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精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿


   随着科学技术的不断进步,对精度、效率、质量的要求愈来愈高,超精密加工技术就是要向加工精度的极限冲刺,应该说,这种极限是无限的,当前的目标是向纳米级进军,而现状是处于亚微米级水平。
  
  超精密加工理论基础和应用技术的发展,提出了量子技术、量子能量的利用,并将和太空技术联系起来。
  
  2.向大型化、微型化方向发展
  
  由于航天航空等技术的发展,大型光电子器件要求大型超精密加工设备,如美国研制的加工直径为2.4~4m的大型光学器件超精密加工机床。
  
  由于微型机械、集成电路的发展,超精密加工技术向微型化发展,如微型传感器,微型驱动元件和动力装置、微型航空航天器件等。
  
  3.向加工检测一体化发展
  
  由于超精密加工的精度很高,必须发展相应的检测技术才能适应其要求;同时,采用加工和检测独立进行的方法可能由于安装等误差而不能实现,因此,要采用在位检测方法,使加工检测一体化。
  
  4.在线检测与误差补偿
  
  超精密加工的精度很高,影响因素多且复杂,进行在线检测、工况监控以确保加工质量及其稳定性是十分必要的。由于超精密加工的精度很高,加工设备本身的精度有时很难满足要求,就要采用在线检测和误差补偿的方法来提高精度,保证加工质量的要求。
  
  5.新型超精密加工方法的机理
  
  加工机理的研究是新技术的生长点,超精密加工机理涉及微观世界和物质内部结构,所利用的能源包括机、光、电、声、热、化、磁、原子等,十分广泛。不仅可以采用分离去除加工,而且可以采用分层堆积加工方法;既可采取单独加工方法,更可采用复合加工方法。加工机理的研究往往具有突破性。
  
  6.新材料的研究
  
  新材料包括新的工具材料(切削、磨削)和被加工材料。精密加工和超精密加工的被加工材料对其加工质量的影响极大,其化学成分、力学机械性能均有严格要求,亟待研究。
  
  当前,精密加工和超精密加工在我国急需要研究的是实用化,将一些成熟或比较成熟的精密加工和超精密加工技术推广到实际中去,以提高加工技术的水平,使生产的机械产品质量更好、生产率更高。

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