超細密加工的發展動向和瞻望
超細密加工經過數十年的努力,日趨成熟,不論是超細密機床、金剛石工具,照舊超細密加工工藝已形成了一整套完備的超細密制造技術體系,為推動機械制造向更高條理發展奠定了基礎,如今正在向納米級精度或毫微米精度邁進,其前景十分令人鼓舞。但是從另一個角度來分析,隨著科技的發展,對它的要求越來越高,而實際的情況又受到技術水平的制約,依然存在很多困難?! ? 綜述 超細密加工技術是一門綜合性的體系工程,它的發展綜合地行使了機床、工具、計量、環境技術、微電子技術、計算機技術、數控技術等的提高。日本的津和秀夫教授形象地將超細密加工比作富士山的山頂,所以在某種意義上說,已到達了細密加工的巔峰。日本的文獻上,經常出現向極限靠攏的提法。雖然從技術的角度來說,有些模糊,但是很形象化?,F實上,加工精度在現有的水平上再進步一步已是相稱困難。以如今的產品而言,凡是要求高的尺寸,大部分是超越現有標準的,這從另一個側面反映了超細密的現實情況,相稱多的要求,均以技術條件的情勢來透露表現,或標明詳細的特別公差,而今天除了精度以外,對外觀還提出了新的要求——外觀完備性。日本谷口紀男教授每每將超細密加工技術與微細加工綜合在一路來加以介紹,客觀上反映了兩種技術的交叉,也表現了時代的特性。本文想就超細密加工發展的趨勢,說明一些小我的看法。 超細密加工技術隨著時間的推延,精度、難度、復雜性等都在向更高條理發展,使加工技術也隨之必要賡續加以更新,來與之相適應。 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展,由于它的大小直接影響到被加工外觀的粗糙度,與光學鏡面的反射率直接有關,而今反射率要求越來越高,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,根據日本大阪大學島田尚一博士介紹,為了進行切薄試驗,目標是達到切屑的厚度1nm,其刃口圓弧半徑趨近2~4nm。直至今日,這個水平仍為世界最高的。為了達到這個高度,促使金剛石研磨機也改變了傳統的結構,而采用了空氣軸承作為支承,研磨盤的端面跳動能在機床上自行修正,使其端面跳動控制在0.5µm以下,我國航空體系303所研制的刃磨機就是一例。刃口鋒利了,接著其檢測又成為一個難題,起先日本橫濱大學的中山一雄教授用金絲壓痕的方法;后來發展到采用掃描電子顯微鏡(SEM),其測量精度可達到50nm;隨著精度的再進步,日本的刀尖評價委員會又在SEM上增長了二次電子的發射裝配,這時也只能測定到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)來進行檢測,但以后就未見報道。直到1996年,我國的華中理工大學發表了用AFM檢測的報道。1998年,哈工大又再次作了報道。用AFM成功地檢測了刃口圓弧半徑。檢測技術的突破,的進為微量切削機理一步探索創造了前提。 (作者:佚名編輯:浙江水暖閥門行業協會)
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