淺析超精密加工機床現(xiàn)狀及展望

1、淺析超精密加工機床現(xiàn)狀及展望淺析超精密加工機床現(xiàn)狀及展望張建鋒學號：11309017(汕頭大學機械工程學院廣東)摘要：本文主要討論超精密加工以及加工機床的發(fā)展歷程、國內(nèi)外現(xiàn)狀、關鍵技術要點以及展望。通過對超精密加工機床的現(xiàn)狀和難點分析，總結(jié)了未來超精密加工機床的發(fā)展趨勢，并且具體給出了超精密加工機床的重點需要突破革新的要點和對策。關鍵字：超精密加工、超精密加工機床、精度、效率。0前言超精密加工技術是20世紀60年代為了適應核能、大規(guī)模集

2、成電路、激光和航天等尖端技術的需要而發(fā)展起來的精度極高的一種加工技術。超精密加工技術是現(xiàn)代制造技術之一，它與傳統(tǒng)加工在加工方法、加工精度等方面有著本質(zhì)的區(qū)別，是零件加工精度和質(zhì)量的飛躍。超精密加工是世界科技發(fā)展的重要前沿領域，主要包含有超精密制造、超精密檢測、超精密環(huán)境控制及其各類輔助研究分支。大部分儀器系統(tǒng)和設備都是通過機床加工出來的，如隱形眼鏡就是用超精密數(shù)控車床加工而成的。目前隱形眼鏡的加工工藝主要有三種：分別是旋轉(zhuǎn)成型工藝、切削

3、成型工藝和模壓成型工藝。計算機硬盤驅(qū)動器、光盤和復印機等高技術產(chǎn)品的很多精密零件都是用超精密加工手段制成。當現(xiàn)有加工設備不能滿足零件加工要求時，必然要設計新設備，這就是我們經(jīng)常提起的超精密機床的研究，而超精密加工機床的結(jié)構設計是其中最關鍵的技術之一。一個高精密機床的設計不僅僅是機械部門一個單元能完成的，它受到材料、物理、設計和工藝水平等多個環(huán)節(jié)和整個系統(tǒng)的綜合影響。本文主要從超精密加工的起源、內(nèi)涵、影響因素、研究方向和對策等方面來闡述超

4、精密加工機床結(jié)構。1超精密加工相關知識概述超精密加工目前尚沒有統(tǒng)一的定義，在不同歷史時期，不同的科學技術發(fā)展水平的情況下，有不同的理解。通常我們認為一定尺寸的被加工零件的尺寸精度和形位精度達到零點幾微米，表面粗糙度優(yōu)于百分之幾微米的加工技術為醫(yī)療器械和人造器官等，很多小型和超小型電子和光學零件的超精密加工技術方面甚至超過了美國[3]。2超精密加工機床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.1國外超精密加工機床技術現(xiàn)狀發(fā)展超精密機床是發(fā)展超精密加工的極重要內(nèi)

5、容，各發(fā)達國家都發(fā)展了多種超精密機床。超精密機床也向著高精度、多功能和高效專用方向發(fā)展。2.1.1美國生產(chǎn)的超精密加工機床美國是開展超精密加工技術研究最早的國家，也是迄今處于世界領先地位的國家。早在20世紀50年代末，由于航天等尖端技術發(fā)展的需要，美國首先發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術，并發(fā)展了相應的空氣軸承主軸的超精密機床。美國Moe公司2000年生產(chǎn)的五軸聯(lián)動500FG超精密機床不僅可以加工精密回轉(zhuǎn)體非球曲面，還可以加工精密自由曲

6、面。該加床空氣軸承主軸轉(zhuǎn)速20~2000rmin，主軸回轉(zhuǎn)誤差≤0.025μm。液體靜壓導軌由無刷直線電機驅(qū)動，直線度誤差≤0.025μm300mm，定位精度0.3μm[4]。2.1.2英國生產(chǎn)的超精密加工機床在超精密加工技術領域，英國克蘭菲爾德技術學院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所(簡稱CUPE)享有較高聲譽，他是當今世界精密工程研究中心之一，是英國超精密加工技術水平的獨特代表。英國Cranfield精加工中心于1991年研制成功的O