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包括空气静压主轴及导轨、液体静压主轴及导


  秒速彩票精密超精密加工技术的起源从一定意义上可以上溯到原始社会:当原始人类学会了制作具有一定形状且锋利的石器工具时,可以认为出现了最原始的手工研磨加工工艺;到了青铜器时代后人类制作了各类表面光滑的铜镜,这种制作方式就是研磨及抛光工艺。但是到了近代才出现了真正精密超精密加工技术的起源从一定意义上可以上溯到原始社会:当原始人类学会了制作具有一定形状且锋利的石器工具时,可以认为出现了最原始的手工研磨加工工艺;到了青铜器时代后人类制作了各类表面光滑的铜镜,这种制作方式就是研磨及抛光工艺。但是到了近代才出现了真正意义上的精密加工,最典型的例子就是精密镗床的发明。1769年瓦特取得实用蒸汽机专利后,汽缸加工精度的高低就成了蒸汽机能否提高效率并得到实际应用的关键问题。1774年英国人威尔金森发明了炮筒镗床,可用于加工瓦特蒸汽机的汽缸体。1776年他又制造了一台更为精确的汽缸镗床,加工直径为75inch(1inch=2.54cm)的汽缸,误差还不到一个硬币的厚度。加工精度的提高促使了蒸汽机的大规模应用,从而推动了第一次工业革命的发展。

  20世纪60年代初期,随着航天、宇航的发展,精密超精密加工技术首先在美国被提出,并由于得到了政府和军方的财政支持而迅速发展。到了20世纪70年代,日本也成立了超精密加工技术委员会并制定了相应发展规划,将该技术列入高新技术产业,经过多年的发展,使得日本在民用光学、电子及信息产品等产业处于世界领先地位。

  近年来,美国开始实施了“微米和纳米级技术”国家关键技术计划,国防部成立了特别委员会,统一协调研究工作。美国目前至少有30多家公司研制和生产各类超精密加工机床,如国家劳伦斯利佛摩尔实验室(LLNL)、摩尔(Moore)公司等在国际超精密加工技术领域久负盛名。同时利用这些超精密加工设备进行了陶瓷、硬质合金、玻璃和塑料等材料不同形状和种类零件的超精密加工,应用于航空、航天、半导体、能源、医疗器械等行业。日本现有20多家超精密加工机床研制公司,重点开发民用产品所需的超精密加工设备,并成批生产了多品种商品化的超精密加工机床,日本在相机、电视、复印机、投影仪等民用光学行业的快速发展与超精密加工技术有着直接的关系。英国从60年代起开始研究超精密加工技术,现已成立了国家纳米技术战略委员会,正在执行国家纳米技术研究计划,德国和瑞士也以生产精密加工设备闻名于世。1992年后,欧洲实施了一系列的联合研究与发展计划,加强和推动了精密超精密加工技术的发展。

  国内真正系统地提出超精密加工技术的概念是从20世纪80年代~90年代初,由于航空、航天等军工行业的发展对零部件的加工精度和表面质量都提出了更高的要求,这些军工行业投入了资金支持行业内的研究所和高校开始进行超精密加工技术基础研究。由于当时超精密加工技术属于军用技术,无论从设备还是工艺等方面,国外都实施了技术封锁,所以国内超精密加工技术的开展基本都是从超精密加工设备的研究开始。由于组成超精密加工设备的基础是超精密元部件,包括空气静压主轴及导轨、液体静压主轴及导轨等,所以各家单位也正是以超精密基础元部件及超精密切削加工用的天然金刚石刀具等为突破口,并很快就取得了一些进展。哈尔滨工业大学、北京航空精密机械研究所等单位陆续研制了超精密主轴及导轨等元部件,并进行了天然金刚石超精密切削刀具刃磨机理及工艺研究,同时陆续搭建了一些结构功能简单的超精密车床、超精密镗床等超精密加工设备,开始进行超精密切削工艺实验。

  非球面曲面超精密加工设备的研制成功是国内超精密加工技术发展的里程碑,非球面光学零件由于具有独特的光学特性在航空、航天、兵器以及民用光学等行业开始得到应用,从而简化了产品结构并提高了产品的性能。当时加工设备只有美国、日本及西欧等少数国家能够生产,国内引进受到严格限制而且价格昂贵,国家从“九五”开始投入了人力物力支持研发超精密加工设备。到“九五”末期,北京航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学、北京兴华机械厂、国防科技大学等单位陆续研制成功代表当时超精密加工最高技术水平的非球面超精密切削加工设备,彻底打破了国外的技术封锁。之后其他各类超精密加工设备,如超精密磨削设备、小计算机数控磨头抛光设备、磁流变抛光设备、离子束抛光设备、大口径非球面超精密加工设备、自由曲面多轴超精密加工设备、压印模辊超精密加工设备等也陆续研制成功,缩小了超精密加工技术国内外的差距。同时由于有了超精密加工设备的支撑,在超精密加工工艺方面也有了很大进展,如ELID超精密镜面磨削工艺、磁流变抛光工艺、大径光学透镜及反射镜超精密研抛及测量工艺、自由曲面的超精密加工及测量工艺、光学薄膜模辊超精密加工工。


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