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1、2011年第36期 0.引言 机械行业的国民经济的基础，因为它为其他生产部门提供重要的 技术设备。 机械工业提供技术装备的水平和质量，将会直接影响到国 民经济各个部门生产技术水平的高低。 我国的机械制造工业虽然取得了飞速的发展，现在已经是制造业 大国，但是高技术机电产品依然依赖进口，和发达国家相比，仍然有较 大的差距，尤其是精密和超精密加工和国外差距十分显著。 精密和超精密加工已经成为国际竞争中取得成功的关键技术。很 多现代化产品都需要高精度制造。 发展尖端技术和国防工业，以及微 电子工业等，都需要精密超精密加工制造出来的仪器设备。 精密和超 精密加工技术已经成为代表国家先进制造水平的重要标志
2、。 1.精密和超精密技术的发展现状 精密、超精密加工技术是20世纪50年代末、60年代初发展起来 的一项新技术，由于电子技术、计算机技术、宇航和激光技术发展的需 要，美国组织有关公司和研究机构对微米级加工技术进行研究，在美 国诞生的金刚石刀具镜面车削技术催生了超精密加工技术。1962年 美国首先研制出了超精密车床，在该机床上使用单刃金刚石车刀加工 直径 的铝合金半球面，成功实现了镜面车削，迈出了微米级超精密加 工的第一步。 在工业发达国家， 一般工厂已经可以稳定掌握1微米的加工精 度。现代机械工业之所以致力于提高加工精度，其主要原因在于，提高 制造精度之后可以提高产品的性能和质量，可以提高其稳
3、定性和可靠 性。精密和超精密加工技术在尖端产品和现代化武器制造中占有十分 重要的位置。 精密和超精密加工技术发展到目前， 已经取得了重大的进展，精 密和超精密加工已经不再是一个孤立的加工方法或者单纯的工艺的 问题，而成为一个包含内容十分广泛的系统工程。 实现精密和超精密 切削加工，不仅需要精密的机床设备和刀具，也需要稳定的环境条，还 需要运用计算机技术进行实时的误差测量和补偿反馈。只有将各个领 域的技术结合在一起，才有可能实现经济和超精密加工技术。 通过使用天然的单晶金刚石刀具对超精密零件进行超精密的切 削，源自于20世纪50年代的末期，初期被加工的工件多为形状简单 的圆柱表面等。 金刚石刀具
4、的超精密切削加工技术，主要应用于单件 的大型超精密零件和批量生产的中小型零件的超精密切削技术两个 方面。单件大型零件的超精密金刚石刀具切削，以美国最为发达，居于 世界的领先位置。 超精密切削是一项内容广泛的新技术，它的加工精 度和表面质量是由所使用的超精密设备、金刚石刀具以及切削工艺和 误差补偿技术等因素的综合结果。 2.精密和超精密切削机床设备 机床作为机械行业的母机， 其提供的装备技术的水平和质量，直 接影响着终端产品的精度。 超精密机床上实现超精密切削的首选。 精密超精密机床是超精密加工最重要、最基本的加工设备，是实 现超精密加工的物质基础，超精密技术是一项综合技术，包括机床的 结构、关
5、键基础部件、测控技术和环境技术等。 因此，在现代工业生产 中，精密超精密机床有着极其重要的作用。 第二次世界大战之后的50 年代后期， 美国首先开始进行了精密超精密加工机床方面的研究，在 60年代精密超精密专用机床开始商品化， 出现了加工激光核聚变反 射镜、战术导弹及载人飞船用零件的超精密加工机床。 到80年代末， 紧密超精密加工技术综合性技术日趋于成熟。 目前，美国从事超精密 加工制造比较有名的公司、企业至少有30家。 精密超精密加工技术的 发展使美国在航空、航天、核能方面取得了重要的成就。 美国在超精密机床生产方面居世界领先地位。 如LLNL国家实验 室的大型光学金刚石车床（LODTM ）
6、和 3型大型金刚石车床（DTM- 3），是现在世界公认的水平最高的、代表当前技术前沿的超精密车床。 商业生产不仅国内使用，还有相当多的出口，比较著名的有Moore公 司的M-18AG型超精密非球面车床和Pneumo公司的MSG-325型超 精密非球面车床等。 由于发达国家对超精密加工技术都不予外传，故欧洲的主要国家 如法国、德国等都投入很大人力物力进行超精密加工技术和超精密机 床的开发研究。 这些国家生产的中小型超精密机床有较高水平，近年 来又投入力量研究开发超精密金刚石机床。 比如，在欧洲以具有研究 开发超精密金刚石切削加工机械传统的荷兰的飞利浦公司的中央研 究所为中心，研究开发CNC超精密
7、金刚石车床COLATH，1978年以后 用于本公司的高精密零件的加工。 日本研究精密超精密加工技术和精密超精密机床起步较晚，70 年代中期才开始，而且是依据电子和光学等民用需要开始研究的。 但 是由于得到有关方面的重视，投入大量的人力物力去开发，从而使研 制的产品很快达到甚至超过引进产品的水平， 因而在发展速度上追上 美国，在技术上也可以与美国相抗衡，并且民用工业向精密化发展。 特 别是日本80年代开发小型超精密CNC车床方面已走在世界的前列， 约有20家厂商，如丰田工机、精研制钢、日本精密研究所等都研究生产 小型测量系统以及其他一些先进技术，可以加工多种高精度复杂球面。 3.精密和超精密加工
8、技术未来展望 美国的国家科研计划中超精密加工技术的研究，从材料方面到传 统的铝、铜扩展到难切削的材料和非金属的硬脆材料。 从加工方式上 来看，从切削扩展到开发带有检测反馈的超精密技术以及最终表明涂 层处理的综合研究。 而从日本的规划来看，早在上世纪八十年代日本就提出了超精密 加工发展的规划。 精密和超精密加工方面主要是两大方面，一个是高 密度高性能的粒子束加工的研究和开发；另外一个就是以三维曲面加 工为主要内容的高性能超精密机械加工技术以及配套的三维超精密 检测技术和加工技术。 参考国外精密加工的发展趋势，根据我国的实际情况，我国应开 展的精密超精密加工技术的基础研究应该主要包括以下的一些方面
9、： 超精密切削、磨削的基本理论和工艺；超精密设备的关键技术；超精密 加工的精度检测、在线检测以及误差补偿；超精密加工的环境条件和 超精密加工的材料。 4.结语 本文分析了超精密加工技术的发展现状和未来展望。今后的制造 技术的基础在于精密和超精密加工技术的发展。参考国外精密加工技 术的经验和我国的实际情况，如果对精密和超精密加工技术给予足够 的重视，投入较多的财力和物力进行研究和开发，在生产中稳定微米 级加工，并扩大应用到亚微米级的加工技术，则用十年二十年的努力， 可以逐步使得我国的精密和超精密加工技术达到国际先进水平。 科 【参考文献】 1王先逵,吴丹,刘成颖精密加工和超精密加工技术综述J.中
10、国机械工程, 1999,(05):570-576+604-605. 2李荣彬，张志辉，杜雪，孔令豹，蒋金波自由曲面光学的超精密加工技术及其 应用J.红外与激光工程,2010,(01):110-115. 3袁巨龙，张飞虎，戴一帆，康仁科，杨辉，吕冰海超精密加工领域科学技术发 展研究J.机械工程学报,2010,(15):161-177. 4简金辉，焦锋超精密加工技术研究现状及发展趋势J.机械研究与应用, 2009,(01):4-8. 精密超精密加工技术及其发展展望 熊良谋 （武汉市青山区水务局排水泵站湖北武汉 430080） 【摘 要】精密和超精密加工技术是国防高精尖产品不可缺少的关键加工手段，在军事工业和民用工业中都有着广泛的应用。 在一定意义 上，精密超精密加工是衡量一个国家的科学技术发展水平的重要标志之一。本文分析了精密超精密技术以及精密超精密加工机床的发展现状， 并对其未来发展进行了展望。 【关键词】机床;精密加工;发展展望 科技论坛 343
