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2007-01-15 22:05 |
精密和超精密加工技術的新進展
精密和超精密加工技術的新進展 _Ix Ynm`pc
袁哲俊 哈爾濱工業(yè)大學 F 6+4Yy+
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摘要:精密和超精密加工技術的發(fā)展,直接影響尖端技術和國防工業(yè)的發(fā)展.世界各國都極為重視,投入很 大力量進行開發(fā)研究,故近年來發(fā)展迅速. g~=-
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1．概述 n7n-uc
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精密和超精密加工技術的發(fā)展，直接影響到一個國家尖端技術和國防工業(yè)的發(fā)展，因此世界各國對此都極為重視，投入很大力量進行研究開發(fā)，同時實行技術保密，控制關鍵加工技術及設備出口。隨著航空航天、高精密儀器儀表、慣導平臺、光學和激光等技術的迅速發(fā)展和多領域的廣泛應用，對各種高精度復雜零件、光學零件、高精度平面、曲面和復雜形狀的加工需求日益迫切。目前國外已開發(fā)了多種精密和超精密車削、磨削、拋光等機床設備，發(fā)展了新的精密加工和精密測量技術。 Fs=E8' b
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我國目前已是一個“制造大國”，制造業(yè)規(guī)模名列世界第四位，僅次于美國、日本和德國，近年來在精密加工技術和精密機床設備制造方面也取得了不小進展。但我國還不是一個“制造強國”，與發(fā)達國外相比仍有較大差距。我國每年雖有大量機電產品出口，但多數(shù)是技術含量較低、價格亦較便宜的中低檔產品；而從國外進口的則大多是技術含量高、價格昂貴的高檔產品。目前我國每年需進口大量國內尚不能生產的精密數(shù)控機床設備和儀器，例如，2003年我國進口了價值41.6億美元的機床，而出口機床僅為3.8億美元，且主要為低精度的普通機床。2004年我國進口機床為57.8億美元，出口機床僅為5.2億美元。2005年我國機床總產值約為50億美元，出口機床為8億美元，而進口機床則達到67億美元。 =|^R<#%/
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由于國外一些重要的高精度機床設備和儀器對我國實行封鎖禁運，而這些精密設備儀器正是我國發(fā)展國防工業(yè)和尖端技術所迫切需要的，因此，為了使我國的國防和科技發(fā)展不受制于人，我們必須投入必要的人力物力，自主發(fā)展精密和超精密加工技術，爭取盡快將我國的精密和超精密加工技術水平提升到世界先進水平。下面對國內外精密和超精密加工技術的最新發(fā)展情況介紹如下。 0NvicZ7VR
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2．精密機床技術的發(fā)展 {p(6bsn_#]
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精密機床是精密加工的基礎。當今精密機床技術的發(fā)展方向是：在繼續(xù)提高精度的基礎上，采用高速切削以提高加工效率，同時采用先進數(shù)控技術提高其自動化水平。瑞士DIXI公司以生產臥式坐標鏜床聞名于世，該公司生產的DHP40高精度臥式高速鏜床已增加了多軸數(shù)控系統(tǒng)，成為一臺加工中心；同時為實現(xiàn)高速切削，已將機床主軸的最高轉速提高到24000r/min。瑞士MIKROM公司的高速精密五軸加工中心的主軸最高轉速為42000r/min，定位精度達5μm，已達到過去坐標鏜床的精度。從這兩臺機床的性能可以看出，現(xiàn)在的加工中心與高速切削機床之間已不再有嚴格的界限劃分。 6s! =de
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3．使用金剛石刀具的超精密切削技術3.1 超精密切削技術的進展 6mIRa(6V
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金剛石刀具超精密切削技術是超精密加工技術的一個重要組成部份，不少國防尖端產品零件（如陀螺儀、各種平面及曲面反射鏡和透鏡、精密儀器儀表和大功率激光系統(tǒng)中的多種零件等）都需要利用金剛石超精密切削來加工。 |F ~U
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使用單晶金剛石刀具在超精密機床上進行超精密切削，可以加工出光潔度極高的鏡面。超精密切削的切削厚度可極小，最小切削厚度可至1nm。超精密切削使用的單晶金剛石刀具要求刃口極為鋒銳，刃口半徑在0.5～0.01μm。因刃口半徑甚小，過去對刃口的測量極為困難，現(xiàn)在已可用原子力顯微鏡（AFM）方便地進行測量。 oHu
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