精密和超精密加工技术及发展展望.ppt

精密制造工程2008.9,第一章 精密和超精密加工技术及发展展望,本章内容,发展精密和超精密加工技术的重要性超精密加工技术的现状超精密加工技术发展展望,发展精密和超精密加工技术的重要性,我国机械行业落后主要体现高度的自动化技术精密和超精密加工技术精密和超精密加工技术应用范围尖端技术国防工业微电子工业,精密与超精密加工技术概述,精密加工 在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺。超精密加工 在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到最高程度的加工工艺。,瓦特改进蒸汽机 镗孔精度 1mm 20 世纪 40 年代 最高精度 1m 20 世纪 末 精密加工：0.1m，Ra 0.01m（亚微米加工）超精密加工：0.01m，Ra 0.001m（纳米加工）,微细加工 微小尺寸的精密加工 超微细加工 微小尺寸的超精密加工,几种典型精密零件的加工精度,精密加工与超精密加工的发展,精密和超精密的作用,提高综合性能和质量提高稳定性和可靠性小型化装配互换性好，易于实现自动装配,是一个国家制造业水平重要标志例：美国哈勃望远镜形状精度0.01m；超大规模集成电路最小线宽0.1m是先进制造技术基础和关键例：陀螺仪球圆度0.1m，粗糙度Ra0.01m，导弹命中精度控制在50m范围内；飞机发电机转子叶片加工误差从60m降至12m，发电机压缩效率从89%提高到94%；齿形误差从3-4m减小1m，单位重量齿轮箱扭矩可提高一倍是新技术的生长点精密制造涉及多种基础学科和多种新兴技术，其发展将会带动和促进这些相关科学技术的发展,精密与超精密加工地位,精密加工的种类,精密和超精密举例,陀螺仪人造卫星仪表的真空无润滑轴承Hubble望远镜飞机发动机叶片大规模集成电路计算机存储介质民用产品,陀螺仪,右边的圆球就是石英制的转子，近乎完美的球体,飞机发动机的叶片,大规模集成电路的芯片技术,大规模集成电路,单晶硅切片制造芯片,切割封装,芯片局部显微图像,大规模集成电路的芯片技术,目前m已开始进入大生产。0.15-0.13m大生产技术也已完成开发.集成电路技术是近50年来发展最快的技术，其设计规则从1959年以来40年间缩小了140倍,而平均晶体管价格降低了107倍。集成电路自发明以来，集成电路芯片的集成度每3年提高4倍，而加工特征尺寸缩小2倍。这Intel公司创始人之一的Gordon E.Moore博士1965年总结出的摩尔定律.,Hubble望远镜,微细齿轮,计算机存储介质,剃须刀网刃的精密电铸,光刻 弯曲成形 电镀沉积 分离,精密制造的主要研究领域,精密切削精密磨削和研磨特种精密加工微细加工,精密加工方法及发展预测,超精密加工技术的现状,超精密加工技术的新发展超精密加工的设备超精密加工机理研究检测和误差补偿工作环境,超精密加工技术的新发展,超精密的加工集成系统 设备测量、检测计算机控制、补偿环境超精密加工的对象有色金属及合金硬脆材料黑色金属复合材料,中小型精密零件的加工精度,加工零件(m)Ra(m)形状精度激光光学零件 0.010.006 0.1磁头 0.02 平面度 0.04多面镜 0.010.02 平面度 0.04 磁盘 0.010.004 波度0.020.01 磁盘 0.010.004 波度0.020.01 非球面模具 0.01 10.3,超精密加工的设备,美国LLL实验室的 DTM-3、LODTM超精密金刚石车床英国Cranfield的OAGM2500超精密金刚石车床欧洲COLATH的超精密金刚石切削机床日本小型超精密金刚石切削机床,LODTM超精密金刚石车床,LODTM超精密金刚石车床,Lawrence Livermore Laboratory,我国研发的纳米级超精密数控车床NAM-800,超精密加工机理研究,切削工具 金刚石刀具有色金属磨削、研磨黑色金属工件材料的处理方式,检测和误差补偿,工件检测光波干涉测量隧道扫描显微镜机床本身精度检测主轴工作台径向跳动机床重复定位精度检测,工作环境,温度振动洁净度噪声湿度其它,超精密加工技术发展展望,国外发展尖端按材料分传统有色金属难切削材料非金属硬脆材料按加工分切削加工带检测反馈带表面涂层处理以及综合应用,我国超精密加工技术发展展望,超精密切削磨削的机理研究超精密设备性能超精密加工检测以及误差补偿超精密加工环境控制超精密加工材料研究,本课程内容,精密加工技术及展望精密切削技术精密磨削技术精密加工设备精密加工中的测量技术在线检测与误差补偿技术精密研磨和抛光微细加工技术精密加工的支撑环境纳米技术,