【正文】 相類似的振動輸出和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)樣式 ,但兩者的持續(xù)時間、振動強(qiáng)度和人們研究的物理量大體卻不相同 [5]。℃ ）之間，而也可使用恒溫室來進(jìn)行整體的恒溫，為了降低能耗，一般夏季控制在 23℃ ，冬季控制在 17℃ 。此外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)孫希威等 [4]首先對大氣等離子體拋光技術(shù)看展了探究，對于單晶硅片的加工試驗(yàn)獲得了較為滿意的成果。 當(dāng)今國際范圍內(nèi)的超精密加工技術(shù)大國以日本、歐洲和美國為首，但是它們各自發(fā)展的關(guān)注重點(diǎn)又不盡相同。總體上看，產(chǎn)品精度的不斷提升促使產(chǎn)業(yè)有產(chǎn)品微型化的趨勢 ,并且提高了產(chǎn)品零件之間的可置換性 ,有效提升了組裝裝配的效率 ,提高產(chǎn)業(yè) 的整體自動化程度。它綜合運(yùn)用了機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的最新的研究成果以及現(xiàn)代電子訊息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代測量 和電腦技術(shù)等高新技術(shù)，是衡量一個國家科技水平和綜合國力的重要依據(jù)，因此受到各個工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視。上個世紀(jì)八十年代末期，美國投入大量研究資金和人力，成功研制了大型光學(xué)超精密加工車床，也成功成為了超精密加工領(lǐng)域的一個里程碑。 北京機(jī)床研究所我國研究超精密加工技術(shù)的重要研究所之一，研制成功了 NAM800 型納米數(shù)控車床納米級加工機(jī)床。通常在超精密加工中要求的潔凈度為 100級，就是 1m179。 空氣環(huán)境的指標(biāo)的控制主要是控制產(chǎn)生塵埃的量，不帶入塵埃并不在加工過程中產(chǎn)生塵埃，操作人員要穿著無塵操作服，設(shè)立除塵室清除灰塵；安裝空氣控制過濾裝置，有效調(diào)節(jié)氣流速度；控制加工環(huán)境對于外部環(huán)境的正壓，防止外部空氣的介入。 自然界的某些自然活動也會引發(fā)振動 ,最主要的有風(fēng)、海浪潮汐、高低壓氣團(tuán)交匯等環(huán)境所造成的。振動傳播途徑和相關(guān)隔振理論及隔振措施等問題。而相對于隔振的對象來說，現(xiàn)在的隔振措施分為主動隔振和被動隔振。此外 ,在空氣彈黃和附加氣室之間加設(shè)一個節(jié)流孔 ,使得彈簧變形時空氣流經(jīng)節(jié)流孔產(chǎn)生能量耗散 ,從而衰減部分振動。當(dāng)取隔振溝寬度為振動波長的 1/20時 ,溝的深度越接近振動波長 A,振幅降低越多。合理選擇 動力設(shè)備的結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)造、重心位置、擾力方向等 ,從而減小不平衡 14 的離心慣性力。 振動主動控制是近二十年才開始研究的重要課題 ,是在振動控制過程中 ,通過傳感器檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)的振動 ,經(jīng)過計(jì)算機(jī)實(shí)時計(jì)算后 ,反饋并驅(qū)動致動器對結(jié)構(gòu)反向施加控制振動所 15 需的作用以抵消振動干擾。其中 ,主動變剛度控制裝置在每個采樣周期中對外荷載的頻譜特性進(jìn)行提取 ,并對結(jié)構(gòu)的剛度值進(jìn)行切換 ,使得受控結(jié)構(gòu)盡量避開共振頻率 ,而減小振動。 （ 2） 超精密加工制造過程中各類不利的環(huán)境條件是影響超精密加工的主要因素，其中環(huán) 境振動是各類環(huán)境條件中解決最困難的一類。 超精密加工技 術(shù)在當(dāng)今國際社會中扮演著重要的角色，各國都把它看成綜合國力相比較的一項(xiàng)重要指標(biāo)；在如今高科技高新產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展中也起著核心的左右，是國家新世紀(jì)制造業(yè)前進(jìn)的發(fā)動機(jī)?？紤]到結(jié)構(gòu)振動控制往往要求實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同步控制 ,如海洋結(jié)構(gòu)物對風(fēng)振和海浪荷載的抵抗能力 ,這就對主動控制提出了更高的目標(biāo)和研究方向。 早在結(jié)構(gòu)控制的概念被提出之前 ,Frahm(1909)就在船舶設(shè)備上利用水箱作為動力吸振器 ,控制船體的橫向翻滾振動。其中 ,L和 H分別為機(jī)床外形的長度和高度 (m)。 隔振屏障包括空溝、粉煤灰等連續(xù)屏障和孔列、混凝土樁等非連續(xù)屏障 ,隔振效果與其深度、長度、材料以及振動的頻率、傳播的距離等都有關(guān) ,做法可參照圖 。從最初應(yīng)用于車輛的空氣彈黃懸架 ,到各類機(jī)車的座椅減振、航空航天領(lǐng)域精密儀器儀表的減振 ,以及精密和超精密加工設(shè)備的隔振系統(tǒng)和隔振平臺的振動控制的使用 ,發(fā)展前景廣闊。由于在超精密加工制造中影響最大的環(huán)境振動，國家應(yīng)該盡快加大力度和研發(fā)力量完善我國制造業(yè)中超精密加工的體系，并有效制定環(huán)境振動的評價體系，為下一步對于超精密加工中環(huán)境振動的控制提供依據(jù)。當(dāng)前國際范圍內(nèi)對于精密加工中的振動有一套公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，包含 VCA、 VCB、 VCC、 VCD和 VCE這5 個等級，來分別表示振動在超精密加工中的不同程度的強(qiáng)度，來更好的制定有效針對的策略加以控制，并能根據(jù)不同振動的特點(diǎn)，在 防治振動的措施中能有效針對所想防治振動的特點(diǎn)，節(jié)省成本。 部分實(shí)測的外界振動干擾頻率如表 。 其他環(huán)境條件包括聲、光、電磁環(huán)境等，在超 精密加工中也要充分考慮和控制這些環(huán)境條件，防電磁波環(huán)境中電磁波對于設(shè)備造成的干擾和破壞，對于某些超精密加工時要能建設(shè)能屏蔽電磁波的環(huán)境。 空氣環(huán)境中的主要指標(biāo)為潔凈度、氣體流動速度、壓力和有害氣體，空氣的潔凈度主 4 要是空氣中的塵埃含量 ,要使空氣的潔凈度變高就要使空氣中的塵埃變少。上個世紀(jì)六十年代末期成功研發(fā)完成單晶金剛石鏡面車床，可加工材料的表面粗糙度降到 。上個世紀(jì)八十年代至九十年代進(jìn)入民間工業(yè)的應(yīng)用初期。加工精度和效率的提高促進(jìn)了超精密加工技術(shù)的向更高層面邁進(jìn)，但是環(huán)境條件尤其是振動條件是影響超精密加工精度和效率的主要因素。 介紹 國際上其他國家超精密加工開展較早，上個世紀(jì)六十年 代初期，上個世紀(jì)五十年代至 2 八十年代為技術(shù)發(fā)展初期。日本超精密發(fā)展偏向于電腦硬盤磁片、民用光學(xué)透鏡等民用產(chǎn)品。 超精密加工是現(xiàn)代發(fā)展高科技和高精密儀器機(jī)械的必需的機(jī)械制造工藝，該技術(shù)最核心的問題就是怎么去除接近材料分子尺寸的極其薄的材料層。振動的來源一般分為室內(nèi)振動、室外振動和自然界的振動，室內(nèi)振動大體上包括人員移動產(chǎn)生的振動、設(shè)備本身加工時所產(chǎn)生的振動、材料物資轉(zhuǎn)移搬運(yùn)所產(chǎn)生的振動、輔助器械所產(chǎn)生的振動。相比較不同的振源的不同特點(diǎn) ,可以將它們分為瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)、隨機(jī)振動 ,大部分的振動由空氣壓縮機(jī)、冷凍機(jī)、電動機(jī)、通風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備引起 ,振動頻率在 2~80Hz。如光學(xué)干涉測量儀、電子顯微鏡 ,以及精密加工設(shè)備 ,如金屬切削等 ,在納米精度在的操作 ,高精 度、高分辨率和高靈敏度是這些加工操作的關(guān)鍵所在。為我國的超精密加工中的振動防治產(chǎn)業(yè)增加了新鮮的血液，促進(jìn)了我國超精密加工制造產(chǎn)業(yè)的高效長足發(fā)展，使我國加快步伐追趕在該領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先的日本和歐美發(fā)達(dá)國家。但是橡膠本身對于環(huán)境要求比較苛刻，耐 油性比較差，使用過程中容易老化，不能較長時間的使用。由 12 于振動波的傳播距離與振源強(qiáng)度成正比 ,與頻率的平方成反比 ,故低頻振動傳播距離較遠(yuǎn) ,因而對超精密加工精度的影響更為顯著 ,尤其是大型動力機(jī)械及設(shè)有振動機(jī)械的工廠、車間 ,以及運(yùn)輸量大的鐵路、公路等地段 [12]。后者主要是對中小型機(jī)床而言 ,采用彈性元件連接于直接將其安裝于混凝土地面。 動力吸振 [14]是一種較為簡單的衰減外界振幅的方法 ,即對主系統(tǒng)附加調(diào)制阻尼器形成兩自由度系統(tǒng)。因此 ,位移傳感器和超磁致伸縮致動器對于高精密儀器及加工設(shè)備的微振動控制較為適用 ,能夠?qū)崿F(xiàn)低頻共振峰值最小化。 在混合控制當(dāng)中 ,被動控制是結(jié)構(gòu)對一般振動的隔離和防治 ,而主動控制則是結(jié)構(gòu)破壞的最后一道防線 ,為被動控制提供恢復(fù)力并起到減小限位的作用。以后以下一些研究有待更加深入的研究和攻克： (1)振動在超精密加工中的測試應(yīng)考慮不同加工的場合與場地條件，使課題中關(guān)于超精密 加工中環(huán)境條件的防治方法更具有普遍適用性，在本課題的研究之中，應(yīng)對不同場合 的地質(zhì)資料等進(jìn)行更加詳細(xì)的研究比較和分析； (2)振動的影響不止于環(huán)境振動，未來防治振動也需要在研制超精密加工設(shè)備時改善設(shè)備 結(jié)構(gòu)以及使用的材料，并加以消振隔振的儀器，使機(jī)器本身盡量不產(chǎn)生振動，消 除內(nèi) 部因素。將二者有機(jī)地結(jié)合起來 ,構(gòu)成新型 16 主動變剛度 阻尼控制裝置則更有優(yōu)勢。 常用的致動器包括壓電陶瓷、液壓元件、氣動元件和電動元件等 ,多用于體積和質(zhì)量較大的地面及固定系統(tǒng)的主動隔振系統(tǒng)。通過改善結(jié)構(gòu)斷面的尺寸、形狀 ,以及零部件間的聯(lián)接剛度等以優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu) ,提高其抗振能力。 3)采用