超精密轴系结构最佳方案的确定方法

目前超精密机床和仪器的主轴回转精度已从微米级向着亚微米级甚至毫微米级发展,采用何种轴系结构来达到这些精度是设计制造者所关注的一个重要问题。作者在研制超精密轴系过程中,采用多目标决策分析法确定其最佳结构方案,取得良好效果。     

金属加工机械制造业关键技术分析——超精密加工技术

１．技术概要机械制造技术在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，其精度从微米级提高到亚微米级，乃至纳米级。就目前的加工技术而言，超精密加工技术是为了获得零件加工的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度均优于亚微米级的综合技术措施，并向纳米级加工发展。纳米级加工是指零件加工的尺寸精度、形状精度和表面粗糙均为纳米级（＜１０nm，即＜０．０１μm）。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨（机械研磨、机械化学研磨、研抛、非接触式浮动研磨、弹性发射加工等）以及超精密特种加工（电子束、离子…     

超精密机床的新发展（上）

一、概述精密和超精密加工技术对尖端技术的发展起着非常重要的作用。各国都投入很大人力物力发展精密和超精密加工技术。精密和超精密机床是实现精密和超精密加工首要基础条件，近年世界各国精密和超精密机床发展提高迅速，现在已达到极高的水平。到第二次世界大战前后精密机床的发展已逐渐成熟，不仅精度高，而且品种齐全，例如国际上素负盛名的瑞士Shaublin，西德的Boley，美国Hardinge等公司的精密车床主轴回转精度在1um以内，直线度可达＜1μm／100mm，瑞士Studer，美国BrownSharp公司的精密磨床磨出三件圆度在0．5～～1μm，精密坐…     

欢迎赐稿Frontiers of Mechanical Engineering(机械工程前沿)“超精密加工”专栏

<正>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一种加工技术。到80年代初,其最高加工尺寸精度已可达10纳米级,表面粗糙度达1纳米,加工的最小尺寸达1微米,正在向纳米级加工尺寸精度的目标前进。超精密加工是处于发展中的跨学科综合技术。出于航天、国防等尖端技术发展的需要,超精密加工技术主要用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人     

超精密加工技术

超精密加工是从1960年开始发展起来的一项新技术。所谓超精密加工是指加工精度达到0.1～0.01微米的加工。 由图1可以看出,在19世纪下半叶,加工精度为1毫米级;进入20世纪,能可靠地达到10微米级,从而使零件有严格互换要求的军火工业得到迅速发展。现在,由于超精密加工的应用,不但提高了机床的性能和可靠性,而且保证一些新技术的实现(例如超大规模集成电路)。因此,随着加工技术的发展,过去作为超精密加工的技术,现在已是被作为精密加工技术而应用于成批生产。要想将超精密加工技术成批用于生产,就得研制一种适应这一工艺特点的特殊机床。在没有…     

日本超精密车床的专利技术

超精密车床的加工精度已达到超微米级,但是在专利方面却很少有革新性的技术。本文介绍几个近两。三年来日本所公布的比较引人感兴趣的超精密车床方面的专利。 1.机床小型化、’ 图1是为追求机床小型化而发明的一种超精密车床(日本专利特开昭62-54602号)。图1a是该车床结构布局,     

超精密微小型复合加工机床精度稳定性研究现状

针对超精密微小型复合加工机床的精度时变性和非线性变动问题,综述了超精密机床结构设计、超精密加工精度稳定性、热因素对超精密加工精度影响、结构蠕变引起精度变动4个典型方面的研究状况,提出超精密微小型复合加工机床的精度稳定性主要受到力、热、环境变动所引起的结构亚微米级精度的时空变化,并且这些变化的影响机理、变动规律属于非线性特征,因此,超精密复合加工精度稳定性的实现必须解决这些问题。     

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。     

超精密球面加工设备通过鉴定验收

由北京机床所精密机电有限公司承担的国家863计划《超精密球面加工设备的研制》项目，2005年1月通过了由中国机械工业联合会组织的专家鉴定验收。超精密球面加工设备是针对国家急需的高精度球面加工需求，能够满足薄壁易变形、表面粗糙度要求高而研发的加工设备。机床采用整体减震结构、超精密气浮主轴和回转工作台、精密的两轴气浮导轨，机床加工精度满足了国家对高精度球体加工的急需。     

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.     

超精密球面加工设备通过验收

日前，由北京机床研究所精密机电有限公司承担的国家863计划“超精密球面加工设备的研制”项目，通过了中国机械工业联合会组织的专家鉴定验收。针对国家亟需的高精度球而加工需求，该机能够满足薄壁易变形、表面精度要求高的加工。机床采用整体减震结构，超精密气浮主轴和回转工作台，精密的两轴气浮导轨，机床加工精度满足了国家对高精度球体加工的需求。     

超精密加工的高效率低价格化研究

五年前,《机床》曾经概略地介绍过“六五”期间我所为满足我国四化的需要,在超精密加工领域做过的一些工作[1]。其做法就是为达到“超精密”的水平,把机床的精度做得更高,钻石刀刃磨得更锋利、平整,工件装卡的变形更小,环境控制更严等等。毫无疑问,还需要进一步提高“超精密”的水平。例如,近五年我所完成了分辨率为0.01μm的工作台伺服驱动系统和数控系统[2],开发了超精密加工机床现场动平衡测量系统[3]等提高加工精度的项目。在试验室的条件下,用JCS-031型超精密机床加工无氧铜,可以达到Rα2nm左右的表面粗糙度(图1)。在图中进刀纹觉察…     

精密和超精密加工技术

1.精密和超精密加工的概念和形成 精密和超精密加工是在70年代提出的,在美国、日本和英国等国得到了重视和急速发展。精密和超精密加工从加工精度的角度反映了加工技术的发展,通常,将加工技术分为一般加工、精密加工和超精密加工三个阶段;有些国家的学者将它分为一般加工、高精度加工、精密加工和超精密加工四个阶段。对当前来说,精加工是指加工精度为1～0.1μm、表面粗糙度为R_a0.1～0.025μm的加工技术;超精密加工是指加工精度高于0.1μm、表面粗糙度小于R_a0.025μm的加工技术。这一定量数据是相对的,将随着加工技术的不断发展而改变,即过去的精密加工对今天来     

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。     

第6届上银优秀机械博士论文奖——金奖 亚纳米精度光学表面离子束修形的基础研究

<正>戴一帆超精密加工是以追求高精度为目标的制造技术,纳米精度制造代表其发展前沿,以极大规模集成电路光刻制造、惯性约束聚变和高分对地观测等为代表的国家重大工程迫切需要纳米精度制造技术的支撑。论文面向国家重大需求和超精密加工发展前沿,开展亚纳米精度制造的基础研究,寻求光学表面加工精度的突破。主要研究内容如下:(1)区别于传统超精密切削加工依靠机床运动轨迹创成的表面成型方法,研究误差高点的可控去除理论,掌握了离子束溅射作用下材料原子分子量级的可控去除机理,奠定了亚纳米制造的理论基础;优化设计了具有材料添加和去除功能的离子     

小口径非球面斜轴磨削及磁流变抛光组合加工工艺及装备技术研究

为提高小口径非球面模具加工效率和加工精度,提出一种结合斜轴超精密磨削和斜轴磁流变抛光的组合加工方法,将两种超精密加工方法集成在一台机床上,以缩短装夹时间以及降低装夹误差。研制新型的小口径非球面超精密复合加工机床,对直径Ф6.6 mm的非球面碳化钨模具进行了加工试验。斜轴磨削后加工表面粗糙度达到R_a 6.8 nm,斜轴磁流变抛光后表面粗糙度达到R_a 0.7 nm,面型精度可以达到PV 221 nm。结果表明,所开发的小口径非球面超精密复合加工装备能达到加工要求,可有效提高加工精度和加工效率。     

超精加工机床静压空气轴承的主轴部件

超精加工机床静压空气轴承的主轴部件哈尔滨工业大学吴起，王扬，袁哲俊随着航天技术、微电子、原子能、信息等高科技的发展．对于产品的加工精度要求越来越高．加工精度逐步由亚微米向毫微米级直至纳米级趋近．因而对与此相关的加工设备提出了很高的要求。而作为加工设备...     

超精密加工的概况与展望 上

近20年来,精密加工正在走向超精密加工的领域。我国在70年代,上海机床厂就研制战功磁盘车床,继之,航空部625所研制超精密球体车床,北京机床研究所研制成超精密铣床、超精密车床。在80年代初,沈阳第一机床厂研制成超精密车床,并商品化,为我国的超精密加工技术的发展铺平了道路。金刚石切削技术是超精密加工的重要组成部分,     

非球面曲面超精密加工机床研制成功

2003年5月的一天,一块亮如镜面的铝材凸球面车削样件被小心翼翼地从非球面曲面超精加工机床卸下,送入国家级光学计量检验中心检验。检验结果为:车削加工样件的面形精度PV=0.228μm,表面粗糙度Ra=0.0078μm,这意味着表面粗糙度仅有不到8nm。这是三○三所研制的非球面曲面超精密加工机床在用户西安应用光学研究所进行交付验收时的一个场景。非球面曲面超精密加工机床的成功研制,表明三○三所超精密加工技术国防科技重点实验室比较全面地攻克了非球面曲面光学零件的超精密加工与测量的关键技术,打破了国外的技术封锁,使我国的非球面曲面光学…     

超精密加工机床的发展

机械制造技术从提高精度与提高生产率两个方面同时迅速发展起来。在提高生产率方面,提高自动化程度是各国致力发展的方向,而提高精度方面它从微米级发展到亚微米级,乃至纳米级,其应用范围日趋广泛。 超精密加工的精度≤1μm量级,虽然这是一项涉及工艺、工具、机床、测量、环境诸因素的系统工程,但机床仍