精密和超精密加工技术的新进展

精密和超精密加工技术的发展,直接影响尖端技术和国防工业的发展。世界各国都极为重视,投入很大力量进行开发研究,故近年来发展迅速。本文介绍了国内外精密和超精密加工技术各主要领域的最新进展:精密和超精密机床的新发展,超精密切削机理和金刚石刀具的研究,精密镜面磨削和研磨技术的新发展,非球曲面精加工技术的发展以及微型机械制造中的精微加工技术的发展;提出我国应重视精密加工的研究,加大投入,加速提高我国精密和超精密加工技术水平。     

加速发展我国的精密和超精密加工技术

精密和超精密加工技术是机械制造最主要的发展方向之一。本文介绍了精密和超精密加工技术的最新发展情况,如金刚石超精密切削、精密磨削和研磨、精密和超精密机床、精密加工中的检测和误差补偿、精加工的环境条件等。最后提出对我国发展精密和超精密加工技术的一些意见。     

超精密加工机床发展现状与趋势

超精密加工技术是高端制造领域的一项关键技术,而超精密加工机床装备则是超精密加工技术的重要载体。通过系统总结超精密加工机床的发展现状,重点介绍典型结构的超精密加工机床,从加工精度和加工性能的角度对上述几类超精密加工机床进行比较分析,并对超精密加工的发展趋势进行预测。     

超精密加工技术的发展状况

根据当前国内外超精密加工机床的发展状况,分析了影响超精密机床加工精度的各种因素,简要地介绍了温度、振动、洁净度等加工环境因素对超精密加工精度的影响,以及提高超精密加工精度应采取的措施。     

非球面超精密加工机床的发展状况

超精密加工设备和技术是先进光学制造技术的基础和关键，也是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。文中介绍了国内外超精密非球面加工机床的发展状况、应用背景及其关键技术指标。     

超精密磨粒加工新发展及应用

随着科学技术的迅猛发展和新材料的不断出现,人们对零件加工的精度及表面质量要求越来越高。磨削技术一直是一种精密超精密加工方法,近年来精密超精密磨削技术也得到了迅速的发展,出现了许多新的磨削方法和应用。文章围绕超精密磨粒加工技术最新发展及应用,分别介绍了在超精密磨削装备、固结磨粒的超精密磨削和自由磨粒精密超精密磨削方面相关技术新的发展情况。并在此基础上对超精密磨粒加工的发展进行了展望。     

国家超精密机床工程技术研究中心通过验收评审

国家超精密机床工程技术研究中心于2008年底通过了由科技部组织的验收评审。该中心依托于北京机床研究所,以满足超精密加工制造为主要目标,系统地研究超精密加工机理、超精密机床设计、超精密机床及功能部件制造、超精密检测、超精密加工工艺、超精密制造环境以及超精密制造成套工程技术。通过工程化、产业化开发,促进超精密机床技术的研究和应用推广,     

超精密加工及其关键技术的发展

超精密加工是现代制造技术的一个重要组成部分,是众多大型系统实现简化和扩展功能的必要基础。几上来,超精密加工技术在精度和手段上都有了质的飞跃。依据超必机床各子系统的功能特点介绍了超精密加工的共性技术及其最新发展动态,最后阐述了提高超精密加工精度的途径和方法。     

超精密加工技术的发展及对策

介绍超精密加工及其应用背景,发展动向,以及超精密加工关键技术的一些最新成果,从超精密加工技术推广应用的角度阐述其模块化,廉价化发展趋势,同时就如何发展诸如模块化部件,执行系统,测量控制和环境控制等超精密加工关键技术提出一些新的观点和方法。     

超精密加工领域科学技术发展研究

超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段.随着对产品质量和多样化的要求日益提高,对超精密加工提出更多、更高的要求.超精密加工技术已成为包含当代最新科技成果的一个复杂系统工程.介绍各种超精密加工技术的内涵、应用范围、国内外研究现状、发展过程与趋势以及未来应研究开发的重要科学技术问题.从加工精度、加工质量和加工效率角度对先进的具有代表性的超精密加工机床、超精密切削、超精密磨削和超精密抛光技术进行重点评述和比较.分析我国在超精密加工领域中存在的主要问题以及与国外先进技术的差距,对超精密加工的技术发展趋势进行预测,提出我国本领域基础研究、技术及产业发展策略与对策.     

Dynamic Accuracy Design Method of Ultra-precision Machine Tool

Ultra-precision machine tool is the most important physical tool to machining the workpiece with the frequency domain error requirement, in the design process of which the dynamic accuracy design(DAD) is indispensable and the related research is rarely available. In light of above reasons, a DAD method of ultra-precision machine tool is proposed in this paper, which is based on the frequency domain error allocation.The basic procedure and enabling knowledge of the DAD method is introduced. The application case of DAD method in the ultra-precision flycutting machine tool for KDP crystal machining is described to show the procedure detailedly. In this case, the KDP workpiece surface has the requirements in four different spatial frequency bands, and the emphasis for this study is put on the middle-frequency band with the PSD specifications. The results of the application case basically show the feasibility of the proposed DAD method. The DAD method of ultra-precision machine tool can effectively minimize the technical risk and improve the machining reliability of the designed machine tool. This paper will play an important role in the design and manufacture of new ultra-precision machine tool.     

超精密非球面镜面计算机辅助设计与应用

非球面镜面加工技术的研究已经成为先进制造技术的核心问题之一,相关的超精密装备制造关键技术除了机床本体,最重要的是系统控制软件及应用软件的开发,这是制约自主产权的超精密加工装备技术发展的瓶颈问题之一。结合作者在日本从事NEDO项目合作的实际经验,深入细致地阐述了超精密非球面镜面计算机辅助设计(CAD)系统的算法原理、系统结构及系统实现,并通过实际的光学镜面设计实例,介绍SGT-CAM软件系统具体开发及应用,为超精密非球面镜面的计算机辅助加工打下了基础。该系统已经成功地应用于自行开发的小型超精密镜面加工机SGT100上,形状误差小于100纳米,表面粗糙度小于5纳米,得到有关专家的充分肯定。     

Effects of Comprehensive Eccentricity of Involute Cam on Gear Profile Deviations

The manufacturing accuracy of ultra-precision master gears signifies the technological capability of the ultra-precision gear.Currently,there is little report about the manufacturing technologies of ultra-precision master gears at home and aboard.In order to meet the requirement of grinding ultra precision master gear,the gear grinder with flat-faced wheel Y7125 is chosen as the object machine tool and the geometric model of its precision generating part,the involute cam,is established.According to the stru...     

步进电动机驱动的四轴超精密机床

文章介绍了凯泽斯劳滕大学新开发一种步进电动机驱的四轴超精密机床的结构、工作原理及步进电动机控制系统。该机床具有纳米级运动精度，可以加工圆柱、球面及非球面等光学表面，表面粗糙度值小于5nm。     

Integrated simulation method for interaction between manufacturing process and machine tool

The interaction between the machining process and the machine tool (IMPMT) plays an important role on high precision components manufacturing. However, most researches are focused on the machining process or the machine tool separately, and the interaction between them has been always overlooked. In this paper, a novel simplified method is proposed to realize the simulation of IMPMT by combining use the finite element method and state space method. In this method, the transfer function of the machine tool is built as a small state space. The small state space is obtained from the complicated finite element model of the whole machine tool. Furthermore, the control system of the machine tool is integrated with the transfer function of the machine tool to generate the cutting trajectory. Then, the tool tip response under the cutting force is used to predict the machined surface. Finally, a case study is carried out for a fly-cutting machining process, the dynamic response analysis of an ultra-precision fly-cutting machine tool and the machined surface verifies the effectiveness of this method. This research proposes a simplified method to study the IMPMT, the relationships between the machining process and the machine tool are established and the surface generation is obtained.     

辊筒模具超精密机床系统设计与工艺

为了提高国内大尺寸光学微结构薄膜的光学级模具制造水平,打破国外在辊筒模具超精密加工装备的垄断,完成了国内首台套大尺寸光学微结构辊筒模具超精密机床的设计、集成以及典型微结构工艺的研究工作。首先,根据辊筒模具表面微结构加工工艺的特点,分析了辊筒模具超精密机床的关键技术并完成了机床结构与运动控制系统设计。在机床系统集成后,完成了运动控制系统的调试。直线轴执行阶梯运动完成了直线轴运动分辨率的测试。其次,通过准直仪和激光干涉仪完成了机床关键轴系的直线度及定位精度的测试和补偿。最后,采用多步切削法切削实验,以降低毛刺高度为目标,完成了V槽阵列的加工工艺参数优化。经测试,该超精密加工机床的直线运动分辨可达到5nm,直线轴的双向定位精度均优于1μm/1 100mm;采用多步切削法加工V槽阵列,最后一次切削深度建议在1~2μm,可以获得合格的V槽阵列。     

超精密机床开放式测量系统的研究

作为重点技术攻关项目，超精密机床的研制关键在于在线检测系统能否准确地定位测量。本文研究了精密定位测量系统，采用开放式体系结构，因而使系统具有通用性好、适应性强、采集速度快、结构紧凑的特点，为实现超精密加工奠定了基础。     

超精密加工机的机械设计

分析超精密加工技术的发展背景和发展动向，着重介绍超精密加工机的机械设计，包括整体设计、主轴和主轴轴承以及进给系统等几个重要部分的设计思想和要点。     

智能机床的研究现状与发展趋势

详细介绍了智能机床的发展意义和过程,智能机床的研究应用为装备制造业的全面自动化创造了条件。以一种智能机床为例,对其功能系统和特点进行了研究,展示了智能机床的一般工作原理。总结了当前智能机床的最新研究成果,并预测了今后智能机床的发展趋势。     

日本工具量具企业参观印象

介绍了日本工具量具企业在先进刀具材料及涂层技术的应用、工具量具制造技术、超精密测量技术等方面的发展近况。