我国精密超精密加工技术发展展望
我国精密超精密加工技术发展展望
我国超精密加工技术发展展望朱锟鹏，李科选，姜丽丽，叶冬森中国科学院先进制造研究所精密制造实验室超精密加工技术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，对材料进行超精密微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的零件加工过程。
超精密加工技术对于提高产品的性能、成本和质量具有重要的意义，已经成为高精尖产品制造中不可缺少的加工手段。
1983年日本Taniguchi 教授提出,并于2000年由McKeown 教授更新的20世纪40年代以来加工精度的发展情况，如图1所示。
可以看出，精密与超精密加工技术以不断提高加工精度和表面质量为目标，在不同的发展阶段具有不同的定义，并没有严格的分界线。
目前超精密加工技术已经发展成为一门综合多学科的高新技术，涉及材料、加工设备、电子、计算机、检测和工作环境等各个方面，在高技术领域和军用工业以及民用工业中都有广泛应用，已成为衡量一个国家先进制造技术水平的重要指标之一。
加工方法与设备1001010.10.010.0010.00011940196019802000年度加工精度P /μm图1 20世纪40年代后加工精度的发展多年以来，美国、英国和日本等工业发达国家均十分重视精密/超精密加工技术的研究，取得了长足的发展，达到了较高的水平。
美国国家实验室曾于1983～1984 年研制了两台大型金刚石超精密车床，目前仍然是世界公认的最高水平的大型超精密机床。
英国也较早从事超精密加工技术的研究，是迄今为止第二个能制造大型超精密机床的国家。
日本曾设定专门的研究机构从事精密/超精密加工技术的研究，目前在中小型精密机床的生产上，已基本与美国并驾齐驱。
我国的超精密加工技术自20世纪90年代以来取得了较快的发展，出现了具有世界水平的超精密机床和部件，如北京航空精密机械研究所、国防科技大学研制的非球曲面超精密复合加工系统和北京机床研究所研制的纳米数控车床等。
然而我国虽然在超精密加工技术上取得了一定的进步，但与国际领先水平相比还有很大差距。
超精密加工技术的发展与展望
精密与特种加工技术结课论文题目：超精密加工技术的发展与展望指导教师：沈浩学院：机电工程学院专业：机械工程姓名：司皇腾学号： 152085201020超精密加工技术的发展与展望摘要:超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。
根据当前国内外超精密加工技术的发展状况,对超精密切削、磨削、研磨以及超精密特种加工及复合加工技术进行综述,简单地对超精密加工的发展趋势进行预测。
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。
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。
关键词:加工精度;超精密加工技术;超精密特种加工;纳米技术;复合加工【引言】精密加工和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，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。
通常按加工精度划分,可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工。
在不同的历史阶段,不同的科学技术水平下,对超精密加工有不同的定义,由于生产技术的不断发展,划分的界限不断变化。
过去的超精密加工对今天来说可能已经是普通加工了,所以对其划分的界限是相对的,而且在具体数值上至今没有确切的界限。
精密和超精密加工现状与发展趋势.doc
精密和超精密加工现状与发展趋势核心提示：当前精密和超精密加工精度从微米到亚微米，乃至纳米，在汽车、家电、IT 电子信息高技术领域和军用、民用工业有广泛应用。
同时，精密和超精密加工技术的发展也促进了机械、模具、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术及金属加工工业的发展。
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呵，表面粗糙度为RaO.1~O.O1 g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 g,最好可到Ra0.025 g，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 w 0.025n v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。
简析超精密机械加工的未来发展趋势
2023-11-06
目 录
• 引言 • 超精密机械加工技术概述 • 超精密机械加工发展现状 • 超精密机械加工的未来发展趋势 • 未来发展展望与建议 • 结论与参考文献
01
引言
研究背景与意义
01
制造业的快速发展
随着全球制造业的快速发展，超精密机械加工技术在航空航天、电子
提升知识产权保护意识
建立健全知识产权保护机制，鼓励企业申请专利，保护核心技术 和创新成果。
加强产学研合作，推动产业发展
建立产业联盟
通过政府引导，建立超精密机 械加工产业联盟，促进企业间 的交流与合作，推动产业链的
完善和发展。
加强校企合作
鼓励企业与高校、职业院校建立 合作关系，共同培养专业人才， 提高技术水平。
建立创新奖励机制，鼓励员工开展技术创新和发 明创造活动，提高企业的技术实力和创新能力。
06
结论与参考文献
结论
超精密机械加工技 术将不断升级
随着科技的不断进步，超精密机 械加工技术将继续升级，包括加 工精度、效率、可靠性和稳定性 的提升。
智能化和自动化将 成为主流
未来超精密机械加工将更加依赖 于智能化和自动化技术，减少人 工干预，提高加工质量和效率。
根据应用领域不同，超精密机械加工可以分为航空航天、医疗器械、光学仪器、电子设备等领域。
03
超精密机械加工发展现状
国际发展现状
1. 技术迭代
01
国际上，超精密机械加工技术正在不断升级，从传统的机械加
工向更先进的激光加工、纳米加工等方向发展。
2. 高精度、高效率
02
国际研究者正在追求更高的精度和效率，以满足更复杂和精细
2024年精密机械加工市场发展现状
2024年精密机械加工市场发展现状简介精密机械加工是一种高精度、高复杂度的机械加工方式，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等行业。
随着科技的发展和市场需求的增加，精密机械加工市场逐渐壮大。
本文将对精密机械加工市场的发展现状进行分析和讨论。
市场规模与增长趋势近年来，精密机械加工市场规模呈现出快速增长的趋势。
随着经济的发展和技术的进步，精密机械加工在各个行业的应用越来越广泛。
根据市场调研数据显示，精密机械加工市场的年均增长率超过10%。
航空航天行业航空航天行业是精密机械加工市场的主要应用领域之一。
随着民航业的发展和航天技术的进步，对于精密机械加工的需求不断增加。
航空航天行业的市场规模占据了整个精密机械加工市场的一大部分，并且呈现出持续增长的趋势。
汽车制造行业汽车制造行业也是精密机械加工市场的重要应用领域。
随着汽车市场的不断扩大和消费者对汽车品质的要求提高，对于精密机械加工的需求也在增加。
汽车制造行业对于高精度、高质量的零部件的需求量大，这促进了精密机械加工市场的发展。
电子设备行业电子设备行业是精密机械加工市场的另一个重要应用领域。
随着电子设备的普及和更新换代速度的加快，对于精密机械加工的需求也不断增加。
电子设备行业对于高精度、高可靠性的零部件的需求量大，这给精密机械加工市场带来了更多的机遇。
市场竞争格局与主要参与者精密机械加工市场竞争激烈，存在着众多的参与者。
主要的参与者包括大型企业、中小型企业以及个体加工工坊。
大型企业大型企业在精密机械加工市场占据着主导地位。
这些企业通常拥有先进的加工设备、丰富的资源和技术实力。
它们具有规模经济的优势，能够以更低的成本生产高质量的产品，因此在市场中具有竞争优势。
中小型企业中小型企业在精密机械加工市场中也扮演着重要的角色。
这些企业通常灵活、迅速地满足市场的需求，能够提供个性化的定制服务。
尽管中小型企业面临着一些挑战，例如资金不足和技术瓶颈，但它们通过不断努力和创新，不断扩大自己在市场中的份额。
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
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。
精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿
精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿1.向高精度、高效率方向发展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，超精密加工技术就是要向加工精度的极限冲刺，应该说，这种极限是无限的，当前的目标是向纳米级进军，而现状是处于亚微米级水平。
图0-13表示了超精密加工理论基础和应用技术的发展，提出了量子技术、量子能量的利用，并将和太空技术联系起来。
2.向大型化、微型化方向发展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～4m的大型光学器件超精密加工机床。
由于微型机械、集成电路的发展，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。
3.向加工检测一体化发展由于超精密加工的精度很高，必须发展相应的检测技术才能适应其要求；同时，采用加工和检测独立进行的方法可能由于安装等误差而不能实现，因此，要采用在位检测方法，使加工检测一体化。
4.在线检测与误差补偿超精密加工的精度很高，影响因素多且复杂，进行在线检测、工况监控以确保加工质量及其稳定性是十分必要的。
由于超精密加工的精度很高，加工设备本身的精度有时很难满足要求，就要采用在线检测和误差补偿的方法来提高精度，保证加工质量的要求。
5.新型超精密加工方法的机理加工机理的研究是新技术的生长点，超精密加工机理涉及微观世界和物质内部结构，所利用的能源包括机、光、电、声、热、化、磁、原子等，十分广泛。
不仅可以采用分离去除加工，而且可以采用分层堆积加工方法；既可采取单独加工方法，更可采用复合加工方法。
加工机理的研究往往具有突破性。
6.新材料的研究新材料包括新的工具材料(切削、磨削)和被加工材料。
精密加工和超精密加工的被加工材料对其加工质量的影响极大，其化学成分、力学机械性能均有严格要求，亟待研究。
当前，精密加工和超精密加工在我国急需要研究的是实用化，将一些成熟或比较成熟的精密加工和超精密加工技术推广到实际中去，以提高加工技术的水平，使生产的机械产品质量更好、生产率更高。
精密超精密发展趋势
精密和超精密加工技术的发展趋势精密加工技术的发展趋势1.精密化精密加工的核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。
当前精密电火花加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R 值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。
通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜面加工效果且能够成功地完成微型接插件、IC 塑封、手机、CD盒等高精密模具部位的电火花加工。
2.智能化智能化是向21世纪制造技术的发展趋势之一。
智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。
新型数控电火花机床采用了模糊控制技术和专家系统智能控制技术。
模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；自动监控加工过程，实现最稳定的加工过程的控制技术。
采用人机对话方式的专家系统，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。
在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。
专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。
专家系统智能技术的应用使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。
3.自动化自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。
对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。
小批量生产自动化可通过NC，MC，CAM，FMS，CIM，IMS等来完成。
在末来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。
超精密加工的发展动向和展望
超精密加工的发展动向和展望超精密加工经过数十年的努力，日趋成熟，不论是超精密机床、金刚石工具，还是超精密加工工艺已形成了一整套完整的超精密制造技术系统，为推动机械制造向更高层次发展奠定了基础，现在正在向纳米级精度或毫微米精度迈进，其前景十分令人鼓舞。
但是从另一个角度来分析，随着科技的发展，对它的要求越来越高，而现实的情况又受到技术水平的制约，依然存在许多困难。
1综述超精密加工技术是一门综合性的系统工程，它的发展综合地利用了机床、工具、计量、环境技术、微电子技术、计算机技术、数控技术等的进步。
日本的津和秀夫教授形象地将超精密加工比作富士山的山顶，所以在某种意义上说，已到达了精密加工的顶峰。
日本的文献上，经常出现向极限靠拢的提法。
虽然从技术的角度来说，有些模糊，但是很形象化。
实际上，加工精度在现有的水平上再提高一步已是相当困难。
以现在的产品而言，凡是要求高的尺寸，大部分是超越现有标准的，这从另一个侧面反映了超精密的实际情况，相当多的要求，均以技术条件的形式来表示，或标明具体的特殊公差，而今天除了精度以外，对表面还提出了新的要求——表面完整性。
日本谷口纪男教授往往将超精密加工技术与微细加工综合在一起来加以介绍，客观上反映了两种技术的交叉，也体现了时代的特征。
本文想就超精密加工发展的趋势，说明一些个人的看法。
超精密加工技术随着时间的推延，精度、难度、复杂性等都在向更高层次发展，使加工技术也随之需要不断加以更新，来与之相适应。
以金刚石切削为例，其刃口圆弧半径一直在向更小的方向发展，因为它的大小直接影响到被加工表面的粗糙度，与光学镜面的反射率直接有关，而今反射率要求越来越高，如激光陀螺反射镜的反射率已提出了99.99%，必然要求金刚石刀具更加锋利，根据日本大阪大学岛田尚一博士介绍，为了进行切薄试验，目标是达到切屑的厚度1nm，其刃口圆弧半径趋近2～4nm。
直至今日，这个水平仍为世界最高的。
为了达到这个高度，促使金刚石研磨机也改变了传统的结构，而采用了空气轴承作为支承，研磨盘的端面跳动能在机床上自行修正，使其端面跳动控制在0.5μm以下，我国航空系统303所研制的刃磨机就是一例。
精密与特种加工的发展现状与技术展望
精密与特种加工的发展现状与技术展望班级：姓名：学号精密与特种加工的发展现状与技术展望精密与特种加工的发展现状精密加工是指加工精度和表面质量达到极高精度的加工工艺，通常包括精密切削加工和精密磨削加工，加工精度的不断提高对提高机电产品的性能、质量和可靠性，提高装配效率等都有至关重要的作用。
精密和超精密加工已成为当前国际经济竞争的关键技术。
精密工程，微米工程和纳米技术已成为世界技术的制高点，是现代制造技术的前沿，也是明天技术的基础特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量或其组合乃至机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也被称为非传统加工技术。
近半个多世纪以来，相继出现了数十种特种加工方法，如电解加工、超声波加工、放电成型加工、激光加工、电子束加工等。
特种加工在难加工材料加工、磨具及复杂面加工、、零件精细加工等领域已成为重要的加工方法或仅有的加工方法。
随着航空航天、核能热能以及微电子工业的发展，产品向高精度、高速度、耐高温、耐高压、耐腐蚀、大功率、小型化和高可靠性方向发展，零件的特殊结构和新材料的应用对制造业提出了更高的要求，特种加工作为跨世纪的先进制造技术的重要组成部分将在21世纪人类社会进步及我国现代化建设中发挥重大作用。
精密加工精密、超精密切削加工所谓精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。
目前，在工业发达的国家中，一般工厂能掌握的加工精度是1微米，精密工程正在向其终极目标—原子级精度逼近，也就是实现“移动原子”。
精密加工总是与高加工成本联系在一起，在过去它主要应用于军事、航空航天等部门。
近十几年来，随着科学技术发展和人们生活水平的提高，精密加工的产品已经入人民生活的各个领域，工业发达国家已将精密加工机床直接用于产品零件的精密加工，产生了显著的经济效益。
正是精密加工具有优良的特性，因此得到了世界各地的高度重视。
我国必须大力发展精密加工技术，使其为我国的国民经济创造出巨大的经济效益。
精密和超精密加工技术及其发展展望(精密加工)
1.2 超精密加工技术的现状
4 加工工具
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。
表面粗糙度可用电感式、压电晶体式表面形貌仪等
进行接触测量，或用光纤法、电容法、超声微波法和 隧道显微镜法进行非接触测量；
表面应力、表面变质层深度、表面微裂纹等缺陷，
可用X光衍射法、激光干涉法等来测量。检测可采取 离线的、在位的和在线的三种方式。
2013-9-22
1.2 超精密加工技术的现状
5 检测与误差补偿
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、刻蚀、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。
2013-9-22
1.2 超精密加工技术的现状
2 被加工材料
用精密和超精密加工的零件，其材料的化学成 分、物理力学性能、加工工艺性能均有严格要求。 例如，要求被加工材料质地均匀，性能稳定，无外 部及内部微观缺陷；其化学成分的误差应在10-2 ～ 10-3数量级，不能含有杂质；其物理力学性能，如拉 伸强度、硬度、延伸率、弹性模量、热导率和膨胀 系数等应达到10-5～10-6数量级；材料在冶炼、铸造 、辗轧、热处理等工艺过程中，应严格控制熔渣过 滤、辗轧方向、温度等，使材质纯净、晶粒大小匀 称、无方向性，能满足物理、化学、力学等性能要 求。
国家（中小零件加工） 。
我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足
精密加工产业发展趋势
精密加工产业发展趋势精密加工产业是指利用精密加工技术对金属、非金属材料进行精细加工的产业。
随着科技的发展和全球化的进程，精密加工产业正经历着深刻的变革和发展。
本文将从技术、市场、政策等方面分析精密加工产业的发展趋势。
一、技术发展趋势1. 自动化和智能化：随着人工智能技术的迅猛发展，精密加工设备和系统将趋向自动化和智能化，实现自动化生产、智能控制和智能检测等功能。
例如，采用机器人代替人工操作，利用大数据和云计算技术进行生产过程的实时监测和优化。
2. 高效能力和多功能：精密加工设备将朝着高效能力和多功能方向发展。
通过提高精密加工设备的生产能力和效率，同时实现多种工艺和功能的整合。
例如，融合激光加工和机器人技术，实现一机多用、灵活生产的目标。
3. 精准度和稳定性：精密加工产业的核心要求是提高产品的精度和稳定性。
因此，未来的精密加工技术将更加注重对微小细节的处理和控制。
例如，采用纳米级线切割技术，实现对微米尺度物体的高精度加工和组装。
4. 绿色和环保：未来的精密加工技术将更加注重环保和可持续发展。
例如，采用新型材料和清洁能源，减少环境污染和能源消耗。
同时，提倡循环利用和废物资源化利用，减少资源浪费和环境负荷。
二、市场发展趋势1. 高端市场需求增加：随着全球经济的不断发展，人们对高端产品和服务的需求也在不断增加。
高精密、高质量的产品在航空航天、汽车、电子通信等领域具有广泛的应用前景。
因此，精密加工产业将面临更大的市场需求。
2. 定制化需求增长：消费者的需求越来越个性化和定制化，要求产品能够满足其个性化需求。
精密加工产业将面临更多的定制化需求，必须具备灵活的生产能力和技术储备，能够满足不同客户的个性化需求。
3. 跨行业合作融合：精密加工产业将与各行各业的产业链深度融合，形成产业链的优势互补和资源共享。
例如，精密加工产业与电子、机械、材料、化工等行业进行跨行业合作，共同研发和生产高精密、高质量的产品。
4. 新兴市场需求增长：随着新兴市场经济的迅猛发展，精密加工产业将面临更大的市场机遇。
精密和超精密加工现状与发展趋势.doc
精密和超精密加工现状与发展趋势核心提示：当前精密和超精密加工精度从微米到亚微米，乃至纳米，在汽车、家电、IT电子信息高技术领域和军用、民用工业有广泛应用。
同时，精密和超精密加工技术的发展也促进了机械、模具、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术及金属加工工业的发展。
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1~0.1μm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm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Ra0.4~0.1μm，最好可到Ra0.025μm，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≤0.025μm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。
数控机床高精度加工技术发展趋势及2024年预测
控机床具有高效、精确、灵活等优势，已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
同时，在高端制造和先进制造领域，数控机床也扮演着重要的角色。
本文将就数控机床高精度加工技术发展趋势及2024年预测展开讨论。
一、数控机床高精度加工技术的发展近年来，随着科技的不断进步，数控机床高精度加工技术也在不断发展。
具体来说，数控机床高精度加工技术的发展主要表现在以下几个方面：先进加工工艺技术的应用：主要包括高速切削技术、超声波加工技术、等离子加工技术等。
这些先进加工工艺技术的应用可以提高加工质量、提高加工效率、降低加工成本。
新型材料的应用：新型材料的应用可以提高零部件的强度和硬度，减小零部件的质量、提高加工精度和表面质量。
例如，采用新型复合材料加工零部件可以大大提高零件的强度和硬度，同时减轻零件的重量。
先进控制技术的应用：通过先进的控制技术，能够实现更精确的加工过程控制和更高的加工精度。
例如，采用高精度伺服控制系统可以实现更加精准的伺服控制，从而提高加工精度。
智能化技术的应用：智能化技术的应用可以实现自动化、智能化的生产过程，提高生产效率和产品质量。
例如，采用人工智能和机器学习等技术应用于数控系统中，可以实现自动化、智能化的生产过程，提高生产效率和产品质量。
二、2024年数控机床高精度加工技术的发展趋势先进加工工艺技术的进一步应用：随着科技的不断进步，新型先进加工工艺技术将会不断涌现，并在数控机床高精度加工技术中得到广泛应用。
例如，采用激光加工技术、电子束加工技术、微细加工技术等，可以进一步提高加工精度和表面质量。
先进控制技术的升级：随着数控机床高精度加工技术的不断发展，先进控制技术也将会得到升级。
例如，采用高分辨率编码器、高阶滤波算法和自适应控制算法，可以提高数控机床的运动精度和稳定性。
智能化技术的深入应用：随着人工智能技术的不断发展，智能化技术在数控机床高精度加工技术中的应用将会越来越广泛。
例如，采用机器学习和深度学习等技术，可以实现自动化、智能化的生产过程，提高生产效率和产品质量。
超精密制造技术的进展与发展趋势
超精密制造技术的进展与发展趋势超精密制造技术是一种在纳米级尺度下进行加工和制造的技术，其应用范围广泛，包括光学、半导体、生物医学、航空航天等领域。
近年来，随着技术的不断革新和研究的不断深入，超精密制造技术也在不断发展和进步。
本文将探讨超精密制造技术的进展和发展趋势。
I、进展在技术的不断进步下，超精密制造技术也逐渐实现了从研究到实际应用的转化。
以下是超精密制造技术的一些进展：1. 纳米级加工能力的提高现在的超精密制造技术已经可以实现在纳米级尺度下的加工和制造，其加工精度可以达到0.1微米至0.01微米，最小加工量可以达到纳米级别。
这种加工能力的提高使得超精密制造技术在各个领域都有广泛的应用，尤其是在半导体、光学和生物医学等领域。
2. 加工的复杂度不断提高近年来，超精密制造技术在加工的复杂度上也有了很大的提高，之前只能加工一些简单的几何形状，现在已经可以制造出非常复杂的零件和器件，如微机电系统、光学棱镜、光栅和纳米器件等。
3. 非接触式加工技术的发展传统的加工技术需要机械接触加工，但是这种加工方式会对加工材料造成划痕和损伤。
随着非接触式加工技术的发展，如激光加工和电子束加工，加工时不需要接触加工，可以避免对材料的损伤。
II、发展趋势超精密制造技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 改善加工精度虽然目前超精密制造技术可以在纳米级尺度下进行加工和制造，但是仍然存在一些难以解决的问题，如加工误差、表面粗糙度等。
未来的发展方向应该是更进一步地提高加工精度，将加工误差降到最低，同时也要解决表面质量的问题，使得制造出的产品亮度更高，表面更光滑。
2. 降低加工成本目前超精密制造技术的加工成本较高，这限制了其在工业领域的应用。
未来的发展方向应该是降低加工成本，提高生产效率和效益。
这可以通过改进生产工艺和材料、降低超精密设备的制造成本等方面实现。
3. 开发新的加工材料超精密制造技术的加工材料对材料的要求非常高，要求材料的均匀性和纯度都非常高。
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)。
精密与超精密加工技术现状和发展展望
精密与超精密加工技术现状和发展展望精密加工技术是一种在当今制造业中非常重要的技术，它的发展与制造业的发展息息相关。
精密加工技术是通过对材料进行高精度的加工来制造出各种精密零部件，这些精密零部件被广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。
现阶段，精密加工技术已经取得了很大的进步，各种高精度的加工设备和加工工艺层出不穷。
在这些技术发展的基础上，超精密加工技术应运而生。
超精密加工技术是一种相对于精密加工技术更加高端、更加精密的加工技术，它可以实现对材料的超高精度加工，甚至可以达到纳米级的精度。
这种技术对于一些特殊材料的加工非常重要，比如硬质合金、钢、陶瓷等材料。
超精密加工技术的发展展望是非常乐观的。
随着科学技术的不断进步，各种先进的加工设备和工艺将不断涌现。
在这种趋势下，超精密加工技术将会得到更加广泛的应用。
在汽车工业中，超精密加工技术可以用于制造高压油泵的零部件，提高汽车发动机燃油的利用率；在医疗器械领域，超精密加工技术可以用于制造各种医疗器械的零部件，提高医疗器械的精度和安全性。
在未来的发展中，我们还可以看到超精密加工技术将会在航空航天领域得到更广泛的应用。
超精密加工技术可以制造出更加轻巧和高强度的航空零部件，提高航空器的性能和安全性。
超精密加工技术在电子产品领域也有很大的潜力，它可以制造出更小巧、更精密的电子元件，提高电子产品的性能和可靠性。
精密加工技术和超精密加工技术的发展是非常重要的。
它们直接关系到制造业的发展和产品的质量。
相信随着科学技术的不断进步，这些技术将会取得更大的突破，为各个领域带来更多的创新和发展。
精密与超精密加工技术的现状和发展展望精密加工技术是制造业中至关重要的一环，它的发展与制造业的发展密不可分。
精密加工技术通过对材料进行高精度的加工，制造出各种精密零部件，广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。
当前，精密加工技术已取得了长足的发展，各种高精度加工设备和工艺不断涌现。
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我国超精密加工技术发展展望
朱锟鹏，李科选，姜丽丽，叶冬森
中国科学院先进制造研究所精密制造实验室
超精密加工技术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，对材料进行超精密微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的零件加工过程。
超精密加工技术对于提高产品的性能、成本和质量具有重要的意义，已经成为高精尖产品制造中不可缺少的加工手段。
1983年日本Taniguchi 教授提出,并于2000年由McKeown 教授更新的20世纪40年代以来加工精度的发展情况，如图1所示。
可以看出，精密与超精密加工技术以不断提高加工精度和表面质量为目标，在不同的发展阶段具有不同的定义，并没有严格的分界线。
目前超精密加工技术已经发展成为一门综合多学科的高新技术，涉及材料、加工设备、电子、计算机、检测和工作环境等各个方面，在高技术领域和军用工业以及民用工业中都有广泛应用，已成为衡量一个国家先进制造技术水平的重要指标之一。
加工方法与设备
100
10
10.10.010.001
0.00011940196019802000年度加工精度P /μm
图1 20世纪40年代后加工精度的发展
多年以来，美国、英国和日本等工业发达国家均十分重视精密/超精密加工技术的研究，取得了长足的发展，达到了较高的水平。
美国国家实验室曾于1983～1984 年研制了两台大型金刚石超精密车床，目前仍然是世界公认的最高水平的大型超精密机床。
英国也较早从事超精密加工技术的研究，是迄今为止第二个能制造大型超精密机床的国家。
日本曾设定专门的研究机构从事精密/超精
密加工技术的研究，目前在中小型精密机床的生产上，已基本与美国并驾齐驱。
我国的超精密加工技术自20世纪90年代以来取得了较快的发展，出现了具有世界水平的超精密机床和部件，如北京航空精密机械研究所、国防科技大学研制的非球曲面超精密复合加工系统和北京机床研究所研制的纳米数控车床等。
然而我国虽然在超精密加工技术上取得了一定的进步，但与国际领先水平相比还有很大差距。
目前我国机床质量有待提高，加工工艺的开发不足，并且研究力量分散，不能形成产品系列和产业化等，还不足以满足我国超精密加工的需要。
当前超精密加工技术主要有：超精密机床制造技术、切削加工技术、磨削加工技术、抛光加工技术和特种加工技术等。
其中超精密机床是实现超精密加工的首要条件，在超精密机床中，主轴及驱动装置、精密导轨及床身和机床的稳定性是保证超精密机床质量的关键。
另外，金刚石刀具和超精密切削的力学机理，在线检测与误差补偿，加工过程的动态特性和热稳定性是超精密加工技术发展的核心技术。
同时需要加强超精密加工与自动化、信息技术的结合，实现精密零部件的智能化制造。
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，是整个制造技术的核心，已成为在国际竞争中取得成功的关键技术，需站在国家长远发展战略高度予以充分重视，投入足够人力、物力和精力，系统性地开展研究，它将产生的经济效益与社会效益是不可低估的。
随着我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的任务部署、国家“高档数控机床”科技重大专项、即将出台的“航空发动机”科技重大专项以及“十二五”“智能制造”专项规划的相继执行，相信我国的精密与高端制造业已进入了更快速、更健康地发展阶段。