超精密微機(jī)械制造技術(shù)探究
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摘要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，航天航空工業(yè)、微機(jī)械工業(yè)、生物工程等都有了很大的發(fā)展，這些行業(yè)的發(fā)展離不開精密微小零件的發(fā)展。目前，精密微小零件的發(fā)展方向愈加多元化，結(jié)構(gòu)特征也愈加復(fù)雜。相關(guān)行業(yè)對精密微小零件的各種功能和使用穩(wěn)定性的要求也越來越高。在這種環(huán)境背景下，進(jìn)行有關(guān)超精密微小零件的研究十分必要。本文將結(jié)合目前超精密微小零件發(fā)展的現(xiàn)狀，開展有關(guān)超精密微機(jī)械制造技術(shù)的研究，希望能對我國未來超精密微機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展有所幫助。
關(guān)鍵詞：超精密加工；微機(jī)械；機(jī)械制造
隨著相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，對超精密/精密微小零件的要求越來越高，需求量也不斷增加。超精密微機(jī)械制造技術(shù)是新興的一種科學(xué)技術(shù)，是在20世紀(jì)80年代末才出現(xiàn)的，在21紀(jì)獲得了較大的發(fā)展，并被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如國防領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。為了滿足對精密微小零件的使用要求，微機(jī)械被應(yīng)用于精密微小零件加工中，從而也改變了現(xiàn)代裝備加工發(fā)展的方向。本文將從超精密微機(jī)械制造技術(shù)的內(nèi)涵入手，介紹超精密加工的特點，并對超精密微機(jī)械制造技術(shù)展開分析和研究。
1超精密微機(jī)械制造技術(shù)的內(nèi)涵
微制造系統(tǒng)的主要加工對象是微小機(jī)械零件，在加工的過程中主要依靠系統(tǒng)化和集成化的理論，通過觀察加工工件的結(jié)構(gòu)和相關(guān)的要求進(jìn)行加工、檢測、搬運等工序，與一般的零件加工相比，微小零件是要在比較狹小的空間完成上述工序。在進(jìn)行微制造的過程中要堅持一個理念，就是小機(jī)床小零件理念，這種理念也是微制造技術(shù)和其它制造技術(shù)之間的區(qū)別。微制造系統(tǒng)的存在可以解決微小零件加工過程中遇到的問題，是進(jìn)行微小零件加工一種有效的方法。超精密微機(jī)械制造技術(shù)加工的對象是微小零件，在加工的過程中對微小零件的尺寸有一個控制范圍，一般來說微小零件的尺寸要在10μm～10mm之間，且要具有復(fù)雜的幾何形狀。對于符合這兩種要求的微小零件進(jìn)行加工和檢查才是屬于超精密微機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用范圍。這種制造技術(shù)相比于其他技術(shù)而言具有操作方便、工作效率高、能耗低的優(yōu)勢。將超精密微機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用于零件加工中不僅能有效減少制造過程中的能源消耗，同時也可以最大限度的節(jié)約制造空間，這是符合現(xiàn)代綠色環(huán)保生產(chǎn)理念的，也是未來制造系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一。
2超精密加工的特點
超精密加工技術(shù)起源于20世紀(jì)，這種具有較高科技含量的加工技術(shù)隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展業(yè)越來越完善，能加工的微小零件尺寸已經(jīng)發(fā)展到納米級別。隨著超精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，這種加工技術(shù)具備的特點越來越多。超精密加工的特點主要包括以下幾個方面。第一，就是“進(jìn)化”加工原則?！斑M(jìn)化”加工包括直接和間接兩種加工方式。使用直接加工方式，使用的加工設(shè)備精度要比工件精度低，需要通過特殊加工工藝的處理才能滿足相應(yīng)的精度要求。這種加工方式適用于單件、小批量的生產(chǎn)過程。間接加工需要以直接加工方式為基礎(chǔ)，利用母機(jī)完成加工任務(wù)，這種加工方式適合于批量生產(chǎn)；第二，就是微量切削機(jī)理。這和一般的切削機(jī)理不同，是在晶體內(nèi)完成的切削工作；第三，使用了大量的新方法。這主要與工件加工技術(shù)的發(fā)展有關(guān)，傳統(tǒng)的切削和磨削方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代加工工藝的要求，特種加工、復(fù)合加工等新方法應(yīng)運而生，不斷提高加工的精度；第四，和高新技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)系更加緊密。通過和高新技術(shù)產(chǎn)品的結(jié)合，可以大大提高加工的科學(xué)性和合理性，從而確保加工的質(zhì)量和精準(zhǔn)度。
3超精密微機(jī)械制造技術(shù)
超精密微機(jī)械制造技術(shù)是一種比較重要的技術(shù)，國內(nèi)外都對這種技術(shù)比較重視，同時也取得了很大的成果。但在微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)的研究方面，日本還是要遙遙領(lǐng)先于世界各國。日本研發(fā)的超精密微機(jī)械加工機(jī)床成功地解決了微機(jī)械切削加工中面臨的難題，能對復(fù)雜自由曲面進(jìn)行加工。除了日本，德國在微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)方面的研究也比較領(lǐng)先，德國研究出的微切銑削技術(shù)可以對淬火鋼和硬鋁材料的微小零件進(jìn)行切削加工。此外，德國還研究出專用于微小零件加工的系統(tǒng)，解決了大型機(jī)械無法進(jìn)行微小零件加工的難題。相比于國外，國內(nèi)的研究還是比較緩慢的，但也取得了一定的成果。我國在微機(jī)械加工設(shè)備技術(shù)方面的研究主要集中于微小制造系統(tǒng)和微小切削技術(shù)兩個方面。哈工大研究出的微小型車銑加工系統(tǒng)已經(jīng)能達(dá)到國際水平。同時，我國還研發(fā)出來微摩擦磨損測試儀。這些研究成果為我國超精密微機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。微切削加工技術(shù)的研究重點不僅包括如何使加工的零件微小化，同時還包括要將微切削加工過程微小化。因此，在微切削加工技術(shù)方面的研究要關(guān)注加工的全過程，要全面掌握微切削的機(jī)理和相關(guān)參數(shù)信息。
4總結(jié)
總之，超精密微機(jī)械制造技術(shù)對于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展具有重要作用，國內(nèi)外對此都給予了高度的重視?，F(xiàn)階段，我國在超精密微機(jī)械制造技術(shù)方面的研究還要落后于國際先進(jìn)水平。因此，應(yīng)加大在相關(guān)方向研究的力度，促使該項技術(shù)向更加科學(xué)系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
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作者：賈美洋 劉宏 單位：邵陽學(xué)院魏源國際學(xué)院
