浅谈精密超精密加工的应用

摘要：制造技术从最开始的手工制作、机器加工到现代的智能控制自动化生产制造，在从最初的对产品的一般精度要求、精密加工到现代的超精密加工以及纳米加工，这代表了当前先进制造技术发展的重要方向。

关键词：精密加工;自动化技术;应用

在当前科学技术的迅猛发展、生产技术不断创新的今天，精密、超精密加工作为机械制造业中极具竞争力的技术之一，目前已经受到许多国家的广泛关注。机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化的方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下能长期可靠地工作。为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现，零件结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越好，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求也越来越严格。为了实现这一生产需求，人们不断探索和研究材料新的加工工艺，精密加工技术得以产生和发展。

精密、超精密加工和制造自动化是先进制造技术的兩大领域，精密与超精密加工要依靠自动化技术的支持，而制造自动化有赖于精密加工才能得以实现。当代的精密工程、微细加工和纳米技术是现代制造技术的前沿、未来技术的基础。精密与超精密技术发展到今天，已不再是一种孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而成为一项包含内容极为广泛的系统工程。因此，精密超精密加工的应用必须依赖先进的自动化制造技术。下面从以下几个方面对精密超精密加工的应用作介绍。

一、国防、航空航天产品的加工

（一）国防工业产品的制造

国防工业是新技术出现的推动者，也是新技术的引领者和受益者，因此，国防现代化的开展与实施，必须时刻与先进制造技术和新的工艺保持同步领跑的状态。

精密加工技术广泛应用在国防武器装备的动力系统、武器系统的零部件的生产加工上，针对一些特殊难加工材料，例如特硬、脆难切削材料;特殊形状尺寸的零部件，如结构复杂、特别薄、窄制件等;其他特殊条件下高精度加工零件，如薄型舱壳、相控阵雷达天线等复杂仪表结构件的制造加工。

超精密加工技术是以高精度为目标的加工技术，它具有单项技术的极限、常规技术的突破、新技术综合三方面的特征。在精确打击装备中，各类平台的导航和测量控制系统，各种信息化装备在使用过程中，侦察卫星、精密雷达以及军用微电子、光电子、测试仪器仪表等产品中很多零件都是在精密、超精密加工技术的基础上加工制造出来的。

（二）航空航天工业产品的制造

航空航天工业的迅速发展，使得其应用材料的性能要求也越来越高，进而使得诸如钛合金、高温合金及复合材料等难加工材料的应用越来越广泛，例如钛合金材料主要应用在整体叶盘、发动机框架、风扇机匣、叶轮及起落架等零部件的加工应用上;高温合金材料主要应用在轴、盘轴、涡轮盘、燃烧套管、ISOS孔等制件的加工;复合材料主要应用在中央翼盒、垂直尾翼及机翼等方面上。一般航空航天零部件结构形状都比较难加工，其加工尺寸精度要求都比较高，内部结构比较复杂，例如有深腔制件的加工，加工使用刀具异性，悬臂长，而且加工时容易产生震动，排屑能力差，在自动化程序编制过程中要充分考虑到刀具与加工制件之间的安全间隙等;加工薄壁结构时，在选择刀具时要充分考虑到切削力对工件变形程度的影响。

航空航天零部件结构的复杂性、加工要求的严格性以及材料的难加工性，对刀具企业提出了更高的产品及服务要求。国内外的一些刀具企业经过多年的发展，为该行业提供了许多高效的加工方案。

二、民用产品的加工

目前，精密、超精密技术在我国的应用已不再局限于国防尖端和航空航天等少数部门，它已扩展到了国民经济的许多领域，应用规模也有较大增长。计算机、现代通信、影视传播等行业，现都需要精密、超精密加工设备，作为其迅速发展的支撑条件。计算机磁盘、录像机磁头、激光打印机的多面棱镜、复印机的感光筒等零部件的精密、超精密加工，采用的都是高效的大批量自动化生产方式。

光电显示器、数码相机、激光打印机、光纤通讯等光电产品和光通讯产品在全球已形成一个庞大的消费市场，自由曲面光学元件的加工与使用已经成为用于光电及通讯产品的关键零部件之一。目前，对于自由曲面的加工大多数是通过普通多轴数控机床的端面铣削或球头铣削来加工的，香港理工大学先进光学制造中心引进的大型超精密五轴自由曲面加工中心，适用于加工多种类型的光学元器件及精密零件，它的加工精度、形状精度可达到亚微米级，表面粗糙度为纳米级，可进行三维自由曲面的铣削、磨削，也可进行二维的超精密切削。

三、总结

现代机械制造业之所以要致力于提高加工精度，其主要原因在于可提高产品的性能和质量，提高产品的稳定性和可靠性，促进产品小型化，增强零件的互换性，提高装配生产率。精密加工技术不仅适用于国防工业产品的加工应用，而且还可以应用于高端民用产品加工中去，例如大规模集成电路的基片、高清晰液晶及背投显示产品等;超精密加工技术不仅促进了机械、计算机、电子、光学等技术的发展，从某种意义上说，超精密加工技术担负着支持最新科学技术进步的重要使命，也是衡量一个国家制造技术的重要标志。

参考文献：

[1]张建华.精密与特种加工技术[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]王先逵.精密加工和超精密加工技术综述[J].中国机械工程，1999，10（5）.

[3]王隆太.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

[4]李圣怡.国防工业的先进制造技术[J].尖端科技，2010.

[5]袁哲俊.精密超精密加工技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

推荐访问:精密 浅谈 加工