超精密加工技术的地位、现状和发展趋势(上)

超精密加工技术是制造尺寸精度和形状精度高于0.1微米,表面粗糙度值小于Ra0.01～0.02微米的产品所需的综合性的高新工艺技术。超精密加工技术主要包括:超精密加工方法、加工设备、超精密测量技术、控制技术、环境技术和相应的材料处理技术。超精密加工技术是一种制造尖端产品的关键技术手段。超精密加工技术不仅是航空、航天、电子、仪表、核能和机械等技术发展的关键技术,其本身的发展又促进上述各项技术的发     

国内首台工程实用化超精密非球面加工机床

非球面曲面超精密复合加工系统是具备金刚石车削、铣削和磨削功能的CNC超精密加工系统,用于平面、球面及非球面光学零件的超精密加工。加工面形精度PV=0.228μm,表面粗糙度Ra=0.0078μm。该系统的研制成功,标志着我国在本领域的研究已跨入实用化、工程化的阶段,研究项目进入国际先进行列。国内首台工程实用化超精密非球面加工机床     

SiC晶须增强铝基复合材料超精密切削试验研究

通过聚晶金刚石刀具对SiC晶须增强铝基复合材料SiCw/LD2的超精密切削试验,并用原子力显微镜AFM对加工表面的微观形貌进行检测分析证明:SiCw/Al铝基复合材料的加工表面粗糙度值可以达到超精密级Ra0.01μm,但比切铝基体材料的表面粗糙度值大一级,且粗糙度值随着切削速度的增加、进给量的减小而减小,而吃刀量的影响不大;晶须的破坏方式对加工表面粗糙度也有直接影响。     

SiC晶须增强铝复合材料的超精切削

本文阐明了ＳｉＣｗ／Ａｌ超精密切削加工时，刀具材料、金刚石粒度、切削路径及晶须方向对加工表面粗糙度的影响规律。     

第二届欧洲精密工程和纳米技术国际会议

第二届欧洲精密工程和纳米技术国际会议于2001年 5月在意大利都灵市召开，这次会议受到了国际生产工程学会和欧洲共同体的支持，共有24个国家和地区三百多名代表出席了会议，共发表论文225篇。在这次会议上，我国清华大学王先逵教授、国防科技大学李圣怡教授和戴一帆老师等出席，共发表 7篇文章，分别是： 　　用原子力显微镜进行单点微切削研究 ;超精密加工的精度影响因素分析和误差来源识别 ;超精密切削机床横滑板的复合振动控制 ;金刚石刀具微振动对被加工表面粗糙度的分子动态仿真研究 ;中心定向工件在精密和超精密加工时的几何定位算法…     

《航空精密制造技术》1999年全年目次索引1999年第35卷第1～6期(总第195～200期)

超精密加工的动向和思考ＮＯ．１超精密车床位置精度的计算机辅助测试系统　　ＮＯ．１精密石墨零件的研磨　　ＮＯ．１三轴中框轴系静态设计与装调（下）ＮＯ．１金钢石和超硬材料的应用与展望ＮＯ．２振动主动控制及其在超精密加工车床中的应用ＮＯ．２电镀ＣＢＮ砂轮在转子槽磨削的应用ＮＯ．２超精密车床加工精度在线测量技术研究ＮＯ．３超精密空气主轴回转精度的测量与数据处理ＮＯ．３变螺距丝杠精密加工研究ＮＯ．４数控全自动磨床砂轮平衡装置的研究ＮＯ．４液压主轴的温度变化与超精密加工ＮＯ．４表面粗糙度的现状及发展ＮＯ．５…     

基于纳米颗粒润滑的单点金刚石刀具磨损抑制技术

润滑是单点金刚石车削硬脆材料时的一个非常关键的因素,针对单点金刚石车床超精密加工单晶硅光学零件过程中刀具易磨损、加工精度一致性差等问题,提出了一种单点金刚石刀具磨损抑制技术,通过选用二硫化钼、石墨、铜、氧化铜等纳米颗粒作为润滑剂,在Ф25.4mm单晶硅平片上开展实验研究.结果表明,纳米颗粒的类型和质量分数对车削过程的润滑效果有明显的影响,使用质量分数为10％的纳米石墨颗粒作为润滑剂时,加工后零件表面质量最好.在车削加工5.067km后,单晶硅光学零件表面粗糙度优于25nm,刀具磨损量约5μm,该单点金刚石刀具磨损抑制技术是有效的.     

GA寻优超精密加工表面粗糙度预测模型参数的研究

提出将遗传算法(GA)用于超精密切削表面粗糙度预测模型的参数寻优,并给出了金刚石刀具超精密切削铝合金的表面粗糙度预测数学模型,进行了遗传算法(GA)和最小二乘法的比较,结果表明遗传算法较最小二乘法更适合于粗糙度预测模型的参数寻优。     

微结构表面超精密加工中切削条件的影响分析

介绍了微结构功能表面加工中的问题,以同轴调制锯齿波微结构的金刚石超精密加工为例阐述了其加工原理,结合试验对刀具刀尖圆弧半径、被加工材料和切削液等切削条件与金刚石超精密切削加工后的微结构功能表面之间的关系进行了分析与讨论,并对主轴转速和刀具进给速度等切削用量与金刚石超精密切削出的微结构功能表面之间的关系进行了分析与讨论.     

超精密加工专题

实现高质量加工的超精密非球面加工机床在线检测的超精密非球面加工[日]/坪井晖.//机械工具,1992,(6):38～43 日本丰田工机开发出超精密高效率切削,磨削光学透镜模具,以及在线检测加工的CNC超精密球面加工机床,形状加工精度为O.1μm以上,表面粗糙度好,不需手工研磨,加工效率高,只需一次装卡     

光学式表面粗糙度计测技术发展动向

KeepingCurrenttheOPticalSurfaceRoughnessMeasurementWangGengxin1非接触粗糙度计测法概要表面粗糙度是决定各种工件外观及性能的重要因素之一。近年来，随着高新技术的发展，工业产品性能和品位的要求不断提高，超精密加工、软物质（铅、橡胶、塑料等）高精度加工的重要性日益突出，研究开发正确、迅速确定超精密加工面和软物质加工面的粗糙度对测技术，已成为当务之急。传统的表面粗糙度测定机，绝大多数采用触针式接触计测的方法，其理由是，使用触针计测时，与工件是物理性接触，能够制造出较高计测精度、价格又低的实用测定机。…     

金刚石超精密切削刀具技术概述

分析了国内外金刚石超精密切削刀具技术的发展概况,并从金刚石超精密切削刀具的精度控制、金刚石超精密切削刀具的选择以及金刚石超精密切削刀具的制造技术等方面进行了探讨。     

基于LODTM的大口径太赫兹波束控元件确定性超精密加工

为解决大口径太赫兹波探测系统束控元件加工精度差、效率低的难题,本文提出了一种利用LODTM数控光学加工机床进行SPDT(单点金刚石车削)制备太赫兹波束控元件的方法。该方法属于确定性加工范畴,通过使用单晶金刚石刀具进行超精密切削加工,可直接得到适用于太赫兹波段的高面形精度的反射及透射类元件。针对铝基金属材料进行了加工工艺实验,得到了口径Φ300mm的太赫兹雷达主反射镜;并利用精密坐标测量技术对主反射镜的面形精度进行检测,其检测结果优于设计指标。实验表明,基于LODTM确定性超精密加工得到的太赫兹波束控元件具有面形精度高、表面光洁度好等优点,可实现太赫兹波探测系统的高精度和低成本目标。     

科技成果

我国先进制造技术取得新突破 日前,由中国航空精密机械研究所研制的非球面曲面超精密加工机床成功交付用户。 非球面曲面超精密加工机床具备超精密金刚石车削、铣削功能和超精密金刚石砂轮磨削功能及其他相应辅助功能,主要用于完成超精密平面、球面以及包括非球面曲面等在内的复杂面形光学零件的超精密加工。     

非球面模芯ELID磨削技术研究

采用铸铁结合剂、CBN砂轮,利用ELID磨削加工技术,对GCr15轴承钢的磨削性能进行实验研究;并利用自行开发的非球面数控磨削系统,对GCr15材料非球面模芯进行超精密数控磨削加工,加工后工件表面粗糙度Ra36nm,面形精度小于5μm。     

超光滑玻璃表面粗糙度测量结果研究

为分析测量仪器对测量结果的影响及结果差异的工艺原因,选取K9玻璃材料分两步在某抛光机上进行浮动抛光,用依据四种不同测量原理的表面形貌测量仪测量所加工的超光滑表面,对比各仪器测量结果,得出该试件表面实际所达到的精度;分析各仪器测量原理、分辨力决定因素,区分造成测量误差的原因及它们各自对粗糙度参数的影响,得到该超精密加工条件下,玻璃工件表面粗糙度测量仪器选择原则和注意事项.     

《航空精密制造技术》2002年总目录

综述大规模定制概述（１）超精密加工技术的现状和展望（３）２１世纪的切削刀具…………………………………………（５）大规模定制下质量保证的研究……………………………（６）精密加工SiC晶须增强铝基复合材料超精密切削试验研究………（１）金刚石薄膜图形化技术的研究……………………………（１）超声振动切削金属基复合材料的刀具磨损………………（２）ELID精密镜面磨削技术的开发应用………………………（２）超精密车床主轴回转精度动态测试机构的研制…………（２）超光滑表面杂质微粒的识别与统计技术…………………（３）…     

超精密加工技术的地位、现状与发展趋势(下)

超精密加工技术的国际水平在超精密加工领域起步最早的是美国,其次是西欧和日本。当前,美国在这个领域仍然领先。美国超精密加工技术的发展得到美国政府和军方的财政支持。美国国防部陆、海、空三军组成了光学零件精密加工特别委员会,统一协调超精密加工技术的研究工作。目前在美国至少有30多个厂家和研究单位研制和生产各种超精密加工机床。美国通过陆、海、空三军制造技术的开发计划和能源部激光核聚变的住务等,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和相当多的人力,实现了微英寸级(1微英寸=0.025微米)的超精密加工。超精密加工技术的发展使美国在航空、航天、核能方面取得了许多重大成就。     

金刚石刀具的刃磨技术

一、金刚石刀具的优良特性随着电子、原子能、航海、宇航工业等技术的发展,零件的精度要求不断提高(尺寸精度及形状精度均小于1微米并要求高光洁度),促进了金刚石车削的研究。使用天然单晶金刚石刀具的超精密车削加工,实现了其他加工方法(如抛光、研磨、冷挤等)无法达到的精度要求,从而简化了生产过程,大大地提高了生产效率,降低了成本,减轻了劳动强度。天然金刚石刀具具有以下特性:     

氧化锆陶瓷拉伸试件的精密磨削

对氧化锆陶瓷拉伸试件的精密磨削进行了研究。提出了一种新型的成形修整装置,用于平型带弧金刚石砂轮的修整;并对表面粗糙度、弧型部分的廓形、试件的对称性等问题进行了探讨。