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精密加工技术的发展趋势

作者:洛阳机械加工 日期:2021-08-18 14:33:40 点击数:

      精密加工技术的发展趋势。

      大家好,我是小编。精密加工技术基础理论和实验还需进步不断发展。精密加工技术基础理论是指在超精密加工过程的基本规律和现象的描述。例如,超精密加工工艺系统在力热电磁气等多物理量/场复杂耦合下的作用机理以及系统的动态特性动态精度及稳定性如何保证等都需要得到新理论的支持。 利用分子动力学仿真技术研究纳米级机械加工过程,可描述原子尺寸瞬态的切削过程,在定程度上反映了材料的微观去除机理,但这切还有待于实验验证。被加工材料和工艺方法也在不断扩展。随着导弹飞行速度的增加,对头罩材料的耐磨性和耐高温性要求提高,头罩材料已从红外向蓝宝石乃至金刚石发展,形状也从球形向非球面乃至自由曲面发展,这对超精密加工设备工艺及检测技术提出了新的要求。 抗疲劳制造技术要求控制工件表层及亚表层的损伤及组织结构应力状态等参数,为超精密加工技术提出了新的发展方向。微纳结构功能表面的超精密加工技术得到重视。微结构功能表面具有特定的拓扑形状,结构尺寸般为10~100微米,面形精度小于0.1微米,其表面微结构具有纹理滚塑模具设计加工结构规则高深宽比几何特性确定等特点,如凹槽阵列微透镜阵列金字塔阵列结构等,这些表面微结构使得元件具有某些特定的功能,可以传递材料的物理化学性能等,如粘附性摩擦性润滑性耐磨损性,或者具备特定的光学性能等。 例如,在航空航天飞行器宏观表面加工出微纳结构形成功能性表面,不仅可以减小飞行器的风阻摩阻,还可以避免结冰层形成,提高空气动力学和热力学功能,从而达到增速增程降噪等目的,同时表面特定的微结构特征还能起到隐身功能,增强突防能力。未来零部件将会增加项功能表面结构的设计与制造,通过在零件表面设计和加工不同形状的微结构,从而提高零部件力学光学电磁学升学等功能,这将是微纳制造的重要应用领域,2006年成立的国际纳米制造学会经专家讨论并认为,纳米制造中的核心技术将从目前以MEMS技术逐步转向超精密加工技术。精密加工开始追求高效。精密加工技术发展之初是为了保证些关键零部件的zui终精度,所以当初并不是以加工效率为目标,更多关注的是精度和表面质量。 但是随着零件尺寸的进步加工增大和数量的增多,例如,激光核聚变点火装置需要7000多块400毫米见方的KDP晶体,如果没有高效超精密加工工艺,加工无法想象。精密加工技术将向极致方向发展。大到10米口径的天文望远镜反射镜小到数微米的微结构特征的加工都需要超精密加工设备及工艺的支持,自由曲面光学曲面精度要求高形状复杂,有的甚至无法用方程表示,但由于其具有卓越的光学性能近年来应用范围不断扩大,其设计制造及检测等技术还有待于进步发展。 超精密加工技术正向极大零件的极高精度极小零件及特征的极高精度极复杂环境下的极高精度极复杂结构的极高精度批量机械加工等极致方向发展。超精密加工技术将向超精密制造技术发展。超精密加工技术发展之初是为提高零件的精度和表面质量,通常用于zui终工序。 随着产品要求的提高,某些零部件整个制造过程或整个产品的研制过程都涵盖了“超精密”的概念。例如,随着高精度惯性传感器结构的微小型化尺寸及形位精度的亚微米化,微小结构零组件装夹定位找正的精细化,刀具的小型化尺寸测量显微化,微小结构零组件加工和装配工艺等系列技术难题要求建立系统的超精密微细加工设备及工艺微细测量组装工艺技术平台,实现由单工序的超精密加工向全过程的超精密制造的吸塑模具加工厂演变。大到天体望远镜的透镜,小到大规模集成电路等微纳米尺寸及特征零件的制造,超精密加工技术从发展之初直面临着不断的挑战。当前精密超精密加工技术在不断研究新理论新工艺以及新方法的同时,将向着高效极致等方向发展,并贯穿零部件整个制造过程或整个产品的研制过程,向精密超精密制造技术发展。 随着我国精密超精密加工等基础技术的不断发展和进步,将为智能制造技术奠定基础,zui终实现从制造大国向制造强国的飞跃。

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