微细加工技术的研究与应用

２ＯＯ２．２（１２８）　１９・　

磨料喷射微细加工应用基础研究　

——喷嘴设计及加工试验　

５１５０６３（汕头市）汕头大学工学院阎秋生张自强唐延辉　

摘要磨料喷射微细加工是利用高压气体为介质加速磨料对工件形成冲击、冲蚀作用而去除材料的一种　特种加工方法，适用于零件微细蛄构的ｂＹ－－和零件的表面处理。本文主要分析了磨料喷射加工的原理，设计了一　

套原理性试验装王，通过实验观察分析了磨料喷射加工过程，分析了其加工特性，提出了改进方案。　关键词磨料喷射加工（ＡＪＭ）特种加工微细加工　实验装王　

中国分类号ＴＧ７４３　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ａｂｒａｓｉｖｅ　Ｊｅｔ　Ｍｉｏｒｏ　Ｍ￣ｈｉｍｎｇ（ＡＪＭＭ）ｉｓ　ａＩｌ　ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｎｉＩ１ｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｈｉｓｈ－ｐｒｅｓ￣　ｇａｓ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　Ｔ　啪ｔｏ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅ　ａｂｒａｓｉｖｅｏ＇ｉｔ￣ａｎｄＩｒＡｔｋｅｔｈｅｍｆｏｒｍ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｉｍｐａｃｔ　ｏｒ　ｅｒｏｓｉｏｎ　Ｏ１１ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ．Ｉｔ’ｓ　ａＤ．　

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2011 年 春 季学期研究生课程考核

（读书报告、研究报告）

考核科目 : 微细超精密机械加工技术原理及系统设计

学生所在院（系） :机电工程学院

学生所在学科 :机械设计及理论

学 生 姓 名 :杨嘉

学 号 :10S008214

学 生 类 别 :学术型

考核结果 阅卷人

微细加工技术概述及其应用

摘要

微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。

关键词：微细加工；电火花；微铣削

1微细加工技术简介及国内外研究成果

1.1微细加工技术的概念

微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。

BIM技术的研究与应用

项目承担单位：中国建筑科学研究院

课题承担单位：清华大学

子课题承担单位：清华大学 子课题负责人：张建平

文/ 清华大学张建平

[作者简介]张建平，清华大学土木工程系教授、博士生导师，主要从事土木工程CAD/CAE、4D-CAD、建设领域信息化、智能信息处理技术、数字减灾及智能决策技术、BIM及建筑生命期管理等方面的研究，近几年主持了包括国家“十五”、“十一五”科技支撑计划课题、国家自然科学基金项目、北京市科委项目、国际合作以及奥运工程等在内的几十项研究项目。

在建筑工程领域，如果将CAD 技术的应用视为建筑工程设计的第一次变革，建筑信息模型（BIM，Building Information Molding ）的出现将引发整个A/E/C（Architecture/ Engineering/Construction ）领域的第二次革命。BIM 研究的目的是从根本上解决项目规划、设计、施工、维护管理各阶段及应用系统之间的信息断层，实现全过程的工程信息管理乃至建筑生命期管理（Building Lifecycle Management, BLM）。然而，由于建筑业本身所固有的特性，如产业结构的分散性、工程对象的唯一性、工程信息的复杂性等，使得BIM 的实现异常复杂且艰难。国际协同工作联盟（IAI ）推出的IFC

（Industry Foundation Classes ）为BIM 的实现提供了建筑产品数据表达与交换的标准，标志着BIM 概念的成熟，推动BIM 技术的发展。BIM 已成为当前建设领域信息技术的研究和应用热点。

一、何谓BIM

BIM 的理论基础主要源于制造行业集CAD 、CAM 于一体的计算机集成制造系统CIMS（Computer

Integrated Manufacturing System ）理念和基于产品数据管理PDM 与STEP 标准的产品信息模型。BIM

微型结构零件的精细加工技术

现代科技的急速发展推动着各种工业系统的进步与创新。其中微型结构零件的加工技术则是一个成熟而重要的技术分支。微型结构零件的加工是一门精细化的技术，需要高度的技术水平和创新能力。今天我们将就微型结构零件的精细加工技术进行一番探讨。

一、微型结构零件的定义及应用领域

微型结构零件是指尺寸在数微米至数十毫米之间、复杂程度高、几何形状丰富的零部件，其一般集成于微机电系统(MEMS)、微流体、微电子机械系统(NEMS)、集成光学系统、集成显微镜以及太赫兹系统等多个领域。

如MEMS是将微电子技术、机械工程技术、工艺技术、半导体技术和材料科学等多学科交叉的新兴技术领域，其在生命科学、医疗器械、工业机械、机器人、汽车、航空等领域中具有广泛应用前景。相应的，微型组件在MEMS领域中迅速发展，其制造工艺也在不断改进。

二、微型结构零件加工的困难

目前，微型结构零件的科学技术水平和制造工艺还处于探索和发展阶段，面临诸多挑战。一方面，本身加工材料和结构参数的复杂度，一方面则是微型结构零件加工项目日益繁杂，多种重要的技术手段较为复杂，操作难度大，周期长，效果不尽人意。

整个过程中普遍存在的零件加工难度主要有以下几个方面：

1.微型尺寸的制造精度要求很高

由于零部件形状、大小、精度和表面结构等制造要求和实际应用的限制，微型结构零部件的制造难度较高。

2.缺乏优质辅助材料

微型结构零件加工过程中不仅需要使用到稳定性高的机床和辅助设备，同时还需要使用到耐磨、耐高温、高强度等优质辅助材料，这样才能够在零件加工过程中保证零整件不出现误差和失真现象。

3.精细加工工程的全面规划

微型结构零件加工流程的规划需要精心设计，严格实施，必须考虑到加工以及后续的一系列工序，包括缺陷检测、界面化处理、表面修整等。

三、微型结构零件加工的技术

针对微型结构零件加工难题，近年来采用的微型加工技术不断发展进步。常见的微小切削加工工艺技术有以下几种：