《超精密加工:科技前沿的驚人突破,人類工藝的巔(diān)峰之作》
在科技(jì)飛速發展的(de)今天,我們時(shí)常被一些令人驚訝的科技成(chéng)果所震撼。其中,超精密加工技術就(jiù)是其(qí)中的(de)代表。它以其驚人的(de)精度和製造能力,讓我們看到了人類工藝(yì)的巔峰之作。
超精密加工http://www.xjssy.cn/,顧名(míng)思義,是一種在極小(xiǎo)尺度上進行的精密加工技術。在現代科技領域,超精(jīng)密加工的應用範圍十分廣泛,包括航空、航天、軍事、醫療、電子等多個領域。例如,在航空領(lǐng)域,超精密加工可(kě)以製造出更加輕巧、耐用的(de)發動機(jī)零件(jiàn),提(tí)高發動機的性能和效率;在醫療領域,超精密加工可以製造出更加精(jīng)確的醫療器械,提(tí)高醫療效果和(hé)安全性(xìng)。
超精密(mì)加工技術的實現(xiàn)需要借助先進的設備和工藝。目前,超(chāo)精密加工主要采用數控機床、激光加工、納米壓印等(děng)先(xiān)進技術。這(zhè)些技術可以在極小尺度上對材料進行精(jīng)確的加工和製造,實現高精度、高效率的生產。
超精密加工技術的發(fā)展不僅提高了產品的質量(liàng)和性能,也推動了科技的進步和創新。它讓我們看到了人類工藝的巔峰之作,也讓我們對未來(lái)充滿了期待。
隨著科技的不斷進步,超精密加工技術的應用範圍將越來越廣泛,其(qí)製造能力和精(jīng)度也將不斷提高。未來,我們(men)相信超精密加工技術將會帶來(lái)更多的驚人突破,為人類的科技進步和創新做出更大的貢獻。
總之,超精密(mì)加工技術是科技(jì)前沿的驚人突破,是人類工藝的巔(diān)峰之(zhī)作。它以其驚人的精度和製造能力,讓(ràng)我們看到(dào)了(le)科(kē)技的力量和魅力。我們相信,在(zài)未來的發展中,超精密(mì)加工技術將會為我們(men)帶來更多(duō)的驚喜和突破。
超精密加工領域突破性技術:確定性修形工藝
超精密機床基礎部件與應用技術的突破,能為製造業的生存和發展(zhǎn)提供強(qiáng)大(dà)技術支撐。然而此前我國的超精密機床及關鍵基礎部件主要依賴(lài)進(jìn)口(kǒu)。
軸類零件外圓圓度加工方麵,國內外基本是靠超精密的外圓磨床實現。以(yǐ)磨削直徑100毫米、長(zhǎng)300毫米的軸芯為例,我國的外圓磨床大概能夠(gòu)磨到1至2微米的水平,而國外可達到0.3至(zhì)0.5微米的水平(píng)。
為破解機床和關鍵部件“卡(kǎ)脖子(zǐ)”技術難題,國(guó)防科技大學教授戴一帆科研團隊曆時5年,提出軸類(lèi)零件外圓圓度確定性修形(xíng)加工(gōng)工藝技術,使軸(zhóu)芯加工圓度精度(dù)提升到0.1微米,並成功研製出超精密空氣(qì)靜壓主(zhǔ)軸,近日經中國計量科學研究院測試,該靜壓主(zhǔ)軸相關參數達到國際先進水平,這將使我國超精密加工精度有(yǒu)效提升。
像鐵鍬整地那樣研磨超精密零件
我國超(chāo)精密機床及關鍵基礎部件此前主要依賴進口,最大的技術難題在於缺少加工核心零件的(de)“工作母(mǔ)機(jī)”。所謂“工(gōng)作母機”,就是製造機器(qì)和機械的機(jī)器,又稱工具機,包括車床、磨床、刨床、鑽床等,是製器(qì)之器、工業自強之基。
一般的機械加工是將機床精(jīng)度“複印”到零件的過程,也就是說,沒有精度高的機床就加工(gōng)不出精度高的零件。沒有精度高的零件,也就組裝不出(chū)精度高的部件和機床。沒有(yǒu)製造高精度零件的工作母機,就限製了整個超精密機床行業的(de)發展。
戴(dài)一帆科研團隊長期從事現代光學製(zhì)造技術研發,他們發現光學零件的(de)最終製造精度遠超(chāo)出所(suǒ)使用的加工設備精度,而(ér)光學製(zhì)造的基(jī)本原理(lǐ)是(shì)逐步(bù)將誤差高點去除的一種精度進化加工原(yuán)理,團隊嚐試將這種“精度進化”原理的加工方法用於(yú)機械零件高精度加工,最終通過加工原理的創新提出軸類零件外圓圓度確定性修形工(gōng)藝技(jì)術,突破高精度“工作母機”的限製(zhì)。
確(què)定性修形工藝是如何工作的?“好比使(shǐ)用鐵鍬平整一塊地(dì),就(jiù)是將看上去凹凸不平的地方鏟去適量的土,如此反複直到獲得非常平整的地。”戴一帆說,這個過程依靠的是成套數字化設備,比如采用了高精度圓度儀獲取(qǔ)圓柱形貌;發明了專用的控時磨削機床實現材料去除量的數字化精確可控;采用專用計算機程序(xù)計算獲得磨削工具需要在特定空間位置(zhì)停留(liú)的精確時間。
機械取(qǔ)代有經(jīng)驗的工人師傅
借助新工藝,戴一帆科研團隊突破了基(jī)於精度進化(huà)原理的控時磨削(xuē)加工(gōng)技術,形成(chéng)了圓柱類零件在位加工檢測一體工藝方法,成功研製(zhì)出超精密空氣靜壓主(zhǔ)軸。
中國計量科學研究院測試結(jié)果顯示,該空氣(qì)靜(jìng)壓(yā)主軸徑向跳動(dòng)小於15納米、端麵跳動小於15納米。這個跳幅相當於頭發絲(sī)直徑的六千分之一。如果是地球這麽大一根主軸的話,回(huí)轉運動造成的振幅不會超過1米。
測試結果還顯示,空氣靜壓主軸徑向靜剛度大於200N/μm、軸向靜剛度(dù)大於200N/μm。通俗地說,就是主軸可以在(zài)20公斤的重力載荷下紋絲不動,變形(xíng)量不會超過1微米,即頭(tóu)發絲直徑的百分之一。
對比代表(biǎo)美國超精密領域最高水平Precitech公司的產品手冊,上述技術指(zhǐ)標與其相當甚至更高。
當前,國內外可將軸類(lèi)零(líng)件外圓圓度加(jiā)工研磨(mó)到零(líng)點幾(jǐ)微米的水平,如果(guǒ)再要提升隻能靠手(shǒu)工研磨修整。“我們的新技術(shù)可以擺脫對極(jí)其有經驗人工師傅的依賴,能很容易地按照現代工業(yè)化的(de)模式組織生產,促進超精密基礎部件的大批量、高效率(lǜ)生產和應用。”戴一帆表示(shì),超精密機床基礎部件與(yǔ)應用技術的突破,將為製造業的生存(cún)和發展提供強大技術支撐(chēng),完(wán)善高端機床產(chǎn)業鏈配套(tào),大幅增(zēng)強高性能功能部件競爭力,促進高端精密與超精密機床方麵實現國產化。
他補充說,這些突破還將有效解決探測製導關鍵零部件超精密加工麵臨的超精密裝備和核心工藝難題,進一步助力國防(fáng)領域高端核心零件超精密加工批量化生產,實現科研成(chéng)果(guǒ)向生(shēng)產力和戰鬥力的快速轉化。
係列成果獲得了湖南省(shěng)十大技術攻關等項目
《超精密加工:科(kē)技前沿的驚人(rén)突破,人類(lèi)工藝的巔峰之作》
12-17-2023
