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1、超精密加工技术研究现状及发展趋势(南华大学机械工程学院湖南衡阳 421000)摘 要:超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。根据当前国内外超精密加工技术的发展状况,对超精密切削、磨削、研磨以及超精密特种加工及复合加工技术进行综述,简单地对超精密加工的发展趋势进行预测。关键词:加工精度;超精密加工技术;超精密特种加工;纳米技术;复合加工Progressesandtrendsinresearchesonultra-precisionmachiningtechnologyDengmingzhong(sc
2、hoolofmechanicalengineering,UniversityofSouthChina,Hengyanghunan 421000,China)Abstract:Ultra-precisionmachiningtechnologyisintegratedinseveraltechnologies.Ultra-precisionmachiningisinvariablyusedintheproductionofcomponentsofthehighestqualityintermsofformaccuracy,surfacefinisha
3、ccuracyandsurfaceintegrity.Basedontheconsultationofagreatdealofdomesticandoverseaslatestdata,thedevelopmentofultra-precisionmachiningtechnology,theultra-precisioncutting、grinding、lappingaswellasnontraditionalultra-precisionmachiningandcompoundmachiningtechnologyareover-viewed,
4、theprobablefurthertrendofultra-precisionmachiningisforecasted.Keywords:machiningaccuracy;ultra-precisionmachiningtechnology;nontraditionalultra-precisionmachining;nanotechnology;compoundmachining1 引 言通常按加工精度划分,可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工。在不同的历史阶段,不同的科学技术发展水平下,对超精密加工有不同的定义,由于生产技术的不
5、断发展,划分的界限不断变化。过去的超精密加工对今天来说可能已经是普通加工了,所以对其划分的界限是相对的,而且在具体数值上至今没有确切的界限。现阶段通常把被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术称为超精密加工技术[1],也可以理解为超精密加工就是在超精密机床设备上,利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动,对材料进行微量切削,以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程,其精度从微米到亚微米,乃至纳米。超精密加工技术是现代高技术战争的重要支撑技术,是现代高科技产业和科学技术的发展基础,是现代制造科学的发展方
6、向[2]。超精密加工技术是世界各国争相发展的关键技术,各国已把超精密加工技术列为国家重点发展的技术,而且成为衡量一个国家制造水平的标志。超精密加工技术是美国20世纪60年代初用单刃金刚石工具切削铝合金获得镜面开始的,是基于宇航和军事技术的需要发展起来的超精密加工技术综合应用了机械技术发展的新成果及现代光电技术、计算机技术、测量技术和传感技术等先进技术。同时,作为现代高科技的基础技术和重要组成部分,它推动着现代机械、光学、半导体、传感技术、电子、测量技术以及材料科学的发展进步。超精密加工在现代武器和一些尖端产品制造中具有举足轻重的地位,是其它一些加工
7、方法无可替代的,它不仅可以应用于国防,而且可以广泛地应用于比较高端的民用产品中,是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。2 超精密加工技术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、离子束、等离子加工、激光束加工以及电加工等)以及最新研发的纳米技术。2.1 超精密切削加工超精密切削加工是采用金刚石刀具在超精密机床上进行超精密切削,可以加工出光洁度极高的镜面。金刚石刀具的优点在于其与有色金属亲和力小,硬度、耐磨性以及导热性都非常优越,且能
8、刃磨得非常锋利,其刃口圆弧半径可小于R0.01μm,实际应用的一般为R0.05μm,可加工出优于Ra0.01μm的表面粗糙
