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     

复杂曲面零件超精密加工方法的研究进展

超精密加工技术是降低工件表面粗糙度、去除损伤层,获得高形状精度、表面精度和表面完整性的终加工手段。复杂曲面零件的广泛应用和精度要求的不断提高,取决于复杂曲面零件的超精密加工技术。概述了复杂曲面零件的超精密成形加工、超精密抛光等加工方法,分析各种典型加工方法和材料去除机理,从加工精度、工具与曲面吻合度、加工效率与成本、环境友好性等方面对几种复杂曲面超精密加工方法进行比较。对复杂曲面零件超精密加工技术的发展趋势进行预测。     

超精密加工现状综述

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.精密光学、机械、电子系统中所用的先进陶瓷或光学玻璃元件通常需要非常高的形状精度和表面精度(如0.1 nm级表面粗糙度)及较小的加工变质层.掌握超精密加工过程中材料去除规律和损伤层特性对提高加工的稳定性与经济性十分重要.对超精密加工中的超精密切削、超精密磨削和超精密研磨抛光技术进行综述,重点介绍各种典型加工方法及其材料去除机理.从加工精度和加工效率角度对上述几类超精密加工方法进行比较,介绍以实现高效精密加工为目的的半固着磨粒加工技术.对超精密加工的发展趋势进行预测.     

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.     

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…     

非球面超精密抛光技术研究现状

非球面应用范围的拓展以及应用精度要求的不断提高对非球面元件的尺寸精度与表面质量提出了更高要求;作为终加工手段,非球面超精密抛光技术也越来越受到世界各国的重视。掌握非球面超精密抛光过程中的材料去除机理以及由此导致的亚表面损伤等特性对提高非球面抛光的精度与效率十分重要。对非球面抛光技术的发展进行回顾,并根据非球面超精密抛光技术的发展脉络,阐述当前主要非球面超精密抛光技术的加工原理及加工实例,随后从亚表面损伤、边缘效应等方面对几种非球面超精密抛光技术进行比较,并以提高抛光精度与效率为目标,对非球面超精密抛光技术的发展趋势进行预测。     

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。     

超精密加工技术与直线电动机在超精密加工装备中的应用

超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,通过超精密加工能够使被加工零件的形状精度、表面粗糙度和表面完整性达到空前的水平。直线电动机以其独特的优势,在超精密装备中得到更广泛的应用。本文主要针对超精密加工技术与直线电动机在超精密装备中的应用,以及在国内外的发展状况进行了阐述,重点提出了超精密加工技术与直线电动机在加工制造业中应用的明显优势,同时也说明了它们的一些缺点及可行的解决方法。     

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。     

表面微观V形槽的超精密加工技术研究

表面微观V形槽是一种常见的微结构形式,应用广泛,加工精度要求高。对表面微观V形槽的超精密加工技术进行了研究,应用单点金刚石切削,分析刀具角度、切削参数、装夹方式、冷却润滑条件、进刀轨迹等影响加工质量的因素,并通过切削试验进行验证。通过试验,在平面和曲面上分别加工出了高精度表面微观V形槽,实现了微结构的超精密加工。     

滚珠丝杠传动机构的微动特性及轨迹跟踪控制

滚珠丝杠传动的机床进给机构在微观运动条件下的各种非线性因素和进给系统较高的机械增益是影响机床运动的控制精度进一步提高的主要因素.本文研究了滚珠丝杠进给机构的微动特性,结果表明库仑摩擦和微弹性现象是滚珠丝杠在微动条件下的主要运动特性.针对这一特性,提出了一种基于误差的增益自适应控制器,该控制器能够有效地提高系统的稳定性,并能保证足够的控制精度.对幅值为1μm的正弦输入,其跟踪控制误差小于0.04μm.对幅值为1mm的正弦输入,其跟踪控制误差为0.5μm.     

精密球超精密加工技术的研究进展

掌握精密球超精密加工过程中的球面研磨轨迹分布特性以及各工艺参数对加工结果的影响,对提高精密球加工精度与效率十分重要。对精密球超精密加工技术的发展及研磨均匀性的评价进行回顾,并根据精密球超精密加工技术的发展脉络,阐述当前主要精密球超精密加工技术的加工原理及加工实例。从材料去除率、加工精度、批一致性等方面对几种精密球超精密加工技术进行比较,并以提高加工精度及加工效率为目标,对精密球超精密加工技术的发展趋势进行预测。     

综论超精密加工技术的发展

介绍超精密加工技术的发展,并展望其前景;阐述超精密切削加工及超精密砂轮磨削加工中的核心技术,对超精密加工技术的研发和创新有参考意义。     

光学表面超精密加工技术

介绍了国内外光学器件超精密加工的各种先进方法 ,重点阐述了磁流变抛光技术及其抛光机理和关键技术。并对光学超精密加工技术的发展进行了展望     

超精密加工误差补偿技术研究综述

超精密加工技术是高端制造领域的一项关键技术,当前超精密加工已进入纳米尺度,掌握超精密加工误差控制关键技术、保障并提高数控机床的加工精度,已经成为提高加工制造水平的研究热点。系统总结了超精密加工误差补偿技术研究现状及发展趋势,重点介绍了对超精密加工影响最大的几何误差、力诱导误差、热诱导误差及其补偿方法。在此基础上,深入探讨了超精密加工在几何误差分离,切削力、热诱导误差测量与补偿等方面存在的一系列问题,进一步指出超精密加工误差补偿技术还应关注其向高效、高精,通用化,模块化,智能化及柔性化的发展方向。     

光学自由曲面的超精密加工技术及应用

光学自由曲面是指非对称性、不规则、不适合用统一的光学方程式来描述的光学曲面.自由曲面光学元件在光电产品及光通讯产品中的应用日益广泛.采用多轴超精密金刚石机床加工光学自由曲面,可达到亚微米级形状精度和纳米级表面粗糙的高精度水平.文章介绍了光学自由曲面的超精密加工技术及其在光电产品领域的应用,并开发适合几种典型光学自由曲面超精密加工的刀具轨迹自动生成软件.     

电化学机械精准光整加工技术研究

介绍了该研究组近年来在电化学机械精准光整加工技术研究方面的工作进展情况,包括：光整过程中同时完成形状成形的光整与成形复合加工技术;同时改善零件精密度和表面形貌的跨尺度精确成形加工技术;保证精密度条件下改善表面形貌的自由曲面零件手持式工具光整加工技术。研究工作表明：通过合理优化电化学机械加工工艺系统结构和参数,对于齿轮、轴承等规则表面零件,可以实现同时改善零件精度和表面几何形貌;对于非规则表面零件,可以在保证零件精密度条件下改善零件表面几何形貌。     

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。     

三坐标精密运动平台底座的设计

在超精密加工中，大行程驱动与高精度进给是难以解决的矛盾，也是多坐标超精密加工的难点。文中以建成较大尺度三维结构的制造系统原型机为目标，进行了三坐标精密运动平台底座的设计工作，运用ANSYS软件完成了平台的静态变形和动态特性的分析，通过对平台的设计方案进行比较，完成了运动平台底座的设计。