先進制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢-資料下載頁
2025-06-26 06:33本頁面
【正文】 n 的超精密光柵尺被世界各超精密設(shè)備廠家選用。在小距離的測量儀器中，電容式、電感式測微儀仍是主要的設(shè)備，光纖測微儀也發(fā)展很快。在更小測量范圍的測量儀器中有掃描隧道顯微鏡（STM）、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡，這些儀器可進行納米級的測量，常用于表面質(zhì)量檢測。測量儀器的穩(wěn)定性和可靠性也是超精密測量中的一項十分重要的指標(biāo)。 微進給技術(shù)微進給機構(gòu)在超精密加工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，它一般被用來微進給或作補償工具。壓電陶瓷材料具有較好的微位移特性和可控制性。以壓電陶瓷為驅(qū)動器的基于彈性鉸鏈支撐的微位移機構(gòu)目前是用得最多的。美國LODTM機床上用的快速刀具伺服機構(gòu)（FTS）在177。 nm，頻響可達100 Hz，可進行主軸回轉(zhuǎn)誤差的補償（轉(zhuǎn)速在150 r/min 以下）。日本東京工業(yè)大學(xué)用壓電陶瓷微進給機構(gòu)補償氣浮導(dǎo)軌運動直線度， μm/600 mm。國防科技大學(xué)利用自研的二維微進給刀具進行二坐標(biāo)工作臺定位誤差的補償，獲得了較好的效果。在機床跟蹤半徑50 mm的圓時， μm μm。這種微進給機構(gòu)在行程是5 μm時分辨率可達5 nm。目前希望解決的是提高這種機構(gòu)的頻響和剛度，對于主軸回轉(zhuǎn)誤差的補償來說100 Hz的頻響是不夠的。開環(huán)控制可提高系統(tǒng)的頻響，但會犧牲剛性和精度。利用補償技術(shù)來提高機床的精度是一種有效的手段。 超精密環(huán)境控制技術(shù)為了適應(yīng)超精密加工的需要，達到微米甚至納米級的加工精度，必須對它的支撐環(huán)境加以嚴格的控制，主要包括空氣環(huán)境、熱環(huán)境、振動環(huán)境、聲環(huán)境和磁環(huán)境等?？諝猸h(huán)境中主要應(yīng)控制的品質(zhì)是潔凈度， 一般超精密加工要求的潔凈度在1 000~100級， μm大小的塵埃不多于351 000~35100個( μm大小的塵埃不多于1 000~100個)。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的快速發(fā)展，對空氣潔凈度提出了更加苛刻的要求，美國聯(lián)邦標(biāo)準209D上增加了1級和10級的潔凈度級別。熱環(huán)境與加工精度有密切關(guān)系，熱環(huán)境中主要應(yīng)控制的品質(zhì)為溫度和濕度。普通金屬在溫度變化1 ℃ μm，所以為進行亞微米精度的加工，溫度變動范圍應(yīng)控制在177。 ℃，相對濕度控制在35%~45%為宜。目前，實用的溫度控制技術(shù)最高水平為美國的恒溫油噴淋技術(shù)，可實現(xiàn)20177。 5 ℃的溫度控制。振動是影響超精密加工精度的又一重要因素。利用良好的隔振地基和空氣隔振墊，可以隔離絕大部分“常時振動”，是目前應(yīng)用較多的隔振手段。另外，還應(yīng)考慮設(shè)備運動件的動平衡或振動隔離，消除或減少內(nèi)部振源，盡量遠離外部振源。通過綜合努力，70 Hz以下的振動幅度小于1 μm，滿足超精密加工的要求。 加工原理超精密加工的精度要求越來越高，機床相對工件的精度裕度已很小。在這種情況下，只是靠改進原來的技術(shù)是很難提高的，應(yīng)該從工作原理著手進行研究，來尋求解決辦法。從這種意義上說，沒有必要一定要采用原來的通過固定磨料去加工的方法，而可以采用不用刀具的研磨，通過游離磨料去除材料。還可采用各種能量束的加工方法。在采用能量束直接進行的加工中，無需刀具等中間物，也就不會有彈性變形等問題，因此被看作是很好的加工方法，特別是將來進行納米級、 nm級甚至分子級的加工時，這種方法將是極為有效的。使用STM方式的能量束加工已能進行分子級的加工。因此從微細加工方面來看，最終的加工目標(biāo)已經(jīng)確立。分子單位的加工，在生物和基因工程學(xué)、醫(yī)學(xué)上是合適的，對機械工程學(xué)的加工來說，加工效率不能滿足大批量生產(chǎn)的實際要求。以分子為單位對機械零件進行加工，簡直需要天文數(shù)字的加工時間。其他能量加工，例如電子束、激光束和離子束加工等，雖然加工效率有相當(dāng)大的提高，但目前來看精度不能滿足要求，因此將來的納米級精度加工，可以考慮采用超精密加工機床的機械去除加工和STM原理的能量束去除加工的復(fù)合方式。 結(jié)論超精密加工技術(shù)在高技術(shù)迅猛發(fā)展的今天顯得越來越重要。一方面受高技術(shù)發(fā)展的牽引，超精密加工的精度和尺寸微小程度越來越高；另一方面，超精密加工技術(shù)是整個高技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。提高超精密加工精度、降低超精密加工成本是目前迫切需要解決的問題。如果說亞微米的加工精度能夠滿足當(dāng)今高技術(shù)的發(fā)展， μm的加工精度要求。8 結(jié)語先進制造技術(shù)充分體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度, 是國際間經(jīng)濟競爭和科技競爭的重要手段, 發(fā)達國家都把它作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。只有跟上發(fā)展先進制造技術(shù)的世界潮流, 將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位, 并以足夠的力度予以實施, 才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。參考文獻:[ 1] 周會娜, 林濱, 程應(yīng)科. 先進制造技術(shù)及其重點發(fā)展方向[ J].精密制造與自動化, 2006, 4.[ 2] 王先逵. 現(xiàn)代制造技術(shù)及其發(fā)展趨向[ J ]. 現(xiàn)代制造工程,2008, 1.[ 3] 張世昌. 先進制造技術(shù)[M]. 天津: 天津大學(xué)出版社, 2004.[ 4] 吳虹. 淺析先進制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[ J]. 天津電大學(xué)報: 增刊, 。b) 建立的滾壓成型缺陷故障樹考慮了27個基本事件, 通過對故障樹的分析, 確定了影響滾壓成型缺陷的主要因素, 找出了滾壓成型運行管理中的薄弱環(huán)節(jié)?？晒┫嚓P(guān)技術(shù)人員、管理人員和使用人員參考, 為預(yù)防或減少滾壓成型失效提供了幫助。參考文獻:[ 1] 張柏清, 林云萬. 陶瓷工業(yè)機械設(shè)備[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 1999.[ 2] 葛竺君. 陶瓷機械設(shè)備管理和使用維修[M ]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 1990.[ 3] 朱繼洲. 故障樹原理和應(yīng)用[M ]. 西安: 西安交通大學(xué)出版, 1989.[ 4] 陸廷孝, 鄭鵬洲. 可靠性設(shè)計與分析[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社,199523 / 23
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