率的进行机械化操作,产生的噪音及气体污染比较小。
但电阻焊工艺也存在一定的不足,电阻焊工艺的相关设备的成本比较高,并且没有具备很好的无损检测技术,维修方面存在一定的难度,并且所需要费用也较高。
气体保护焊工艺的工作过程主要是通过电弧进行焊接操作。
气体保护焊工艺中在进行焊接时,使用的保护介质为气体,气体保护层会在电弧周围产生,对电弧、空气、熔池进行分离。
这种保护措施能够焊接操作受到有害气体的影响,保证焊接电弧在焊接过程中能够实现有效燃烧。
气体保护焊工艺中作为保护介质的气体中应用较多的为二氧化碳,二氧化碳的成本比较低,因此其应用也最广泛。
螺柱焊工艺主要是先连接螺柱与板件或管件,然后通过电话熔化焊接的接触面,并施加一定的压力在螺柱上完成焊接。
螺柱焊工艺的焊接方式有拉弧式和储能式两种。
其中拉弧式焊接的熔深较大,主要应用于重工业中,储能式焊接的熔深较小,主要应用于薄板焊接中。
拉弧式焊接和储能式焊接都属于单面焊接方式,并且具有无需打孔、粘结、铆接等优点,焊接过程中不需要进行钻洞和打孔,能够保证完成的焊接不会出现漏水漏气等问题,并且这两种焊接方式在现代机械制造业中得到了广泛的应用。
激光精密加工技术研究
激光精密加工技术研究激光精密加工技术是利用激光束对物体进行加工和加工控制的一种技术。
激光是由同步激光器产生的具有高单色性、方向性和相干性的特殊光束。
激光在精密加工中具有无可比拟的优点,如加工速度快、加工精度高、加工质量好、可加工复杂形状等。
下面具体探讨激光精密加工技术。
一. 激光精密加工技术的发展激光精密加工技术是近年来新兴的一种现代化、高科技加工方法。
自 1960 年美国的泰德·梅曼发明了激光器以来,激光技术就一直得到了广泛的关注和发展,到 1970 年代中期,激光技术逐步应用于工业领域。
20 世纪 80 年代以来,随着计算机、光电及材料科学的迅猛发展和激光器性能的不断改善,激光对纳米、微米尺度的加工技术越来越发挥重要的作用。
二. 激光精密加工技术的分类激光精密加工技术可以分为几类,其中主要包括:1.激光切割技术:使用强激光束将材料切割成所需形状。
2.激光钻孔技术:利用激光束温度高且焦点集中的特点,在材料上钻孔。
3.激光焊接技术:将两个材料通过高温区域的融合达到焊接目的。
4.激光表面处理技术:利用激光束对物体表面进行处理,如去异物、除污、增强表面硬度等。
5.激光刻蚀技术:使用强激光束对物体进行刻蚀。
三. 激光精密加工技术的应用激光精密加工技术在航空、制造、电子、光电、医疗等领域得到了广泛的应用。
例如,在高科技产品的制造加工过程中,精密焊接技术采用高功率激光器器件控制系统,可使焊接点产生胶结力增强、几乎没有变形,从而更彻底地解决了微型制造技术中的难题。
在地质勘探、制药、食品等领域,激光焊接技术也赋予了这些领域更多的灵活性和效率。
四. 研究现状及未来发展趋势激光技术在制造业、材料处理、微电子、通信系统等多个领域发挥着重要作用,并且未来还将面对新的挑战和发展。
其中,超快激光技术将被广泛应用,因为它具有与传统激光技术相比不可比拟的速度和精度。
超快激光技术在材料加工效率方面将带来重大的突破和改善。
激光加工论文
浅谈激光加工技术摘要:激光加工是指利用激光束投射到材料外表产生的热效应来完成加工过程,包括激光焊接、激光切割、外表改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。
用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光能适应任何材料的加工制造,尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。
关键词:激光加工、高能量、高精度。
一激光加工的起源和原理在某些特别的场合有特别的加工精度要求,脆硬材料及快速的加工过程中,利用传统的加工工艺是无法实现的。
随着科学技术的发展和社会需求的多样化,产品的竞争越来越激烈,更新换代的周期也越来越短。
为此,为了能根据市场的要求尽快设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出原型,从而进行性能测试和修改,最终形成定型产品。
20世纪60年代发展起来一种特种加工技术——激光加工。
与传统加工工艺不同,激光加工是利用光的能量,经过透镜聚焦,在焦点上到达很高的能量密度,然后将激光束照射到工件的外表,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体外表性能。
激光是可控的单色光,有激光器,激光电源等激发产生的一种单色光。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的外表直接磨察产生阻力,几乎不会产生任何的机械冲击和压力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
二激光加工的特点激光特有的特性决定了激光在加工领域存在很大的优势:①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
非球曲面的超精密加工工艺及加工系统的研究
本科毕业设计(论文)通过答辩摘要非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。
可广泛应用于各种现代光电子产品,几乎在所有的工程应用领域中,无论是现代国防科技技术领域,还是普通的工业领域都有着广泛的应用前景,开展光学玻璃非球面零件的高精密光学技术研究具有重要的理论意义和现实指导意义。
本次设计研究内容为非球曲面的超精密加工系统的研究,非球曲面的超精密加工工艺的研究。
重点内容是非球曲面加工超精密磨削装置的设计,主要为砂轮主轴装置的选取,中心高位调机构的设计,各个运动的传动设计以及砂轮运动轨迹的分析。
在研究过程中详细的分析了影响零件加工精度的各种主要因素并提出相应的控制措施,尤其是对非球曲面的磨削加工设备进行详细设计,并简要分析了非球曲面加工机床的数控及伺服控制系统等。
关键词:非球曲面;超精密加工;微调机构;金刚石砂轮本科毕业设计(论文)通过答辩AbstractThe aspheric optical parts can get good image quality, good optical system correction of various aberrations, to improve the image quality, and improve the system ability to identify it to one or several non-spherical spherical optical parts unparalleledparts instead of a number of spherical parts, thus simplifying the instrument structure, reduce costs and reduce instrument weight. It’s widely used in many realms, such as national defense, machine chemical and aviation. It’s very useful to develop the grinding theory and important practical significance to study the high precision grinding methods about the optical glass aspheric surface parts. This article discussed in the ultra-precision grinder, the CNC operation program,and the aspheric surface optics parts’grinding craft. The center height micro-adjusting mechanism and the drive system. In the process of the research, we analysis it detailed that the main factor influence the process precision of the parts, and make something to solve it, especially for the precision grinding equipments, and analysis it simplify for the precision machine tool for aspheric surface optics parts and the servo-control system and the other technology.Key words: the aspheric surface; ultra-precision machining; the micro-adjusting mechanism; diamond wheel本科毕业设计(论文)通过答辩目录摘要 (I)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1非球面加工的优点和意义 (1)1.2非球曲面研究概述 (1)1.2.1 非球面的定义 (1)1.2.2 非球面应用领域 (2)1.2.3 非球曲面加工技术近年来发展概况 (2)1.2.4 非球曲面加工的发展趋势和研究方向 (4)1.3 非球面光学零件材料及其加工方法 (4)1.3.1 计算机数控单点金刚石技术(SPDT) (5)1.3.2 超精密磨削技术 (5)1.3.3 计算机控制光学表面成型(CCOS)技术 (5)1.3.4 光学玻璃模压成型技术 (6)1.3.5 光学塑料成型技术 (6)1.3.6 其他非球面加工技术 (6)1.4非球面精密磨削加工理论 (6)1.4.1 微量加工理论 (7)1.4.2 脆性材料的延性域磨削 (8)第2章超精密非球面加工方案选择及误差分析 (10)2.1 超精密非球曲面磨床的总体布局 (10)2.1.1 空气主轴系统 (10)2.1.2 伺服进给系统 (11)2.1.3 微位移测量系统 (11)2.1.4 中心高微调系统 (11)2.1.5 数控系统 (11)2.2 非球曲面磨削方案的确定 (12)2.2.1加工零件的技术参数 (13)本科毕业设计(论文)通过答辩2.2.2 非球曲面磨削方案确定 (13)2.3 加工误差分析 (14)2.3.1 中心高微调机构对零件加工精度的影响 (15)2.3.2 在X轴上砂轮安装误差对零件加工精度的影响 (17)2.3.3 砂轮半径误差对零件加工精度的影响 (18)2.3.4 X∆综合作用时对零件面形精度的影响 (19)∆及R第3章非球面磨削装置设计 (21)3.1 超精密加工的关键技术 (21)3.1.1 超精密主轴 (21)3.1.2 超精密导轨 (21)3.1.3 传动系统 (22)3.1.4 超精密刀具 (22)3.1.5 超精密加工其他技术 (23)3.2 传动系统设计 (23)3.2.1 磨削参数的计算 (23)3.2.2 导轨的整体设计 (24)3.2.3 传动参数的计算 (25)3.3 磨削系统设计 (25)3.3.1 系统结构设计 (26)3.3.1 中心高微调机构设计 (27)3.3.2 砂轮主轴的选择 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)本科毕业设计(论文)通过答辩CONTENTSAbstract (I)CONTENTS (III)Capter 1 Introduction (1)1.1 The meaning of the processing of aspheric surface (1)1.2 The introuduction of the aspheric surface’s research (1)1.2.1 Definition of aspheric surface (1)1.2.2 Application of aspheric surface (2)1.2.3 The development of aspheric surface in recent years (2)1.2.4 Aspheric pricesssing trends and research directions (4)1.3 The parts’ material and the processing method (4)1.3.1 Computer-controlled single-point diamond technology(SPDT) (5)1.3.2 Ultra-precision grinding technology (5)1.3.3 Computer Controlled Optical Surfacing(CCOS) (5)1.3.4 Optical glass compression molding technology (6)1.3.5Optical plastic molding technology (6)1.3.6 Other processing technology (6)1.4Aspheric surface precision grinding theory (6)1.4.1 Trace processing theory (8)1.4.2 Ductile-regime grinding of brittle materials (8)Capter 2 Ultra-precision aspheric processing alternatives and error analysis.. 102.1 Ultra precision aspherical surface grinding machine layout (10)2.1.1 Air spindle system (10)2.1.2 S ervo feed system (11)2.1.3 Micro-displacement measurement system (11)2.1.4 Center high tuning system (11)2.1.5 Numerical control system (11)2.2 Aspherical surface grinding scheme (12)2.2.1 Processing part of the technical parameters (13)本科毕业设计(论文)通过答辩2.2.2 Aspherical surface grinding scheme (13)2.3 Processing error analysis (14)2.3.1 Center high fine-tuning mechanism on the impact of cuttingaccuracy (15)2.3.2 In the X axis on the wheel on the impact of cutting accuracy (17)2.3.3 Wheel radius error on the part of machining precision (18)2.3.4 Both X∆on the part (19)∆and RCapter3 Aspheric tooling design (21)3.1 Ultra-precision machining technology (21)3.1.1 Ultra-precision spindle (21)3.1.2 Ultra-precision guide (21)3.1.3 Drive system (22)3.1.4 Ultra-precision cutter (22)3.1.5 Other technology (23)3.2 Transmission System Designing (23)3.2.1 Grinding parameters (23)3.2.2 The overall design of the Rails (24)3.2.3 Calculation of transmission parameters (25)3.3 Grinding systems design (25)3.3.1 System architecture design (26)3.3.1 Center high micro-adjusting mechanism design (27)3.3.2 Wheel spindle design (28)Conclusion (31)Thanks (32)References (33)本科毕业设计(论文)通过答辩第1章绪论1.1非球曲面加工的意义和优点非球面技术应用于光学零件,相对于球面而言,具有许多优点,它可以消除球面镜片在光传递过程中产生的球差、慧差、像散、场曲及畸变等诸多不利因素,减少光能损失,从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特征。
超级精密加工论文
超精密加工技术综述摘要超精密加工技术的发展,直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展,因此世界各国对此都极为重视,投入很大力量进行研究开发,同时实行技术保密,控制关键加工技术及设备出口。
关键词超精密加工金刚石刀具的切削1. 前言超精密加工技术,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0.3~0.03?m,表面粗糙度为Ra0.03~0.005?m)和纳米级(精度误差为0.03?m,表面粗糙度小于 Ra0.005?m)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: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。
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。
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0.1?m。
如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。
2. 工作原理近年来,在传统加工方法中,金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位;在非传统加工中,出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法,特别是复合加工,如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等,在加工机理上均有所创新。
3. 设备对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。
(1)高精度。
包括高的静精度和动精度,主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等,如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等;(2)高刚度。
包括高的静刚度和动刚度,除本身刚度外,还应注意接触刚度,以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。
超精密加工技术论文【精选文档】
超精密加工技术简介论文学校:XXXXX学院:XXXX班级:XXXXX专业:XXXXX姓名:XXXX学号:XXXX指导教师:XXX目录目录 .......................................................................................................................................... - 1 -一、概述................................................................................................................... - 0 -1、超精密加工的内涵...................................................................................... - 0 -2。
、发展超精密加工技术的重要性................................................................ - 0 -二、超精密加工所涉及的技术范围....................................................................... - 1 -三、超精密切削加工............................................................................................... - 2 -1、超精密切削对刀具的要求.......................................................................... - 2 -2、金刚石刀具的性能特征.............................................................................. - 2 -3、超精密切削时的最小切削厚度.................................................................. - 2 -四、超精密磨削加工............................................................................................... - 3 -1、超精密磨削砂轮.......................................................................................... - 3 -2、超精密磨削砂轮的修整.............................................................................. - 3 -3、磨削速度和磨削液...................................................................................... - 4 -五、超精密加工的设备........................................................................................... - 4 -六、超精密加工的支撑环境................................................................................... - 5 -1、净化的空气环境.......................................................................................... - 5 -2、恒定的温度环境.......................................................................................... - 5 -3、较好的抗振动干扰环境.............................................................................. - 6 -七、超精密加工的运用领域................................................................................... - 6 -八、超精密加工的现状及未来发展....................................................................... - 6 -1、超精密加工的现状...................................................................................... - 6 -2、超精密加工的发展前景.............................................................................. - 7 - 总结:....................................................................................................................... - 8 - 参考文献: ................................................................................................................. - 8 -超精密加工技术一、概述超精密机械加工技术是现代机械制造业最主要的发展方向之一,已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。
影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文
影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文影响机械零件加工精度的因素及改善对策论文1 引言。
常用的衡量机械零件加工质量的指标包括加工精度和表面质量等数个方面,在实际的加工过程中,由于环境温度、工艺系统的几何误差、工件内应力重新分布引起的变形误差等因素的影响,导致加工工具和工件的正确位置可能会产生一定的程度的偏移,使得零件与理想情况下的定位位置存在差异,这种差异即会对零件的加工精度产生影响。
因此,为了在不增加制造成本的情况下,尽可能提升机械零件的加工精度,相关的工艺人员需要结合产品的具体设计要求和实际生产条件,采取诸如更换较高精度加工设备和工装夹具、制定合理的加工工艺、降低加工误差等一系列方式,以期在保证加工过程经济性的同时得到较高的加工精度。
2 主轴回转误差对机械零件加工精度的影响及改进措施。
2.1 主轴回转误差概述。
机床几何误差是整个机械零件加工中决定系统误差的主要因素,主轴回转误差和导轨误差均属于主轴回转误差。
在加工过程中,由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差和配合质量、润滑条件、以及回转时的动力因素的影响,往往瞬时回转轴线的空间位置都在周期性地变化,造成实际回转中心与理论回转中心不重合而产生回转误差。
如图 1 所示,主轴回转误差包括径向圆跳动、倾角摆动、端面圆跳动三种形式,常见的成因包括轴承本身系统误差、轴承间隙过大、各段轴颈、轴孔的同轴度误差、温度过高引起热变形等等。
2.2 对加工精度的影响。
根据影响主轴回转精度的因素不同,其对于工件加工精度往往也具有不同的影响,具体表现在以下几个方面:当机床主轴回转误差为径向圆跳动时,工件会产生圆度误差;当机床主轴回转误差为倾角摆动时,车削时工件径向截面仍然会呈一圆形,而轴向截面则是一梯形,镗孔时由于主轴的角度摆动形成的回转轴线与工作台导轨不平行,镗出的孔将为椭圆形。
当机床主轴回转误差为端面圆跳动时,虽然加工圆柱面的情况不会受到影响,但加工端面时,左右螺旋面可能会形成垂直度误差,被加工的端面与圆柱面也可能不垂直。
先进制造技术课程期末论文
超精密加工摘要20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。
超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。
到20世纪80年代,加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米),表面粗糙度达1纳米。
超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求,需要综合应用精密机械、精密加工、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。
超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级,除需要采用新的加工方法或新的加工机理之外,对工件材质,加工设备、工具、测量和环境条件等都有特殊的要求。
工件材质必须极为细致均匀,并经适当处理以消除内部残余应力,保证高度的尺寸稳定性,防止加工后发生变形。
加工设备要有极高的运动精度,导轨直线性和主轴回转精度要达到0.1微米级,微量进给和定位精度要达到0.01微米级。
对环境条件要求严格,须保持恒温、恒湿和空气洁净,并采取有效的防振措施。
加工系统的系统误差和随机误差都应控制在 0.1微米级或更小。
这些条件是靠综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统和计算机控制等各种先进技术获得的。
超精密加工机床的设计与制造超精密加工机床设计与制造的关键与核心问题是保证超精密加工工艺和目标的实现。
因此,超精密加工机床的设计和制造的基本原则和要求是:消除或减少机床上的热源和振源;提高机床的结构刚度和几何精度;减少机床的变形(含温度变形和力变形)对机床加工精度的影响等。
为了实现这些基本原则和要求,超精密加工机床设计时,经常采取的一些原则措施有:首先是尽量不用或少用摩擦发热量大的传动装置(如机械无级调速器),并把工作过程中发热量大的热源(如电机、冷却润滑油箱等)与机床本体结构分离或隔热,以避免热量落入机床本体引起机床结构的热变形。
选用热胀系数α和导热系数λ值低的材料作机床的重要零部件材料。
这样的材料如表1所示。
与此同时也要尽量采用热物理特性相同或相近的材料来制造机床的构件和零部件。
超精密制造技术论文
超精密制造技术论文精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,店铺整理了超精密制造技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 超精密制造技术论文篇一超精密加工技术浅析[摘要] 精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,它是先进制造技术的基础与关键,是衡量一个国家工业水平及科学技术水平的重要标志之一。
超精密加工技术的发展促进了机械、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
[关键词] 精密和超精密加工技术半导体制造技术1、概述目前,在工业发达国家中,一般工厂能稳定掌握的加工精度是lμm,与此相应,通常将加工精度在0.1―1μm,加工表面粗糙度在Ra0.02―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Ra0.01pm的加工方法称为超精密加工。
现代机械工业之所以要致力于提高加工精度,其主要的原因在于:提高制造精度后可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化,增强零件的互换性,提高装配生产率,并促进自动化装配。
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地位。
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【1】。
例如:美国民兵m型洲际导弹系统陀螺仪的精度为0.03°一0.05°/h,其命中精度的圆概误差为500m,而MX 战略导弹(可装载10个核弹头)制导系统陀螺仪比民兵m型导弹高出一个数量级,从而保证命中精度的圆概率误差只有50~150m。
如果1kg重的陀螺转子,其质量中心偏离其对称轴0.5nm,则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。
惯性仪表中有许多零件的制造精度都要求达到小于微米级。
现代制造技术的论文
内容摘要随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。
本论文简单介绍了先进制造技术中的特种加工技术、精密加工和超精密加工技术、计算机辅助设计与制造技术等。
关键词:特种加工技术;精密加工和超精密加工技术;计算机辅助设计与制造技术;目录内容摘要 (I)引言 (1)1 现代制造技术概述 (2)1.1 现代制造技术的内涵及技术构成 (2)1.2现代制造技术的体系结构及分类 (3)1.2.1 现代制造技术的体系结构 (3)1.2.2现代制造技术的分类 (3)2 特种加工 (4)2.1 特种加工概述 (4)2.2 电火花加工(EDM) (4)2.3电解加工 (5)2.4 电解磨削 (6)2.5 超声波加工 (7)2.6 激光加工 (7)3 精密加工和超精密加工 (9)3.1 精密、超精密加工的概念 (9)3.2 精密加工和超精密加工的工艺特点 (9)4 计算机辅助设计与制造技术 (10)4.1 CAD/CAM基本概念 (10)4.2 CAD/CAM系统的工作过程 (10)参考文献 (12)引言制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段,所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。
它正是被看做是现代国家经济上获得的成功关键因素。
制造技术已经不是单纯的产品设计、制造工艺和生产组织管理,它是一个包括产品需求、设计开发、生产、销售、使用、处理等整个产品生命周期的大系统。
从宏观上来说,制造技术已经进入计算机辅助制造的时代,它是通过一个计算机分级结构网络来监测、控制和管理制造过程各个阶段的工作,其中包括生产管理与控制、工程分析与设计、财会与供销等方面。
美国从50年代以来只重视高技术和军用技术的发展,忽视了制造技术的作用,严重影响了国民经济的增长和国际经济竞争中的竞争力。
80年代初,美国开始反省,美国在关于工业竞争的总统委员会的报告指出:美国在重要告诉增长的技术市场上失利的一个重要原因是美国没有把自己的技术应用到制造上。
ELID磨削_硬脆材料精密和超精密加工的新技术
EL ID磨削硬脆材料精密和超精密加工的新技术张飞虎 朱 波 栾殿荣 袁哲俊( 哈尔滨工业大学机械工程系 哈尔滨 150001 )文 摘 金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(E lectrolytic In2process Dressing,简称E L ID)磨削技术是国外近年发展起来的一种硬脆材料精密和超精密加工新技术。
本文介绍了E L ID磨削技术的基本原理、工艺特点和国内外研究应用情况。
应用E L ID磨削技术,可对工程陶瓷等硬脆材料实现高效率磨削和精密镜面磨削。
关键词 精密和超精密加工,磨削,砂轮,修整EL ID Grinding A New Technology for Precision andUltraprecision Machining of Hard and Brittle MaterialsZhang Feihu Zhu Bo Luan Dianrong Yuan Zhejun( Department of Mechanical Engineering,Harbin Institute of Technology Harbin 150001 )Abstract EL ID grinding which applies metal bonded grinding wheel with superhard abrasives and electrolytic in2process dressing is a newly developed technology for precision and ultraprecision machining of hard and brittle ma2 terials.In this paper the basic principle,characteristics,research and application of EL ID grinding are introduced.By EL ID,efficient grinding and mirror surface grinding of ceramics and other hard and brittle materials can be realized.K ey w ords Precision and ultraprecision machining,Grinding,Grinding wheel,Dressing1 引言金刚石、CBN超硬磨料具有硬度高、耐磨性好等优良的切削性能,自美国GE公司1957年和1969年批量生产人造金刚石、CBN磨料以来,除少数做成刀具外,大部分都用于制造磨具。
精密和超精密加工论文
精密和超精密加工论文(6000个字)一、精密和超精密加工的概念与范畴通常,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1~0.1?;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;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。
精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。
传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。
a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工,属于涂附磨具磨削加工的范畴,有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。
b.精密切削,也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。
c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头,在一定压力下沿工件表面往复运动,加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m,最好可到Ra0.025?;m,主要用来加工铸铁及钢,不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。
d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液,工件及研具作相互机械摩擦,使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。
精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小,表面质量高,精密研磨的设备简单,主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工,也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。
特种加工论文-电子束加工和离子束技术的原理及电子束加工的应用
电子束加工和离子束技术的原理及电子束加工的应用一、电子束加工和离子束技术的原理及其比较1、电子束加工的原理电子束是在真空条件下,利用聚焦后能量极高(106~109w/cm2)的电子束,以极高的速度冲击到工件表面极小面积上,在极短的时间(几分之一微妙)内,其能量的大部分转变为热能,使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温,从而引起材料的局部熔化,被真空系统抽走。
下面特殊介绍一下快速扫描电子束加工技术原理,通过对电子枪偏转线圈和聚焦线圈的控制,使电子束在工件上按特定的轨迹、速率和能量快速偏转而实现快速扫描电子束加工。
由于电子束几乎没有质量和惯性,可以实现非接触的偏转,而且通过电压控制,可以在不同的位置切换时控制束流通断,这样,束流就可以在构件的不同位置以极高的频率切换。
由于材料的热惯性,通过束流与材料的相互作用,在这些位置上就会同时产生冶金效果,实现电子束的扫描加工。
总的来说,电子束加工的基本原理是:在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子,在高电压(30~200千伏)作用下被加速到很高的速度,通过电磁透镜会聚成一束高功率密度(105~109w/cm2)的电子束。
当冲击到工件时,电子束的动能立即转变成为热能,产生出极高的温度,足以使任何材料瞬时熔化、气化,从而可进行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。
由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射,因此,加工一般在真空中进行。
电子束加工机由产生电子束的电子枪、控制电子束的聚束线圈、使电子束扫描的偏转线圈、电源系统和放置工件的真空室,以及观察装置等部分组成。
先进的电子束加工机采用计算机数控装置,对加工条件和加工操作进行控制,以实现高精度的自动化加工。
电子束加工机的功率根据用途不同而有所不同,一般为几千瓦至几十千瓦。
2、离子束技术的原理离子束加工技术是在真空条件下,将氩、氪、氙等惰性气体通过离子源产生离子束,经加速、集束、聚焦后,射到被加工表面上以实现各种加工的方法。
智能制造-先进制造技术论文 精品
标题先进制造技术论文摘要:随着我国制造业的的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。
介绍了先进制造技术和先进制造模式的内容和发展情况,从两种角度解释其结构特征和关系,并从各种不同角度展望先进制造技术和先进生产模式的发展前景及其趋势特征。
谈先进制造技术先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。
先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。
可基本归纳为以下四个方面:a、先进的工程设计技术b、先进制造工艺技术c、制造自动化技术d、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式一、先进的工程设计技术先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。
包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。
(1)产品(投放市场的产品和制造产品的工艺装备(夹具、刀具、量检具等))设计现代化。
以CAD为基础(造型,工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等),全面应用先进的设计方法和理念。
如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析,动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等;(2)先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。
特种加工论文-电子束加工和离子束技术的原理及电子束加工的应用
电子束加工和离子束技术的原理及电子束加工的应用一、电子束加工和离子束技术的原理及其比较1、电子束加工的原理电子束是在真空条件下,利用聚焦后能量极高(106~109w/cm2)的电子束,以极高的速度冲击到工件表面极小面积上,在极短的时间(几分之一微妙)内,其能量的大部分转变为热能,使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温,从而引起材料的局部熔化,被真空系统抽走。
下面特殊介绍一下快速扫描电子束加工技术原理,通过对电子枪偏转线圈和聚焦线圈的控制,使电子束在工件上按特定的轨迹、速率和能量快速偏转而实现快速扫描电子束加工。
由于电子束几乎没有质量和惯性,可以实现非接触的偏转,而且通过电压控制,可以在不同的位置切换时控制束流通断,这样,束流就可以在构件的不同位置以极高的频率切换。
由于材料的热惯性,通过束流与材料的相互作用,在这些位置上就会同时产生冶金效果,实现电子束的扫描加工。
总的来说,电子束加工的基本原理是:在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子,在高电压(30~200千伏)作用下被加速到很高的速度,通过电磁透镜会聚成一束高功率密度(105~109w/cm2)的电子束。
当冲击到工件时,电子束的动能立即转变成为热能,产生出极高的温度,足以使任何材料瞬时熔化、气化,从而可进行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。
由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射,因此,加工一般在真空中进行。
电子束加工机由产生电子束的电子枪、控制电子束的聚束线圈、使电子束扫描的偏转线圈、电源系统和放置工件的真空室,以及观察装置等部分组成。
先进的电子束加工机采用计算机数控装置,对加工条件和加工操作进行控制,以实现高精度的自动化加工。
电子束加工机的功率根据用途不同而有所不同,一般为几千瓦至几十千瓦。
2、离子束技术的原理离子束加工技术是在真空条件下,将氩、氪、氙等惰性气体通过离子源产生离子束,经加速、集束、聚焦后,射到被加工表面上以实现各种加工的方法。
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精密超精密加工技术
论文
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精密超精密加工技术的发展,直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展,因此世界各国对此都极为重视,投入很大力量进行研究开发,同时实行技术保密,控制关键加工技术及设备出口。
精密超精密加工技术,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。
精密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0.03nm,表面粗糙度小于 Ra0.005nm)精度的加工。
实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为精密超精加工技术。
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。
近年来,在传统加工方法中,金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位;在非传统加工中,出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法,特别是复合加工,如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等,在加工机理上均有所创新。
对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。
(1)高精度。
包括高的静精度和动精度,主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等,如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等;
(2)高刚度。
包括高的静刚度和动刚度,除本身刚度外,还应注意接触刚度,以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。
(3)高稳定性。
设备在经运输、存储以后,在规定的工作环境下使用,应能长时间保持精度、抗干扰、稳定工作。
设备应有良好的耐磨性、抗振性等。
(4)高自动化。
为了保证加工质量,减少人为因素影响,加工设备多采用数控系统实现自动化。
加工设备的质量与基础元部件,如主轴系统、导轨、直线运动单元和分度转台等密切相关,应注意这些元部件质量。
此外,夹具、辅具等也要求有相应的高精度、高刚度和高稳定性。
加工工具主要是指刀具、磨具及刃磨技术。
用金刚石刀具超精密切削,值得研究的问题有:金刚石刀具的超精密刃磨,其刃口钝圆半径应达到2~4nm,同时应解决其检测方法,刃口钝圆半径与切削厚度关系密切,若切削的厚度欲达到10nm,则刃口钝圆半径应为2nm。
磨具当前主要采用金刚石微粉砂轮超精密磨削,这种砂轮有磨料粒度、粘接剂、修整等问题,通常,采用粒度为W20~W0.5的微粉金刚石,粘接剂采用树脂、铜、纤维铸铁等。
航天、航空工业中,人造卫星、航天飞机、民用客机等,在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求,如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件对观测性能影响很大。
该轴承为真空无润滑轴承,其孔和轴的表面粗糙度要求为Ry0.01μm,即1nm,其圆度和圆柱度均要求纳米级精度。
被送入太空的哈勃望远镜(HST),
可摄取亿万千米远的星球的图像,为了加工该望远镜中直径为2.4m、重达900kg 的大型反光镜,专门研制了一台形状精度为0.01μm的加工光学玻璃的六轴CNC 研磨抛光机。
据英国Rolls-Royce公司报道,若将飞机发动机转子叶片的加工度,由60μm提高到12μm、表面粗糙度由Ra0.5μm减少到0.2μm,发动机的加速效率将从89%提高到94%;齿轮的齿形和齿距误差若能从目前的3~6μm,降低到1μm,则其单位重量所能传递的扭距可提高近1倍。
当前,微型卫星、微型飞机、超大规模集成电路的发展十分迅猛,涉及微细加工技术、纳米加工技术和微型机电系统(MEMS)等已形成微型机械制造。
这些技术都在精密和超精密加工范畴内,与计算机工业、国防工业的发展直接相关。
在过去相当长一段时期,由于受到西方国家的禁运限制,我国进口国外超精密机床严重受限。
但当1998年我国自己的数控超精密机床研制成功后,西方国家马上对我国开禁,我国现在已经进口了多台超精密机床。
我国北京机床研究所、航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学等单位现在已能生产若干种超精密数控金刚石机床,如北京机床研究所研制的加工直径800mm 的超精密车床和哈尔滨工业大学研制的超精密车床,这两台机床均有两坐标精密数控系统和两坐标激光在线测量系统,可以加工非球回转曲面;还有哈尔滨工业大学研制了加工KDP晶体大平面的超精密铣床。
KDP晶体可用于光学倍频,是大功率激光系统中的重要元件。
必须承认,在超?密机床技术方面,我们与国外先进水平相比还有相当大的差距,国产超精密机床的质量水平尚待进一步提高。
在大型超精密机床方面,目前美、英、俄等国都拥有自行开发的大型超精密机床,而我国由于没有大型超精密机床,因此无法加工大直径曲面反射镜等大型超精密零件,国外对这些大型超精密零件的出口有严格限制,从而严重影响了我国国防尖端技术的发展。
现在我国正在加紧研制加工直径1m以上的立式超精密机床。
超精密加工,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。
我国的制造业发展已进入了高速发展阶段,中国民营企业已具备足够的经济实力来使企业迈向现代化,先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。
随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入,相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。