于霖,趙繼亮,荀飛
(北京宇航系統(tǒng)工程研究所,北京 100076)
超精密機(jī)械加工技術(shù)及其發(fā)展趨勢
于霖,趙繼亮,荀飛
(北京宇航系統(tǒng)工程研究所,北京 100076)
隨著我國工業(yè)機(jī)械化程度的發(fā)展;對機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)與需求斷提高,機(jī)械加工日趨高效與精密。本文聚焦于超精密機(jī)械加工,首先分析了超精密機(jī)械加工的具體技術(shù),然后又對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。
超精密;機(jī)械加工;技術(shù);發(fā)展趨勢
隨著世界經(jīng)濟(jì)中心正逐步地向亞洲轉(zhuǎn)移,不論是在機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)模式還是在其產(chǎn)品結(jié)構(gòu),都發(fā)生了較大的變化;我國更應(yīng)該抓住機(jī)遇發(fā)展超精密機(jī)械加工技術(shù),保證機(jī)械制作的精密度,保證產(chǎn)品的質(zhì)量,提高機(jī)械產(chǎn)品在世界上的影響力。目前來看,我國的超精密機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)取得了一些初步成績。
由于進(jìn)行超精密機(jī)械加工的制作材料較小,其加工技術(shù)的步驟較為繁多,加工技術(shù)較為復(fù)雜,并且其表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)要在數(shù)百納米內(nèi),加工的形狀精度要達(dá)到百微米精確級別或者是百納米的精確級別,所以說,在其加工的過程中,艱難程度是巨大的;并且在機(jī)械加工的過程中,同時還要應(yīng)用磨削、切削等制作工藝,這無疑更是加重了超精密機(jī)械加工技術(shù)的實(shí)施難度。
磨削技術(shù)在超精密機(jī)械加工技術(shù)中,其實(shí)就是對產(chǎn)品進(jìn)行拋光與磨光的過程。但是有許多的超精密機(jī)械加工材料由于其性質(zhì)的問題,很多材料都較為脆弱,在進(jìn)行超精密機(jī)械加工技術(shù)磨削加工環(huán)節(jié)中,十分容易出現(xiàn)材料斷裂等問題,導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。因此在進(jìn)行超精密機(jī)械加工技術(shù)磨削加工環(huán)節(jié)技術(shù)中,需要不斷地提升加工機(jī)床在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的精度以及機(jī)床的剛度,并且還要保證其磨削刃的鋒利性,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,確保加工產(chǎn)品的質(zhì)量。
為了保證加工機(jī)械的質(zhì)量以及機(jī)械的精密度,切削技術(shù)在超精密機(jī)械加工技術(shù)中是最為重要的制作環(huán)節(jié)。因此為了減少切削加工過程中產(chǎn)生的誤差,便要求技術(shù)人員在切削的過程中必須要投入全部的耐心與精力;同時還要控制好切削的形態(tài),切削的鋒刃度以及切削環(huán)境的溫度等條件。經(jīng)歷了大量相關(guān)的國外實(shí)驗,許多科學(xué)家已經(jīng)可以將切削加工中需要達(dá)到的各種因素數(shù)據(jù)最終確定,對切削加工技術(shù)的水平有了很大的提高。
在產(chǎn)品磨削加工中,由于產(chǎn)品具有形態(tài)各異的形狀,而造成產(chǎn)品研磨失敗率一直居高不下,使產(chǎn)品研磨的失敗,導(dǎo)致了其產(chǎn)品需要重復(fù)的進(jìn)行磨削加工,產(chǎn)品生產(chǎn)效率較為的低下,產(chǎn)品完工時間延長。因此,在產(chǎn)品進(jìn)行研磨的階段,就要針對產(chǎn)品的給進(jìn)速度以及停留時間,做出準(zhǔn)確的估算,提高產(chǎn)品研磨的成功率。
超精密機(jī)械加工技術(shù)永恒的主題就是高效率與高精度,精度指標(biāo)在亞納米級、納米級、深亞微米級方向不斷的邁進(jìn),加工精度仍在持續(xù)的提高?,F(xiàn)階段許多的超精密加工技術(shù)指標(biāo),已經(jīng)都是以納米為單位的,并且仍然朝著突破納米界限的方向發(fā)展著。
目前在超精密加工技術(shù)中,其工藝的控制方法與控制策略是研究熱點(diǎn)之一,加工的效率與加工的穩(wěn)定性都直接與超精密加工設(shè)備的智能化程度息息相關(guān)。并且通過不斷地引進(jìn)智能化設(shè)備,以此來降低加工結(jié)果對人工經(jīng)驗的依賴性,長期以來都是制造領(lǐng)域追求的一大目標(biāo)。同時,在光電信息、微型電子機(jī)械等領(lǐng)域需要的微型器件,以及在航天、航空等領(lǐng)域需要建立大型的光電子器件以及超精密加工設(shè)備,都對其智能化與自動化的要求較高。
綜上所述,超精密機(jī)械加工是現(xiàn)代機(jī)械加工制造業(yè)的一個最為關(guān)鍵的技術(shù),具有非常高的地位,也是未來機(jī)械制造業(yè)主要探索、研究的方向,對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分有利的價值,因此在激烈的市場競爭中,我國要抓住機(jī)遇,不斷探索,迎接挑戰(zhàn),找出拓寬超精密機(jī)械加工的方法,推動我國社會生產(chǎn)的機(jī)械化。
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