第一章-精密和超精密加工技術(shù)概述--管文編著(參考版)
2024-08-27 02:27本頁面
【正文】 精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢。系統(tǒng)各路激光空間幾何位置的對稱性誤差要求小于 1%、激光到達(dá)表面的時間一致性誤差要求小于 30fs，還有激光能量強度的一致性誤差要求小于 1%等。對靶室的加工難點在于其深徑比大、截面不定，可采用放電加工、飛秒激光加工、聚焦離子束加工等工藝；而對于靶丸，其加工難度也很高，其直徑為 2mm，壁厚僅為 160μm，其中充氣小孔的直徑為 5μm，并帶有一直徑 12μm、深 4μm的沉孔。六、 超精密加工技術(shù)將向超精密制造技術(shù)發(fā)展超精密加工技術(shù)在以前往往是用在零件的最終工序或者某幾個工序中，但目前一些領(lǐng)域中，某些零部件整個制造過程或整個產(chǎn)品的研制過程都要用到超精密技術(shù)，包括超精密加工、超精密裝配調(diào)試以及超精密檢測等，最典型的例子就是美國國家點火裝置（ NIF）。自由曲面光學(xué)曲面精度要求高、形狀復(fù)雜，其中有的曲面形狀甚至無法用方程表示（如賦值曲面），但由于其具有卓越的光學(xué)性能，其應(yīng)用范圍近年來不斷擴大。美國國家標(biāo)準(zhǔn)計量局研制的納米三坐標(biāo)測量機（分子測量機）是實現(xiàn)在極復(fù)雜環(huán)境下的極高精度測量的典型例子，該儀器測量精度達(dá)到了 1nm，對環(huán)境要求及其嚴(yán)格，最內(nèi)層殼溫度需要控制在 17177。微納結(jié)構(gòu)功能表面結(jié)構(gòu)，尺寸可以縮小到幾個微米，如微慣性傳感器中敏感元件撓性臂的特征尺寸為 9μm，而其尺寸精度要求為 177。法國REOSC公司負(fù)責(zé)加工，采用了銑磨、小磨頭拋光等加工工藝，加工周期為 8~9個月，最終滿足了設(shè)計要求。 精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢五、 超精密加工技術(shù)將向極致方向發(fā)展科技的不斷進步，對超精密加工技術(shù)提出了新的要求，如要求極大零件的極高精度、極小零件及其特征的極高精度、極復(fù)雜環(huán)境下的極高精度、極復(fù)雜結(jié)構(gòu)的極高精度等。此外，激光核聚變點火裝置（ NIF）需要 7000多塊邊長400mm的 KDP晶體，如果沒有高效超精密加工工藝，其加工時間也無法想象。例如為了不斷提高觀察天體范圍和清晰度，需不斷加大天文望遠(yuǎn)鏡的口徑，這就同樣存在天文版的摩爾定律，即每隔若干年，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的口徑增大一倍，如建于 1917 年位于美國威爾遜山天文臺的 Hooker望遠(yuǎn)鏡的口徑為 ，是當(dāng)年全世界最大的天文望遠(yuǎn)鏡；到 1948 年被 Hale 望遠(yuǎn)鏡取代，其口徑達(dá)到了 5m ； 1992 年新建成的 Keck望遠(yuǎn)鏡的口徑達(dá)到了 10m，目前仍在發(fā)揮著巨大的作用。 精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢精密超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢三、 微納結(jié)構(gòu)功能表面的超精密加工技術(shù)四、 超精密加工開始追求高效超精密加工技術(shù)從發(fā)展之初是為了保證一些關(guān)鍵零部件的最終精度，所以當(dāng)初并不是以加工效率為目標(biāo)，更多關(guān)注的是精度和表面質(zhì)量，例如一些光學(xué)元件最初的加工周期是以 “ 年 ” 為加工周期。在航空、航天飛行器宏觀表面加工出微納結(jié)構(gòu)，形成的功能性表面不僅可以減小飛行器的風(fēng)阻、摩阻，減小摩擦，還可以避免結(jié)冰層形成，提高空氣動力學(xué)和熱力學(xué)功能，從而達(dá)到增速、增程、降噪等目的，同時表面特定的微結(jié)構(gòu)特征還能起到隱身功能，增強突防能力。隨著導(dǎo)彈馬赫數(shù)的增加，要求頭罩材料的抗耐磨性提高，已從紅外材料向藍(lán)寶石材料頭罩乃至金剛石材料發(fā)展，形狀也從球形向非球面乃至自由曲面發(fā)展，對超精密加工設(shè)備、工藝及檢測技術(shù)提出了新的要求?？蛊谥圃旒夹g(shù)的發(fā)展為超精密加工技
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