《超精密加工：科技前沿的驚人突破，人類工藝的巔峰之作》
在科技飛速發(fā)展的今天，我們時(shí)常被一些令人驚訝的科技成果所震撼。其中，超精密加工技術(shù)就是其中的代表。它以其驚人的精度和制造能力，讓我們看到了人類工藝的巔峰之作。
超精密加工http://www.j10046.cn/，顧名思義，是一種在極小尺度上進(jìn)行的精密加工技術(shù)。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域，超精密加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括航空、航天、軍事、醫(yī)療、電子等多個(gè)領(lǐng)域。例如，在航空領(lǐng)域，超精密加工可以制造出更加輕巧、耐用的發(fā)動(dòng)機(jī)零件，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和效率；在醫(yī)療領(lǐng)域，超精密加工可以制造出更加精確的醫(yī)療器械，提高醫(yī)療效果和安全性。
超精密加工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要借助先進(jìn)的設(shè)備和工藝。目前，超精密加工主要采用數(shù)控機(jī)床、激光加工、納米壓印等先進(jìn)技術(shù)。這些技術(shù)可以在極小尺度上對材料進(jìn)行精確的加工和制造，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的生產(chǎn)。
超精密加工技術(shù)的發(fā)展不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，也推動(dòng)了科技的進(jìn)步和創(chuàng)新。它讓我們看到了人類工藝的巔峰之作，也讓我們對未來充滿了期待。
隨著科技的不斷進(jìn)步，超精密加工技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛，其制造能力和精度也將不斷提高。未來，我們相信超精密加工技術(shù)將會(huì)帶來更多的驚人突破，為人類的科技進(jìn)步和創(chuàng)新做出更大的貢獻(xiàn)。
總之，超精密加工技術(shù)是科技前沿的驚人突破，是人類工藝的巔峰之作。它以其驚人的精度和制造能力，讓我們看到了科技的力量和魅力。我們相信，在未來的發(fā)展中，超精密加工技術(shù)將會(huì)為我們帶來更多的驚喜和突破。
超精密加工領(lǐng)域突破性技術(shù)：確定性修形工藝
超精密機(jī)床基礎(chǔ)部件與應(yīng)用技術(shù)的突破，能為制造業(yè)的生存和發(fā)展提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。然而此前我國的超精密機(jī)床及關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要依賴進(jìn)口。
軸類零件外圓圓度加工方面，國內(nèi)外基本是靠超精密的外圓磨床實(shí)現(xiàn)。以磨削直徑100毫米、長300毫米的軸芯為例，我國的外圓磨床大概能夠磨到1至2微米的水平，而國外可達(dá)到0.3至0.5微米的水平。
為破解機(jī)床和關(guān)鍵部件“卡脖子”技術(shù)難題，國防科技大學(xué)教授戴一帆科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)5年，提出軸類零件外圓圓度確定性修形加工工藝技術(shù)，使軸芯加工圓度精度提升到0.1微米，并成功研制出超精密空氣靜壓主軸，近日經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院測試，該靜壓主軸相關(guān)參數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，這將使我國超精密加工精度有效提升。
像鐵鍬整地那樣研磨超精密零件
我國超精密機(jī)床及關(guān)鍵基礎(chǔ)部件此前主要依賴進(jìn)口，最大的技術(shù)難題在于缺少加工核心零件的“工作母機(jī)”。所謂“工作母機(jī)”，就是制造機(jī)器和機(jī)械的機(jī)器，又稱工具機(jī)，包括車床、磨床、刨床、鉆床等，是制器之器、工業(yè)自強(qiáng)之基。
一般的機(jī)械加工是將機(jī)床精度“復(fù)印”到零件的過程，也就是說，沒有精度高的機(jī)床就加工不出精度高的零件。沒有精度高的零件，也就組裝不出精度高的部件和機(jī)床。沒有制造高精度零件的工作母機(jī)，就限制了整個(gè)超精密機(jī)床行業(yè)的發(fā)展。
戴一帆科研團(tuán)隊(duì)長期從事現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)研發(fā)，他們發(fā)現(xiàn)光學(xué)零件的最終制造精度遠(yuǎn)超出所使用的加工設(shè)備精度，而光學(xué)制造的基本原理是逐步將誤差高點(diǎn)去除的一種精度進(jìn)化加工原理，團(tuán)隊(duì)嘗試將這種“精度進(jìn)化”原理的加工方法用于機(jī)械零件高精度加工，最終通過加工原理的創(chuàng)新提出軸類零件外圓圓度確定性修形工藝技術(shù)，突破高精度“工作母機(jī)”的限制。
確定性修形工藝是如何工作的？“好比使用鐵鍬平整一塊地，就是將看上去凹凸不平的地方鏟去適量的土，如此反復(fù)直到獲得非常平整的地。”戴一帆說，這個(gè)過程依靠的是成套數(shù)字化設(shè)備，比如采用了高精度圓度儀獲取圓柱形貌；發(fā)明了專用的控時(shí)磨削機(jī)床實(shí)現(xiàn)材料去除量的數(shù)字化精確可控；采用專用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算獲得磨削工具需要在特定空間位置停留的精確時(shí)間。
機(jī)械取代有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅
借助新工藝，戴一帆科研團(tuán)隊(duì)突破了基于精度進(jìn)化原理的控時(shí)磨削加工技術(shù)，形成了圓柱類零件在位加工檢測一體工藝方法，成功研制出超精密空氣靜壓主軸。
中國計(jì)量科學(xué)研究院測試結(jié)果顯示，該空氣靜壓主軸徑向跳動(dòng)小于15納米、端面跳動(dòng)小于15納米。這個(gè)跳幅相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的六千分之一。如果是地球這么大一根主軸的話，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)造成的振幅不會(huì)超過1米。
測試結(jié)果還顯示，空氣靜壓主軸徑向靜剛度大于200N/μm、軸向靜剛度大于200N/μm。通俗地說，就是主軸可以在20公斤的重力載荷下紋絲不動(dòng)，變形量不會(huì)超過1微米，即頭發(fā)絲直徑的百分之一。
對比代表美國超精密領(lǐng)域最高水平Precitech公司的產(chǎn)品手冊，上述技術(shù)指標(biāo)與其相當(dāng)甚至更高。
當(dāng)前，國內(nèi)外可將軸類零件外圓圓度加工研磨到零點(diǎn)幾微米的水平，如果再要提升只能靠手工研磨修整?！拔覀兊男录夹g(shù)可以擺脫對極其有經(jīng)驗(yàn)人工師傅的依賴，能很容易地按照現(xiàn)代工業(yè)化的模式組織生產(chǎn)，促進(jìn)超精密基礎(chǔ)部件的大批量、高效率生產(chǎn)和應(yīng)用?！贝饕环硎?，超精密機(jī)床基礎(chǔ)部件與應(yīng)用技術(shù)的突破，將為制造業(yè)的生存和發(fā)展提供強(qiáng)大技術(shù)支撐，完善高端機(jī)床產(chǎn)業(yè)鏈配套，大幅增強(qiáng)高性能功能部件競爭力，促進(jìn)高端精密與超精密機(jī)床方面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
他補(bǔ)充說，這些突破還將有效解決探測制導(dǎo)關(guān)鍵零部件超精密加工面臨的超精密裝備和核心工藝難題，進(jìn)一步助力國防領(lǐng)域高端核心零件超精密加工批量化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)科研成果向生產(chǎn)力和戰(zhàn)斗力的快速轉(zhuǎn)化。
系列成果獲得了湖南省十大技術(shù)攻關(guān)等項(xiàng)目
《超精密加工：科技前沿的驚人突破，人類工藝的巔峰之作》
12-17-2023
