《超精密加工:科技前(qián)沿的驚人突破,人類工藝的巔峰之作》
在科技飛速發展的今天,我們時常被一些令人驚訝的科技(jì)成果所震撼。其中,超精密加工技術就是其中的代表。它以其驚人(rén)的精(jīng)度和製造能力,讓我們看到了(le)人類工藝的(de)巔峰(fēng)之作。
超精密加工http://www.dxqiumoji.com/,顧名思義,是一種在極小尺度上進行的精密加工技術。在現代科技(jì)領域,超精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,在航空領域,超精密加工可(kě)以製造出更加輕巧、耐用的發(fā)動機零件,提高(gāo)發動機的(de)性能和效率;在醫療領域,超精密(mì)加工可以製造出(chū)更加(jiā)精確的醫療器械(xiè),提高醫(yī)療效果和(hé)安全(quán)性。
超精密加工技(jì)術的(de)實現需要借助(zhù)先進的設備和工藝(yì)。目前,超精密加工主要采用數控機床、激光加工、納米壓印等先進技術。這些技術(shù)可以在極(jí)小尺度上(shàng)對材料進(jìn)行精確的加工和製造,實現高精度、高效率的生(shēng)產。
超精(jīng)密加工技術的發展不僅提高了產品的質量和(hé)性能,也推動了科技的進步和創新。它讓我們看到(dào)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(duàn)進步,超精密加工技術的應用範圍將越來越廣泛,其製造能力和精度也(yě)將不斷提高。未來,我們(men)相信超精密加工技術將會帶來更(gèng)多的驚人突破,為人類的科技(jì)進步和創新做出更大的貢獻。
總(zǒng)之,超精密(mì)加工技術是科技前沿的驚(jīng)人(rén)突破,是人類工藝的巔峰之作(zuò)。它以(yǐ)其驚人(rén)的精度和製造能力,讓我們看到了(le)科技的力量和魅力。我們相信,在未來的發展中,超精密加工技術將會為我們帶來更多的驚喜和突破。
超(chāo)精密加工領域突破性(xìng)技術:確定性修形工藝
超精密機床基礎部件與應用技(jì)術的突(tū)破,能為製造業的生存和發展提供強大技術支撐(chēng)。然而此前我國的(de)超精(jīng)密機床及關鍵基礎部(bù)件主要依賴進口。
軸類零件外圓圓度加工方麵,國內外(wài)基本是靠(kào)超精密的外圓磨(mó)床實現。以磨削直徑100毫米、長300毫米的軸(zhóu)芯為例,我(wǒ)國的外圓磨床大概能夠磨到1至2微米的水平,而國外可(kě)達到0.3至0.5微(wēi)米的水平。
為破解機(jī)床和關鍵部件“卡脖子(zǐ)”技術(shù)難題,國防科技大學教授戴一帆科研團隊曆時5年,提出(chū)軸類零件外圓圓度確定性修形加工工(gōng)藝技術,使軸芯加工圓度精度提升到0.1微米,並成功研製出超精密空氣靜壓主軸,近日經中(zhōng)國計量科學研(yán)究院測試,該(gāi)靜壓主軸相關參數達到國際先進(jìn)水平,這將(jiāng)使我國超精密加(jiā)工精度有效提升。
像鐵(tiě)鍬(qiāo)整地那樣研磨超精密零件
我國超精(jīng)密機床及(jí)關鍵基礎部件此前主要依賴進口,最(zuì)大的技術難題在於缺少加工核(hé)心零件的“工作母機”。所謂“工作母機”,就是製造機器和機(jī)械的機器,又稱(chēng)工具機,包括車床、磨床、刨床、鑽床(chuáng)等,是製器之器、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(yě)就是說,沒有精度高的機床就加工不出精度高的零件。沒(méi)有精度高的零件,也就組裝不出精度高(gāo)的部件和機床。沒有製(zhì)造高精度零件的工作母機,就限製了整個超精密機(jī)床行業的發展。
戴一帆科研團隊(duì)長期從事現代光學(xué)製造技術研發,他(tā)們(men)發現光學零件的最(zuì)終製(zhì)造精度遠超出(chū)所使用的加工設備精度,而光學製(zhì)造的基本原理(lǐ)是逐步將誤差高點去除的一種精度進化(huà)加工原理,團隊(duì)嚐試將這種“精(jīng)度進化”原理的加工(gōng)方法用於機械零件高精度加工,最終通過加工(gōng)原理(lǐ)的創新提出軸類零件外圓圓度確定性修(xiū)形工藝技術,突破高精度“工作母機”的限製。
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(qù)凹凸(tū)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(shì)成套數字(zì)化設(shè)備,比如采用了高精度圓度(dù)儀獲取圓柱形貌;發明了專用的控時(shí)磨削機床實現材料去除量的數字化精確可控;采用(yòng)專用計算機程序計算獲得磨削工(gōng)具需要在特定空間位置(zhì)停留的精確時間。
機械取代(dài)有經驗的工人師傅
借助新工藝,戴一帆科研團隊突破了基於精度進化原理的控(kòng)時(shí)磨削加工技(jì)術,形成(chéng)了圓(yuán)柱類零件在(zài)位加工檢測一體工(gōng)藝方法,成功研製出超精密空氣靜壓主軸。
中國計量科學研究院測試(shì)結果顯示,該空氣(qì)靜壓主(zhǔ)軸(zhóu)徑向跳動小於15納米(mǐ)、端麵跳動小於15納米。這個跳幅(fú)相當於頭發絲直徑(jìng)的六千分之一。如(rú)果是地球這麽大(dà)一根主軸的話,回轉運動造成的振幅不(bú)會超過1米。
測試結果還顯示,空氣靜壓主軸徑(jìng)向靜剛度大於200N/μm、軸向靜剛度大於200N/μm。通俗地(dì)說,就是主軸可以在(zài)20公斤的(de)重(chóng)力(lì)載荷下紋(wén)絲不動,變形量(liàng)不會超過1微米,即頭發絲直(zhí)徑的百分之一。
對比代表美國超精密領域最(zuì)高水平(píng)Precitech公司的產品手冊,上述技(jì)術指標與其相當甚至更(gèng)高。
當前,國內外(wài)可將軸類零件外圓圓度加工研磨到零點幾微米(mǐ)的水平,如果再要提(tí)升隻能靠手工研磨修整。“我們的新技術可以擺脫對極其有經驗人工師傅的依賴,能很容易地按照現代工業化(huà)的模式組織生產,促進超精密基礎部件的大批量(liàng)、高效率生產和應用。”戴一帆表示,超精密(mì)機床基礎部件與應用(yòng)技術(shù)的突破,將為製造業的生存和發展提供強大技術支撐,完善高端機床產業(yè)鏈配套,大(dà)幅增強高性能功能部件競爭力(lì),促進高(gāo)端(duān)精(jīng)密與超精密機床方麵實現國產化。
他補充(chōng)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(lín)的(de)超精密裝備和核心工藝難題,進一步助力國防領域高端核心零件超精密加工批(pī)量化生(shēng)產,實現科研成果向生產力和戰鬥力的快速轉化。
係列成果獲得了(le)湖南省十大技術攻關等項目
《超(chāo)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
