超細(xì)密加工的發(fā)展動(dòng)向和瞻望
超細(xì)密加工經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力,日趨成熟,不論是超細(xì)密機(jī)床、金剛石工具,照舊超細(xì)密加工工藝已形成了一整套完備的超細(xì)密制造技術(shù)體系,為推動(dòng)機(jī)械制造向更高條理發(fā)展奠定了基礎(chǔ),如今正在向納米級(jí)精度或毫微米精度邁進(jìn),其前景十分令人鼓舞。但是從另一個(gè)角度來(lái)分析,隨著科技的發(fā)展,對(duì)它的要求越來(lái)越高,而實(shí)際的情況又受到技術(shù)水平的制約,依然存在很多困難?! ? 綜述 超細(xì)密加工技術(shù)是一門(mén)綜合性的體系工程,它的發(fā)展綜合地行使了機(jī)床、工具、計(jì)量、環(huán)境技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等的提高。日本的津和秀夫教授形象地將超細(xì)密加工比作富士山的山頂,所以在某種意義上說(shuō),已到達(dá)了細(xì)密加工的巔峰。日本的文獻(xiàn)上,經(jīng)常出現(xiàn)向極限靠攏的提法。雖然從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō),有些模糊,但是很形象化。現(xiàn)實(shí)上,加工精度在現(xiàn)有的水平上再進(jìn)步一步已是相稱困難。以如今的產(chǎn)品而言,凡是要求高的尺寸,大部分是超越現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的,這從另一個(gè)側(cè)面反映了超細(xì)密的現(xiàn)實(shí)情況,相稱多的要求,均以技術(shù)條件的情勢(shì)來(lái)透露表現(xiàn),或標(biāo)明詳細(xì)的特別公差,而今天除了精度以外,對(duì)外觀還提出了新的要求——外觀完備性。日本谷口紀(jì)男教授每每將超細(xì)密加工技術(shù)與微細(xì)加工綜合在一路來(lái)加以介紹,客觀上反映了兩種技術(shù)的交叉,也表現(xiàn)了時(shí)代的特性。本文想就超細(xì)密加工發(fā)展的趨勢(shì),說(shuō)明一些小我的看法。 超細(xì)密加工技術(shù)隨著時(shí)間的推延,精度、難度、復(fù)雜性等都在向更高條理發(fā)展,使加工技術(shù)也隨之必要賡續(xù)加以更新,來(lái)與之相適應(yīng)。 以金剛石切削為例,其刃口圓弧半徑一向在向更小的方向發(fā)展,由于它的大小直接影響到被加工外觀的粗糙度,與光學(xué)鏡面的反射率直接有關(guān),而今反射率要求越來(lái)越高,如激光陀螺反射鏡的反射率已提出了99.99%,必然要求金剛石刀具更加鋒利,根據(jù)日本大阪大學(xué)島田尚一博士介紹,為了進(jìn)行切薄試驗(yàn),目標(biāo)是達(dá)到切屑的厚度1nm,其刃口圓弧半徑趨近2~4nm。直至今日,這個(gè)水平仍為世界最高的。為了達(dá)到這個(gè)高度,促使金剛石研磨機(jī)也改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),而采用了空氣軸承作為支承,研磨盤(pán)的端面跳動(dòng)能在機(jī)床上自行修正,使其端面跳動(dòng)控制在0.5µm以下,我國(guó)航空體系303所研制的刃磨機(jī)就是一例。刃口鋒利了,接著其檢測(cè)又成為一個(gè)難題,起先日本橫濱大學(xué)的中山一雄教授用金絲壓痕的方法;后來(lái)發(fā)展到采用掃描電子顯微鏡(SEM),其測(cè)量精度可達(dá)到50nm;隨著精度的再進(jìn)步,日本的刀尖評(píng)價(jià)委員會(huì)又在SEM上增長(zhǎng)了二次電子的發(fā)射裝配,這時(shí)也只能測(cè)定到20~40nm;1993年,該小組再提出采用掃描隧道顯微鏡(STM)或原子力顯微鏡(AFM)來(lái)進(jìn)行檢測(cè),但以后就未見(jiàn)報(bào)道。直到1996年,我國(guó)的華中理工大學(xué)發(fā)表了用AFM檢測(cè)的報(bào)道。1998年,哈工大又再次作了報(bào)道。用AFM成功地檢測(cè)了刃口圓弧半徑。檢測(cè)技術(shù)的突破,的進(jìn)為微量切削機(jī)理一步探索創(chuàng)造了前提。 (作者:佚名編輯:浙江水暖閥門(mén)行業(yè)協(xié)會(huì))
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