沈阳精密加工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,其加工尺寸精度已可达10纳米(1纳米=0.001微米)级,沈阳精密加工表面粗糙度达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。纳米级的超精密加工也称为纳米工艺(na沈阳精密加工no-technology) 。沈阳精密加工是处于发展中的跨学科综合技术。
20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等技术的需要而发展起来的精度沈阳精密加工极高的加工技术。超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。到20世纪80年代,加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米),表面粗糙度达1纳米。超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求,需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。沈阳精密加工的精度比传统的沈阳精密加工精密加工提高了一个以上的数量级,除需要采用新的加工方法或新的加工机理之外,对工件材质,加工设备、工具、测量和环境条件等都有特殊的要求。工件材质必须极为细致均匀,并经适当处理以消除内部残余应力,保证高度的尺寸稳定性,防止加工后发生变形。加工设备要有极沈阳精密加工高的运动精度,导轨直沈阳精密加工线性和主轴回转精度要达到0.1微米级,微量进给和定位精度要达到0.01微米级。对环境条件要求严格,须保持恒温、恒湿和空气洁净,并采取有效的防振措施。加工系统的系统误差和随机误差都应控制在 0.1微米级或更小。这些条件是靠综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统和计沈阳精密加工算机控制等各种先进技术获得的。
超精密切削加工
主要有超精密车削、镜面磨削和研磨等。在超精密车床上用经过精细研磨的单晶金刚石车刀进沈阳精密加工行微量车削,切削厚度仅1微米左右,常用于加工有色金属材料的球面、非球面和平面的反射镜等高精度、表面高度光洁的零件。例如加工核聚变装置用的直径为800毫米的沈阳精密加工非球面反射镜,精度可达0.1微米,表面粗糙度为Rz0.05微米。
沈阳精密加工
加工精度以纳米,甚至最终以原子单位(原子晶格距离为0.1~0.2纳米)为目标时,切削加工方法沈阳精密加工已不能适应,需要借助特种加工的方法,即应用化学能、电化学能、热能或电能等,使这些能量超越原子间的结合能,从而去除工件表面的部分原子间的附着、结合或晶格变形,以达到超精密加工的目的。属于这类加工的有机械化学抛沈阳精密加工光、离子溅射和离子注入、电子束曝射、激光束加工、金属蒸镀和分子束外延等。这些方法的特点是沈阳精密加工对表面层物质去除或添加的量可以作极细微的控制。但是要获得超精密的加工精度,仍有赖于精密的加工设备沈阳精密加工和的控制系统,并采用超精密掩膜作中介物。例如超大规模集成电路的制版就是采用电子束对掩膜上的光致抗蚀剂(见光刻)进行曝射,使光致抗蚀剂的原子在电子撞击下直接聚合(或分解)沈阳精密加工,再用显影剂把聚合过的或未聚合过的沈阳精密加工部分溶解掉,制成掩膜。电子束曝射制版需要采用工作台定位精度高达±0.01微米的超精密加工设备。
3异同
传统的机械加工方法(普通加工)与精密和超精密加工方法一样。随着新技术、新工艺、新设备以及新的测试技术和仪器的采用,其加工精度都在不断地提高。
加工精度沈阳精密加工的不断提高,反映了加工工件时材料的分割水平不断由宏观进人微观世界的发展趋势。随着时间的进展,原来认为是难以达到的加工精度会变得相对容易。因此,普通加工、沈阳精密加工和超精密加工只是一个相对概念?其间的界限随着沈阳精密加工时间的推移不断变化。沈阳精密加工精密切削与超精密加工的典型代表是金刚石切削。
以金刚石切削为例。其刀刃口圆弧半径一直在向更小的方向发展。因为它的大小直接影响到被加工表面的粗糙度,与光学镜面的反射率直接有关,对仪器设备的反射率要求越来越高。如激光陀螺反射镜的反射率已提出要达到99.99%,这就必然要求金刚石刀具更加锋利。为了进行切极薄试验,目标是达到切屑厚度nm,其刀具刃口圆弧半径应趋近2.4nm沈阳精密加工。为了达到这个沈阳精密加工高度,促使金刚石研磨机改变了传统的结构。其中主轴轴承采用了空气轴承作为支承,研磨盘的端而跳动可在机床上自行修正,使其端面跳动控制在0.5μm以下。
刀具方面,采用金刚石砂轮,控制背吃刀量和进给量,在超精密磨床上,可以进行延性方式磨削,即纳米磨削。即使是玻璃的表面也可以获得光学镜面。2精密加工和超精密加工的发展趋势从长远发展的观点来看,制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策,是一个国家经济发沈阳精密加工沈阳精密加工展的重要手段之一,同时又是一个国家独立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科技上保持的长远大计。科技的发展对精密加工和超沈阳精密加工精密加工技术也提出了更高的要求。从大到天体望远镜的透镜,小到大规模集成电路线宽μm要求的微细工程和微机械的微纳米尺寸零件,不论体积大小,其尺寸精度都趋近于纳米;零件形状沈阳精密加工也日益复杂化,各种非球面已是当前非常典型的几何形状。微机械技术为超精密制造技术引来一种崭新的态势?它的微细程度使传统的制造技术面临一种新的挑战,促进了各种产品技术性能的提高,发展过程呈现出螺旋式循环发展,直接对科学技术的进步和人类文明作出贡献。对产品高质量、小型化、高可靠性和高性能的追求,使超精密加工技术得以迅速发展,现已成为现代制造工业的重要组成部分。沈阳精密加工
高精度与高效率精密加工和超精密加工虽能获得沈阳精密加工极高的表面质量和表面完整性,但以牺牲加工效率为保证。
探索能兼顾效率与精度的加工方法?成为超精密加工领球研究人员的目标。如半固着磨粒加工、电解磁沈阳精密加工力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法的诞生。
5我国现状
我国精密和沈阳精密加工发展策略我国精密和超精密加工经过数十年的努力,日趋成熟。不论是精密机沈阳精密加工床、金刚石工具,还是精密加工工艺已形成了一整套完整的精密制造技术系统?为推动机械制造向更高层次发展奠定了基础。正在向纳米级精度或毫微米精度迈进?其前景十分令人鼓舞。随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈沈阳精密加工?越来越多的制造业开始将大量的人力、财力和物力投入先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。