国内外精密加工技术最新进展
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航空精密制造技术的发展现状和趋势航空精密制造技术是指针对航空制造中的精细化、高精度化制造和数字化制造需求而发展起来的一项技术,是航空工业和军工领域的重要技术支撑。
随着科技的不断发展和应用需求的不断增加,航空精密制造技术也在不断地发展和演进,向着高精度、高可靠性、高智能化等方向展开。
一、航空精密制造技术的现状1、精密加工技术的发展精密加工技术是航空制造中最基础的一环,它的发展程度直接影响到整个制造过程的质量和效率。
目前,国内外的航空精密加工技术已经达到了比较成熟的阶段,各种加工设备和工艺越来越多地应用于各个领域中。
2、数字化制造技术的应用数字化制造技术是指以数字化的形式对制造加工设计、加工计划和加工执行进行管理和控制的技术。
随着计算机技术和信息技术的不断进步,数字化制造技术在航空领域中的应用越来越广泛,成为实现高效、精准、数字化的航空精密制造的关键技术之一。
3、新材料和新工艺的出现新材料技术和新工艺技术也日益成为航空制造领域中的重要技术支撑。
以超轻复合材料为例,相较于传统的金属材料,具有更高的强度、更轻的重量和更好的韧性,可以极大地提高航空器的性能和效率。
二、航空精密制造技术的趋势1、精密度要求越来越高随着科技的不断进步和航空制造领域中的需求不断增加,航空精密制造技术的精度要求也越来越高。
比如,飞机上的各个零部件需要满足微米级别的高精度和高可靠性要求,同时为了降低成本和提高效率,对制造过程中的各个环节的控制和协调都要达到极致。
2、智能化制造将逐渐普及随着人工智能技术和机器学习技术的不断发展和应用,智能化制造成为趋势。
相较于传统制造工艺,智能制造可以更好地实现人机协同,提高生产效率和质量,减少人为误差和浪费,同时也可以不断改善制造环境,提高制造过程的安全性和稳定性。
3、多元化发展方向另外,航空精密制造技术的发展还将趋向多元化。
制造过程中所需的一系列关键技术将会更加完善,应用范围将会更加广泛,包括柔性制造技术、材料表面技术、激光加工技术、精密制造机器人技术等等。
精冲技术的国内外现状及发展趋势1 国外精冲技术现状从1923年德国人F.Schiess 通过试验研究获得了精冲工艺的技术专利始,到20世纪70年代末,国际上已累计制造精冲压力机约2000台,其中德国290台,前苏联215台,美国185台,日本180台,英国100台。
他们的研究和科研成果的商业转化速度非常快,并已形成了一整套的完备的技术研究和商业运作系统,这也是他们发展迅速的主要的原因。
精冲工艺在世界上已经日益成为一种重要的无切削工艺。
目前,掌握了先进精冲技术的欧洲和日本,在市场竞争中已处于有利的地位。
为了扩大精冲的应用范围,满足装配或产品性能的要求,他们已将精冲加工工艺扩展到弯曲、冷挤压、拉伸、压印、局部成形等工序,取代了切削加工及其他工艺(如铸造、粉末冶金和需要后续加工的工序)。
由于精冲原材料的软化(退火)处理技术(特别是高碳、高合金钢的碳化物Fe 、合金碳化物的球化退火工艺)的提高,已能获得适合精冲的高碳、高合金球化金相组织,因此,目前已能精冲强度高达700MPa ~850MPa 的合金212具钢、高碳钢、轴承钢等材料。
世界发达国家精冲技术的优势,表现在以下几方面:1) 精冲工艺精冲工艺目前可以达到的技术水平为:精冲剪切表面粗糙度Ra=1.5~0.3m μ(相当于∇6~∇8);超精冲的剪切表面粗糙度Ra=O.2~0.1m μ(相当于∇9~∇10) ;尺寸精度:毛刺<0.03mm ,塌角深度:l0%~25%;剪切面垂直度:'8930︒;表面不平度:一般不需要校平即可使用;最小孔径:min (0.3~0.7)d t =(当材料150b MPa σ=时取上限,当材料450b MPa σ=时取下限)。
精冲件的最大厚度:瑞士为15mm ,美国为22mm ,日本最大的精冲件是用于推土机上的一个零件,厚7mm ,其上有52个孔,内外轮廓冲裁长度达600mm 。
2)精冲件材料精冲材料不仅是保证实现精冲的重要条件,而且是高产品质量,降低生产成本,扩大精冲应用范围的重要需要,因此,开发研究精冲材料越来越受到各国的重视。
精密制造业的现状及发展趋势随着科技的不断进步和人民生活水平的提升,精密制造业得到了越来越多的关注和重视。
它是现代工业的重要组成部分,是当前国民经济发展的核心领域之一。
同时也是推动经济转型升级、实现高质量发展的重要支撑和保障。
然而,精密制造业发展面临着许多挑战和机遇。
本文将介绍其现状与趋势。
一、现状精密制造业是指应用高新技术、高精密加工的制造业,以提高产品的精度、品质和竞争力。
目前,我国精密制造业已经形成了比较完善的产业体系和成熟的产业链。
尤其是在高端装备制造、汽车制造、电子信息和生物医药等领域,我国的精密制造业水平已经达到了国际先进水平。
然而,精密制造业的现状还存在一些问题:一是基础设施和技术创新能力还不足,落后的生产方式和科技水平制约了产业发展;二是产业结构比较单一,对高端制造业和服务业的需求还不足;三是市场细分化程度不够,产业集中度不高,企业竞争压力较大。
二、发展趋势1. 聚焦高端装备制造制造业是国家经济的重要支撑,高端装备制造是制造业的核心和重点。
在高端装备制造领域,我国已逐渐成为全球的制造业强国之一。
未来,我国在这方面的投入和发展将继续加大,发展高端装备制造业已成为生产力和技术进步的关键。
2. 升级转型发展随着大数据、云计算、人工智能等科技的发展,未来制造业发展将越来越依赖于数字化和智能化。
制造企业需要在传统制造领域实现智能制造,同时进行电气化、自动化、信息化、网络化等方面的全面升级。
这样可以实现制造更加高效、灵活、智能。
3. 推动绿色制造制造业生产会伴随着不可避免的资源消耗和环境污染。
为了减少制造业的环境负担,未来精密制造业需要大力推进绿色制造,积极开展节能减排工作,推广清洁能源和环保型工艺、材料和产品等环保技术。
4. 加强环节协作生产制造目标的实现需要各个环节之间的密切配合与协同。
未来,我国精密制造业需要加强和完善协作机制,实现上下游产业链的紧密连接和无缝衔接。
同时,要加强各级政府之间的协调,为制造业的发展提供积极的政策支持。
超精密加工技术的发展现状超精密加工技术的发展现状,哎呀,真是个让人觉得又神奇又复杂的话题啊!咱们得先了解一下超精密加工是什么。
它其实就是用极高的精度来加工材料,想想看,能把东西做到这么精准,真是令人叹为观止。
现在的制造业可离不开它,尤其是在航空、医疗、电子这些领域,越是高端的东西,越离不开超精密加工。
想象一下,微米级别的加工,那得多细腻啊!说真的,这技术的发展,真的是让人感觉到科技的力量。
在这过程中,咱们得提到几项关键技术,比如说光刻、超声波加工,还有激光加工。
光刻技术可谓是个“大明星”,在芯片制造中大显身手,像是在细致的画布上作画,光线勾勒出无数精致的图案。
超声波加工呢,哎,别小看它,利用声波的振动来加工,能把很多材料轻松处理掉,真是个“小帮手”。
激光加工嘛,嘿,那可是一把双刃剑,精准又快速,火花四溅的场景让人忍不住想为它点赞。
不过,话说回来,技术再先进,也得面对一些挑战。
比如说,成本问题。
超精密加工的设备可不是白菜价,维护保养更是个大开销。
这让很多小企业在这条路上犹豫不决,真是让人心疼。
材料的选择也非常重要,有些材料在超精密加工中表现得特别好,而有些则像个“死胖子”,怎么都弄不动。
为了追求更好的效果,研究人员们可是费尽心思,真是“煞费苦心”啊。
还有就是人才的培养。
这方面可不能马虎,超精密加工需要的人才既要有理论知识,又要有丰富的实践经验。
现在的大学里,很多学校已经开始设置相关课程,目的就是希望能培养出更多的技术人才,未来可得靠他们“撑门面”呢。
真心希望越来越多的人能加入这个行业,给我们带来更多的惊喜。
说到应用,超精密加工的舞台可大了!像航天器、手术刀、手机的内部零件等等,几乎无处不在。
你看看,航天器上那些复杂的零部件,没有超精密加工,恐怕就飞不起来了!还有手术刀,医生可不能用个普通的刀子,精细的切口直接关系到手术的成功与否,这可是关乎生命的大事啊!而手机的微小零件,哪个能离开超精密加工的加持?所以说,这技术的重要性,不用多说,大家都懂。
微纳米级精密加工技术最新进展微纳米级精密加工技术是当代科技发展的关键技术之一,它在信息技术、生物医疗、航空航天、光学制造等领域发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的飞速进步,微纳米级精密加工技术不断取得突破,推动着相关产业的创新与升级。
以下是该领域最新进展的六个核心要点:一、超精密光刻技术的新突破超精密光刻技术作为微纳加工的核心技术,在半导体芯片制造中占据主导地位。
近年来,极紫外光刻(EUV)技术取得了重大进展,其波长缩短至13.5纳米,极大提高了图案分辨率,使得芯片上的元件尺寸进一步缩小,推动了摩尔定律的延续。
同时,多重曝光技术和计算光刻技术的结合应用,进一步提高了光刻精度,为实现更小特征尺寸的集成电路铺平了道路。
二、聚焦离子束加工技术的精细化聚焦离子束(FIB)技术以其高精度、灵活性强的特点,在微纳米结构的直接写入、修改及分析方面展现出了巨大潜力。
最近,通过优化离子源和束流控制系统,FIB技术实现了亚纳米级别的加工精度,为纳米器件的制备、纳米电路的修复及三维纳米结构的构建提供了强有力的技术支持。
此外,双束系统(FIB-SEM)的集成,即在同一平台上集成了聚焦离子束与扫描电子显微镜,大大提高了加工的准确性和效率。
三、激光微纳加工技术的创新应用激光加工技术在微纳米尺度上展现出了新的应用潜力,尤其是超短脉冲激光技术的出现,如飞秒激光,能够在材料表面进行无热影响区的精确加工,适用于复杂三维结构的制造。
通过调控激光参数,如脉冲宽度、能量密度和重复频率,可实现从材料表面改性到内部结构雕刻的广泛加工能力,被广泛应用于生物医疗植入物、微光学元件及微流控芯片的制造中。
四、化学气相沉积与电化学加工的精细化化学气相沉积(CVD)作为一种薄膜沉积技术,近年来在微纳米材料合成方面取得了显著进展,特别是在石墨烯、二维材料及其异质结构的可控生长方面。
通过精确调控反应条件,如温度、压力和气体配比,实现了单层或多层纳米薄膜的高质量沉积,为纳米电子学、能源存储及传感技术的发展提供了关键材料。
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展,在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。
现代制造业之所发要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高产品的性能和质量,提高其质量的稳定性和性能的可靠性,促进产品的小型化、功能性强,零件互换性好,产品的装配、调试生产率高,并促进制造装配自动化。
随着制造业的发展,现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展,在今后的加工中,普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm(即1nm),而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进(0.1nm)。
随着极限加工精度的不断提高,为科学技术的发展和进步创造了条件,也为机械冷加工提供了良好的物质手段。
关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语,就觉得它比较神秘,但跟任何其他复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉、适应,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是如此。
实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。
超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。
二、正文超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,目前正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。
美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于领先地位的国家。
英国的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,是当今世界上精密工程的研究中心之一。
国外模具制造技术的现状和发展趋势模具制造技术是制造业的重要组成部分,模具的制造水平直接影响着国家制造业的发展水平。
近年来,国外模具制造技术的发展迅速,越来越多的创新技术被应用在模具制造领域中。
下面就国外模具制造技术的现状和发展趋势分别进行介绍。
一、现状1. 数控技术数控技术在国外模具制造中得到广泛应用,数控加工设备的普及和技术的发展使得模具加工更加精细化和高效化。
在数控技术的基础上,出现了电火花加工、线切割加工、高速加工等新技术,使得模具加工的质量和效率提高了许多。
2. 材料技术当前,国外模具材料技术正在向硬质合金、超硬材料、高强度钢种、高温合金、先进高分子等方向发展。
硬质合金已成为精密模具、注塑模、压铸模、挤压模、彩铸模等制造的常用材料。
超硬材料如金刚石、CBN(立方氮化硼)等,在高速切削和电火花加工中得到广泛应用。
3. CAD/CAM/CAE技术CAD是计算机辅助设计(Computer Aided Design)技术,CAM是计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)技术,CAE是计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)技术,三者已经成为模具制造中不可或缺的一部分。
利用这些技术可以完成模具设计、NC程序设计、模具加工的数值模拟和结构力学分析等工作,提高了模具制造的效率和精度。
二、发展趋势1. 精密加工技术的进一步提升模具的加工精度要求越来越高,因此,精密加工技术的发展与应用将成为模具制造的重要发展趋势。
比如,高速加工、激光加工、电化学加工、新型磨削技术等将广泛应用于模具制造中。
2. 智能化制造技术的应用随着工业4.0时代的到来,“智能化”已成为制造业的新热点。
在模具制造中,人工智能、机器视觉、工业机器人等技术的应用使得模具加工更加智能化和自动化。
3. 快速制造技术的发展在大型化、多品种、小批量的生产需求下,快速制造技术的发展势头迅猛。
精密加工行业报告精密加工是一种高精度的机械加工技术,它在各种行业中都有着广泛的应用。
随着科技的不断发展和进步,精密加工行业也在不断壮大和壮大。
本报告将对精密加工行业的发展现状、市场需求、技术趋势等方面进行分析和展望。
一、精密加工行业的发展现状。
随着科技的不断进步和发展,精密加工行业也在不断壮大。
目前,全球精密加工行业的市场规模已经达到了数千亿美元。
在中国,精密加工行业也在快速发展,成为了国民经济中不可或缺的一部分。
从国内外市场来看,精密加工行业的需求量也在不断增加,市场潜力巨大。
二、精密加工行业的市场需求。
精密加工行业的市场需求主要来自于汽车、航空航天、电子、医疗器械、光学仪器等行业。
随着这些行业的不断发展,对精密加工零部件的需求也在不断增加。
特别是在汽车和航空航天行业,对零部件的精度和质量要求非常高,这就对精密加工行业提出了更高的要求。
三、精密加工行业的技术趋势。
随着科技的不断进步,精密加工行业的技术也在不断更新和改进。
目前,数控机床、激光加工、电火花加工、超声波加工等先进技术已经在精密加工行业中得到了广泛应用。
这些先进技术不仅提高了加工效率,还提高了加工精度,降低了成本,提高了产品质量。
四、精密加工行业的发展趋势。
未来,精密加工行业将会朝着智能化、自动化、数字化的方向发展。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断发展,精密加工行业将会迎来新的发展机遇。
同时,随着全球制造业的转移和升级,精密加工行业也将会面临更大的市场机遇和挑战。
总之,精密加工行业是一个充满活力和发展潜力的行业。
随着科技的不断发展和进步,精密加工行业也将迎来新的发展机遇。
我们相信,在政府的政策支持和企业的不懈努力下,精密加工行业一定会迎来更加美好的未来。
EMO2024展品技术特点EMO 2024(European Machine Tool Exhibition)是世界上最大的机床和金属加工行业展会之一,展示了最新的机床和金属加工技术。
这次展会汇聚了来自世界各地的参展商和观众,展示了各种先进的技术和设备。
以下将介绍一些EMO 2024展品的技术特点。
1.先进的数控技术在EMO2024展会上,各大厂商展示了最新的数控技术,包括高精度数控系统、高速数控系统和智能化数控系统等。
这些数控技术能够实现更高效、更精准的加工,提升生产效率和产品质量。
同时,智能化数控系统还具有自动化程度高、人机交互友好等特点,能够大大减少人工干预,实现自动化生产。
2.高速切削技术高速切削技术是EMO2024展会上的一大亮点,各大厂商纷纷展示了其自主研发的高速切削设备和工具。
高速切削技术能够实现更快速的切削速度和更高的切削精度,降低加工成本,提高加工效率。
同时,高速切削技术还能够减少加工时的切削力和切削温度,延长工具寿命,提高切削质量。
3.精密加工技术精密加工技术是EMO2024展会上的另一大亮点,各大厂商展示了其最新的精密加工设备和工具。
精密加工技术能够实现更高精度的加工,满足对产品精度要求更高的市场需求。
同时,精密加工技术还能够提高加工效率,降低加工成本,提高产品质量。
4.智能制造技术智能制造技术是EMO2024展会上的热门话题,各大厂商展示了其最新的智能制造设备和系统。
智能制造技术能够实现生产过程的智能化、自动化,提高生产效率,降低生产成本。
同时,智能制造技术还能够实现生产数据的实时监控和分析,为企业提供决策支持,提高企业竞争力。
5.加工中心技术在EMO2024展会上,各大厂商展示了其最新的加工中心设备和技术。
加工中心技术是一种多功能、高效率的加工技术,能够实现复杂零件的一次性成型,提高加工效率和产品质量。
同时,加工中心技术还能够实现不同加工工序的无缝衔接,减少零件的加工周期,降低加工成本。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势解读[5篇范例]第一篇:国内外先进制造技术的新发展现状和趋势解读国内外先进制造技术的新发展现状和趋势1 当前制造科学要解决的问题(1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。
制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。
制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。
生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。
(2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。
例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-Real Space)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。
制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。
提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。
由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。
机械加工技术国内外发展现状
机械加工技术是现代工业中最基础、最重要的技术之一,它对于制造业的发展和产品质量的提高具有至关重要的作用。
以下是机械加工技术在国内外的发展现状:
国内发展现状:随着中国制造业的发展和技术水平的提高,国内机械加工技术在近年来也得到了快速的发展。
目前,国内机械加工技术水平已经达到了世界先进水平,尤其在高速加工、超精密加工、数字化加工等方面取得了重大进展。
在机床制造方面,国内企业已经具备了自主设计和制造高档数控机床的能力。
同时,国内企业也在大力推进智能化、自动化加工技术的研究和应用,以提高加工效率和产品质量。
国外发展现状:发达国家在机械加工技术方面一直处于领先地位,主要体现在高精度加工、高效率加工、多功能加工、自动化加工等方面。
在机床制造方面,德国、日本、美国等国家拥有世界上最先进的机床生产技术和装备。
此外,一些发达国家在机械加工技术的创新和应用方面也取得了一些重要进展,如3D打印、激光加工、机器人加工等领域。
总体而言,机械加工技术是制造业的核心技术之一,国内外企业和研究机构都在不断推进机械加工技术的研究和应用。
随着数字化、智能化、自动化等技术的不断发展,机械加工技术也将不断创新和进步。
精密加工产业发展趋势精密加工产业是指利用精密加工技术对金属、非金属材料进行精细加工的产业。
随着科技的发展和全球化的进程,精密加工产业正经历着深刻的变革和发展。
本文将从技术、市场、政策等方面分析精密加工产业的发展趋势。
一、技术发展趋势1. 自动化和智能化:随着人工智能技术的迅猛发展,精密加工设备和系统将趋向自动化和智能化,实现自动化生产、智能控制和智能检测等功能。
例如,采用机器人代替人工操作,利用大数据和云计算技术进行生产过程的实时监测和优化。
2. 高效能力和多功能:精密加工设备将朝着高效能力和多功能方向发展。
通过提高精密加工设备的生产能力和效率,同时实现多种工艺和功能的整合。
例如,融合激光加工和机器人技术,实现一机多用、灵活生产的目标。
3. 精准度和稳定性:精密加工产业的核心要求是提高产品的精度和稳定性。
因此,未来的精密加工技术将更加注重对微小细节的处理和控制。
例如,采用纳米级线切割技术,实现对微米尺度物体的高精度加工和组装。
4. 绿色和环保:未来的精密加工技术将更加注重环保和可持续发展。
例如,采用新型材料和清洁能源,减少环境污染和能源消耗。
同时,提倡循环利用和废物资源化利用,减少资源浪费和环境负荷。
二、市场发展趋势1. 高端市场需求增加:随着全球经济的不断发展,人们对高端产品和服务的需求也在不断增加。
高精密、高质量的产品在航空航天、汽车、电子通信等领域具有广泛的应用前景。
因此,精密加工产业将面临更大的市场需求。
2. 定制化需求增长:消费者的需求越来越个性化和定制化,要求产品能够满足其个性化需求。
精密加工产业将面临更多的定制化需求,必须具备灵活的生产能力和技术储备,能够满足不同客户的个性化需求。
3. 跨行业合作融合:精密加工产业将与各行各业的产业链深度融合,形成产业链的优势互补和资源共享。
例如,精密加工产业与电子、机械、材料、化工等行业进行跨行业合作,共同研发和生产高精密、高质量的产品。
4. 新兴市场需求增长:随着新兴市场经济的迅猛发展,精密加工产业将面临更大的市场机遇。
国内外精密加工技术最新进展袁哲俊哈尔滨工业大学摘 要:介绍了精密和超精密加工技术各主要领域国内外的最新进展。
提出应重视精密加工的研究和加大投入,加速提高我国的精密和超精密加工技术水平。
关键词:精密和超精密加工技术, 超精密切削, 超精密机床, 精密镜面磨削, 精密研磨, 微机械制造Latest Developments of Precision Manu facturing T echnology at H ome and AbroadY uan ZhejunAbstract:The latest developments in main areas of precision and ultra2precision manu facturing technology at home and abroad were introduced.I t was proposed that we must pay great attention to the research of precision manu facturing technology and increase investments in this field to make our country’s precision manu facturing technology have a great im provement.K eyw ords:precision and ultra2precision manu facturing technology, ultra2precision cutting, ultra2precision machine tool, precision mirror sur face grinding, precision lapping, micro2machine manu facturing 1 概述精密和超精密加工技术的发展,直接影响尖端技术和国防工业的发展。
国外超精密加工技术的现状和发展趋势1. 引言在当今世界,超精密加工技术已经成为了制造业的重要组成部分。
随着科技的不断发展,国外的超精密加工技术也取得了长足的进步。
本文将从多个角度对国外超精密加工技术的现状和发展趋势进行评估和探讨。
2. 现状分析超精密加工技术是指在微米或纳米级别进行加工的技术,其精度和表面质量要求非常高。
当前,国外一些先进制造业发达国家,如日本、德国和美国等,都在超精密加工技术领域具有举足轻重的地位。
这些国家的企业和研究机构不断推动着超精密加工技术的发展,不断推陈出新,取得了许多创新成果。
3. 技术发展趋势未来,国外超精密加工技术将朝着更高精度、更复杂形状、更多材料的加工方向发展。
随着人工智能、大数据和物联网等新一代信息技术的不断涌现,超精密加工技术将更加智能化、数字化和柔性化。
新型材料、纳米技术的应用,也将极大地拓展超精密加工技术的应用范围。
4. 我的观点我认为,国外超精密加工技术的快速发展将为全球制造业带来深远影响。
随着超精密加工技术在航空航天、医疗器械、电子器件等领域的广泛应用,将极大地推动相关产业的发展。
超精密加工技术的不断突破也将为人类社会带来更多便利和可能性。
5. 总结国外超精密加工技术的现状和发展趋势令人振奋。
技术不断创新,应用领域不断拓展,为制造业注入了新的活力。
我对超精密加工技术的未来充满信心,相信它将在全球范围内发挥越来越重要的作用。
通过本文的介绍和分析,相信您已经对国外超精密加工技术的现状和发展趋势有了更深入的了解。
希望本文能够为您带来一些启发和思考,并对您在相关领域的学习和工作有所帮助。
超精密加工技术在国外的发展已经取得了显著的进步,但仍有许多挑战和机遇。
在不断推动超精密加工技术的发展的国外也在积极探索新的技术路径和应用领域,以应对日益复杂的市场需求和竞争压力。
国外超精密加工技术在材料加工和表面处理方面取得了重大突破。
随着新型材料的广泛应用和纳米技术的发展,超精密加工技术已经能够处理更多种类的材料,包括金属、陶瓷、复合材料等。
我国精密加工的现状及发展趋势内容摘要:近十年来,美国十分注重发展精密热加工和提高性能一体化技术。
如:铝锂合金粉制件精密热成形可使零件比刚度提高30%;碳化硅/铝复合材料可使零件的比刚度提高30%一75%;单晶叶片精铸可以提高涡轮温度55℃、节省燃料10%;快速凝固粉末层压式涡轮叶片,可使发动机涡轮温度提高220℃、油耗降低8.4%、飞机起飞质量降低7.4%,发动机推重比提高30%一50%。
发展精密热加工技术,并与提高零部件性能研究一体化,符合我国国防科技发展对关键基础加工技术研究所提出的要求。
正文:一、精密和超精密加工的概念与范畴通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
目前,精密加工是指加工精度为1~0.1?;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。
精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。
传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。
a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工,属于涂附磨具磨削加工的范畴,有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。
b.精密切削,也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。
c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头,在一定压力下沿工件表面往复运动,加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m,最好可到Ra0.025?;m,主要用来加工铸铁及钢,不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。
d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液,工件及研具作相互机械摩擦,使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。
精密和超精密加工技术现状和发展趋势1.引言国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、德国和日本发达国家中,美国、日本、德国等在高技术领域(如国防工业、集成电路、信息技术产业等)之所以一直领先,与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。
由于加工技术水平的发展,精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移,但在具体数值上没有确切的定义。
被加工零件的尺寸精度在 1.0~0.1μm,表面粗糙度Ra在0.1~0.03μm之间的加工方法称为精密加工。
超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展超精密加工技术主要包括:超精密加工的机理,超精密加工的设备制造技术,超精密加工工具及刃磨技术,超精密测量技术和误差补偿技术,超精密加工工作环境条件。
2.发展现状美国是开展研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。
早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件。
20世纪80年代后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的微英寸超精密加工。
如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经研制出一台大型光学金刚石车床(Large Op tics Diam ond Turn ing Machine, LODTM ), 是一台最大加工直径为1.63m的立式车床,定位精度可达28nm,借助在线误差补偿能力,它已实现了距离超过1m而直线度误差只有±25nm 的加工。
在美国能源部支持下,LLI实验室和Y-12工厂合作,与1983年成功地研制出大型超精密金刚石车床(DTM—3型)。
精密与超精密加工技术现状和发展展望精密加工技术是一种在当今制造业中非常重要的技术,它的发展与制造业的发展息息相关。
精密加工技术是通过对材料进行高精度的加工来制造出各种精密零部件,这些精密零部件被广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。
现阶段,精密加工技术已经取得了很大的进步,各种高精度的加工设备和加工工艺层出不穷。
在这些技术发展的基础上,超精密加工技术应运而生。
超精密加工技术是一种相对于精密加工技术更加高端、更加精密的加工技术,它可以实现对材料的超高精度加工,甚至可以达到纳米级的精度。
这种技术对于一些特殊材料的加工非常重要,比如硬质合金、钢、陶瓷等材料。
超精密加工技术的发展展望是非常乐观的。
随着科学技术的不断进步,各种先进的加工设备和工艺将不断涌现。
在这种趋势下,超精密加工技术将会得到更加广泛的应用。
在汽车工业中,超精密加工技术可以用于制造高压油泵的零部件,提高汽车发动机燃油的利用率;在医疗器械领域,超精密加工技术可以用于制造各种医疗器械的零部件,提高医疗器械的精度和安全性。
在未来的发展中,我们还可以看到超精密加工技术将会在航空航天领域得到更广泛的应用。
超精密加工技术可以制造出更加轻巧和高强度的航空零部件,提高航空器的性能和安全性。
超精密加工技术在电子产品领域也有很大的潜力,它可以制造出更小巧、更精密的电子元件,提高电子产品的性能和可靠性。
精密加工技术和超精密加工技术的发展是非常重要的。
它们直接关系到制造业的发展和产品的质量。
相信随着科学技术的不断进步,这些技术将会取得更大的突破,为各个领域带来更多的创新和发展。
精密与超精密加工技术的现状和发展展望精密加工技术是制造业中至关重要的一环,它的发展与制造业的发展密不可分。
精密加工技术通过对材料进行高精度的加工,制造出各种精密零部件,广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。
当前,精密加工技术已取得了长足的发展,各种高精度加工设备和工艺不断涌现。
国内外精密加工技术最新进展袁哲俊哈尔滨工业大学摘 要:介绍了精密和超精密加工技术各主要领域国内外的最新进展。
提出应重视精密加工的研究和加大投入,加速提高我国的精密和超精密加工技术水平。
关键词:精密和超精密加工技术, 超精密切削, 超精密机床, 精密镜面磨削, 精密研磨, 微机械制造Latest Developments of Precision Manufacturing Technology at Home and AbroadYuan Z hejunAbstr act:The latest developments in main areas of precision and ultra 2precisi on manufacturing technolog y at ho me and abroad were introduced.It was proposed that w e must pay great attention to the research o f p recision manufacturing technolo gy and increase investments in this field to make our co un try .s precision manufacturin g technology have a g reat impro vement.Keywor ds:precision and ultra 2precision manufacturing technology, ultra 2precision cu tting, ultra 2precision machine tool,precision mirro r surface g rinding, precision lapping, micro 2machine manufacturing1 概述精密和超精密加工技术的发展,直接影响尖端技术和国防工业的发展。
世界各国在这方面都极为重视,投入很大力量进行开发研究,同时技术保密,控制出口。
由于航空航天、尖端技术、多种高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光技术的迅速发展和多领域的广泛应用,各种复杂高精度零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工,成为迫切任务。
国外发展了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备,发展了新的精密加工技术、精密测量技术。
我国现在已是一个制造大国,仅次于美国、日本,最近又超过了德国,已处于世界第三位。
中国的出口最近也接近德国,而成为世界第二出口大国。
中国的出口统计中,机电产品已占多数,但中国制造业大而不强,是制造大国而不是制造强国,出口的机电产品多数是技术含量较低、价格亦较低的产品,而进口的则是技术水平高、价格昂贵的产品。
由于人民币升值和实行新劳动法后,工人工资显著提高,我国廉价劳动力的优势正在迅速丧失。
迫切需要提高我国制造工业的技术水平,研发和生产先进的高水平精密产品,只有这样才可能将我国从一个/制造大国0转变成一个真正的/制造强国0。
我国的机床制造业最近几年虽发展很快,年产量和出口量都明显增加,成为世界机床最大消费国和第一大进口国。
近年在精密加工技术和精密机床设备制造方面,取得不小进展,但仍和国外有较大差距。
从表1中我国机床生产、消费和进口情况的数字可看出,我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本形势。
表1 我国机床进出口情况(亿美元)年度产值出口进口消费2000211972199181903718820032318031804116067100200664100111907214013111020071111916157017166110由于一些重要的高精度机床设备和仪器,国外对我们封锁禁运,而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的,因此我们必须投入必要的人力物力,自主发展精密和超精密加工技术,将我国的精密和超精密加工技术水平尽快提高到世界前列,这样我国的国防和科技发展才不会受制于外国,我们才能出口世界一流的高技术机电产品。
下面将介绍国内外精密和超精密加工技术最近发展的情况。
图1 端士DIXI 的卧式精密高速镗床图2 瑞士MIKR ON 高速精密五轴加工中心2 精密机床技术的发展精密机床是精密加工的基础。
现在精密机床技术的发展方向是:在继续提高精度的基础上采用高速切削以提高效率,同时采用数控使其自动化。
瑞士DIXI 公司以生产卧式坐标镗床闻名于世,现在该厂生产的高精度镗床D HP40(图1)已加上多轴数控系统成为加工中心,同时为使用高速切削,已将主轴最高转速提高到24000r/min 。
图2所示是瑞士M IK RO M 公司的高速精密五轴加工中心,它的主轴最高转速为42000r/min,定位精度达到5L m,已达到过去坐标镗床的精度。
从这两台机床的性能看,现在精密机床、加工中心和高速切削机床已不再有严格的界限区分。
3 金刚石刀具超精密切削311 超精密切削技术的进展金刚石刀具超精密切削是超精密加工中的很重要部份,不少国防尖端产品零件,如陀螺仪、各种平面曲面反射镜和透镜、精密仪器仪表和大功率激光系统中的多种零件等,需要用超精密切削来加工。
超精密切削使用单晶金刚石刀具,在超精密机床上可以加工出镜面。
超精密切削的切削厚度可以极小,最小切削厚度可以到1nm(如图3所示)。
超精密切削使用的单晶金刚石刀具是重要关键,要求刃口磨得极为锋锐,刃口半径在015~0101L m 。
因刃口半径甚小,过去测量极为困难,现在可以用原子力显微镜(A FM)进行测量,测量就比较方便。
图4中是用AFM测量金刚石刀具刃口半径得到的测量结果。
图3 超精密切削的切削厚度(Ikawa)图4 使用AFM 检测金刚石刀具刃口半径312 超精密切削机理的研究超精密切削机理的研究近年来亦有不少进展。
例如超精密切削脆性材料时,加工表面可以不产生脆性破裂痕迹而得到镜面,这涉及极薄切削时的脆性材料塑性切除的脆塑转换问题,最近提出不少新见解。
图5中所示,是超精密切削玻璃时的实验结果,可见到开始时切削厚度甚小,切除为塑性去除,加工表面无脆性破损痕迹。
随切削厚度增加,塑性切除逐渐转化成脆性破裂去除,加工表面可看到明显的脆性破损痕迹。
图5超精密切削玻璃时的脆塑转变图6 超精密切削表面形貌的仿真图7 超精密切削的分子动力学模拟对于超精密切削的过程机理研究,现在使用计算机仿真和分子动力学模拟等方法,获得很好的效果,它一方面可以加深对极薄层材料切削去除机理的认识,同时可对切削效果作预报。
图6中所示是超精密切削时所形成的加工表面的计算机仿真模拟预测。
图7中所示,是对超精密切削过程的计算机仿真分子动力学模拟,采用该方法可看到切削极薄层材料时的动态切除过程,能对切除过程作动画演示。
超精密切削单晶材料时,由于单晶材料的各向异性、晶向不同,将明显影响加工表面质量和切削力。
图8中所示,是超精密车削单晶LiNbO 3端面,可明显看到由于晶向不同而使表面粗糙度有差别。
图9所示,是超精密车削单晶铜的不同晶面时实测所得切削力,可看到晶向不同时切削力有较大差别。
计算机仿真预测超精密切削单晶铜的不同晶面时的切削力,得到类似的结果。
图8 超精密车削单晶LiNbO 3(110)晶面时的表面粗糙度(a)(110)晶面 (b)(100)晶面 (c)(111)晶面图9 超精密切削单晶铜时不同晶面的切削力313 金刚石刀具晶体的新定向方法单晶金刚石刀具由于金刚石硬度极高,且晶体各向异性,刃磨极为不易。
制造金刚石刀具和刃磨都需要晶体定向,过去使用X 光晶体定向仪来定向,需要很贵重的仪器并且定向很费事。
哈尔滨工业大学研制成功激光晶体定向新方法,设备较简单,且操作方便,使金刚石晶体的定向大大简化。
图10是金刚石激光晶体定向原理图,图11中是金刚石不同晶面的代表符号(上)、不同晶面的激光定向图像(中)和显示晶体结构的各晶面的扫描电子显微镜(S EM )图像(下)。
图10 金刚石激光晶体定向原理图11 金刚石不同晶面激光定向图像4 超精密机床的进展411 国外超精密机床发展情况发展超精密机床是发展超精密加工的极重要内容。
各发达国家都发展了多种超精密机床。
超精密机床的发展方向:进一步提高超精密机床的精度,发展大型超精密机床,发展多功能和高效专用超精密机床。
美国、英国、德国等在上个世纪70年代、日本在80年代,即开始生产超精密机床产品,可以批量供应。
大型超精密机床方面,美国于1986年由L L L 国家实验室研制成功加工直径211m 的卧式D T M-3金刚石车床和加工直径1165m 的L OD T M 立式大型光学金刚石车床等两台大型超精金刚石车床,其中L OD TM 立式大型光学金刚石车床被公认为世界上精度最高的超精密机床。
美国后来又研制了大型6轴数控精密研磨机,用于加工大型光学反射镜。
英国Cranfield 精加工中心于1991年研制成O A G M -2500(工作台面积2500mm @2500mm)多功能三坐标联动数控磨床,可加工(磨削、车削)和测量精密自由曲面,并且用此机床采用加工件拼合方法,加工成天文望远镜中的直径715m 的大型反射镜。
日本的多功能和高效专用超精密机床发展较好,促进了日本微电子和家电工业的发展。
现在国外生产的中型超精密机床产品的精度已明显提高,美国M oore 公司2000年生产的五轴联动500FG 超精密机床(见图12),可作为典型代表,该机床不仅可加工精密回转体非球曲面,并可加工精密自由曲面。
机床空气轴承主轴转速20~2000r/min,主轴回转误差[01025L m 。
液体静压导轨由无刷直线电机驱动,直线度误差[013L m/300mm,定位精度013L m。
图12 美国Moore 的500FG 五轴超精密机床乌克兰某研究所研制成新工作原理超精密机床,如图13a 所示,工作原理如图13b 所示。
工作时金刚石车刀围绕刀具转轴O -O 2旋转,刀尖的运动轨迹为通过工件中心点的一个圆,工件旋转而形成加工的球面。
调整刀具转轴箱轴心O O 2,以得到不同的转角H ,可以加工出不同曲率半径的球面。
H 为正值时,加工出的工件表面为凹球面;H =0时,可切出工件的平端面;H 为负值时,加工出的工件表面为凸球面。
加工非球曲面时,先将机床调整到接近的球面,加工时金刚石车刀再作补充进给f ,即可加工出要求的非球曲面。
这机床的主要优点是加工球面和平面时,完全不需导轨的直线运动(直线导轨很难加工到如此高的精度),故加工精度和表面质量都很高,此外这种机床结构比较简单和紧凑。
(a)机床外观(b)工作原理图13 乌克兰新工作原理超精密机床412 我国超精密机床发展情况过去相当长时期,由于受到禁运限制,我们难以进口国外的超精密机床。