超精密加工切削和磨削机理研究(2)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　焦　作　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　2002年6月2

密数控激光反馈闭环系统,分辨率为215nm;恒温油淋温度控制可达20±010005℃。刀具切削加工:车削、铣削、镗孔、钻微孔

磨削:砂轮磨削、砂带磨削

研磨:精密研磨、油石研磨

固体磨料加工

超精加工:精密超精加工珩磨:精密珩磨砂带研抛

超精研抛

研磨与抛光:弹性发射加工、液中研抛、液体动力抛光、

精密加工和

超精密加工游离磨料加工　　　　　　　磁流体抛光、挤压研抛、精密抛光喷射加工

电火花加工:成形加工、线切割加工

电化学加工:蚀刻加工、超声波加工

微波加工　

::附着加工、结合加工

传统加工方法的复合加工

传统加工方法与特种加工方法的复合加工　

特种加工方法的复合加工

图1　各种精密加工和超精密加工方法

11212　精密加工和超精密加工是先进制造技术的基础和关键

现代机械制造中,提高产品的性能、质量、稳定性、可靠性、生产率、效率、自动化程度等均有赖于精密工程,因此,它是先进制造技术的基础和关键。美国汽车制造业的“两毫米工程”使汽车质量赶上欧、日水平。陀螺仪经超精密加工提高一个数量级后,在MX战略导弹上使用,使命中精度圆

μ概率误差由500m降低到50～150m。英国Rolls-Roycc公司将其飞机发动机转子叶片的加工精度由60m

μμμ提高到12m、表面粗糙度由Ra015m降低至Ra0012m,则发动机的压缩效率有了“戏剧性改善”。当超精密加工使磁盘表面的精度提高、表面粗糙度降低,从而使磁头与磁盘之间的“飞行高度”控制

μ在013～0115m内时,其记录密度将会大幅度提高。据美国IBM公司统计,它生产的磁盘,其记忆密

度在1932年为254万bit/cm2,到本世纪末可达到500万bit/cm2,提高了一倍,除了材料因素外,主要归功于超精密加工技术。

先进制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策,但就其技术实质性而论,主要是精密工程和自动化两大领域,因为它们具有全局的、决定性的作用,是先进制造技术的支柱。日本在二战后的经济发展,从技术角度分析,抓住了“技术立国”和“新技术立国”的决策,其根本举措是精密加工,它实实在在地提高了制造工业的水平,并对其他工业产生了深远影响。

11213　精密加工和超精密加工的机理研究是其理论基础和新技术的生长点

加工机理是研究加工方法的本质,是加工方法成败的关键。精密加工和超精密加工机理的最高境界是加工极限,涉及微观世界和物质内部结构,所利用的能源包括机、光、电、声、热、化、磁等多种,加工机理是理论基础,有指导意义,新的加工机理的出现标志着一种突破,往往是新技术的生长点。

2.前沿分析

211　21世纪10年代的需求