精密超精密加工技術(shù)綜述

摘 要：人類發(fā)展主要因素在于科技的創(chuàng)新性革命。新型科技不斷出現(xiàn)，為人類創(chuàng)造出生活、工作、學(xué)習(xí)的全新體驗(yàn)。然而，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也正悄然改變著生產(chǎn)技術(shù)。諸如對制造工藝所以提出的更高要求等。所以，本文從精密超精密加工技術(shù)角度出發(fā)，綜合分析該技術(shù)對人類發(fā)展所起到的作用，以期能夠借助本文的研究和闡釋，幫助讀者更加客觀的了解精密超精密加工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：精密加工；超精密加工

隨著科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中所涉及儀器，必然呈現(xiàn)出精密化發(fā)展趨勢。因此，精密超精密加工技術(shù)研究，除了可以解決當(dāng)前加工水平較低的問題，同時(shí)也為未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。從技術(shù)上來看，精密超精密技術(shù)，主要用于切削、磨削和拋光。并針對原材料的硬脆特性，所以，此類技術(shù)被稱之為精密超精密技術(shù)。而雖然硬脆材料在我國的應(yīng)用頻率較低，但隨著高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，其必然成為主要被加工材料形式。

精密超精密加工技術(shù)的使用，是指對現(xiàn)有材料加工特性基礎(chǔ)上，所采取的精度更高的技術(shù)。所以，精密超精密加工技術(shù)，也是一種不斷創(chuàng)新和衍生的概念。

就當(dāng)前加工環(huán)境來看，最早產(chǎn)生該技術(shù)應(yīng)是上世紀(jì)50年代，由于對工業(yè)生產(chǎn)要求的提升，新型加工技術(shù)逐漸引入到工業(yè)事業(yè)。進(jìn)入90年代末期，一些特殊產(chǎn)業(yè)開始廣泛使用精密加工，并將精度控制在0.1-1ym之間。而隨著科技的發(fā)展，0.1ym已經(jīng)無法滿足更高精度的需求，故而產(chǎn)生了相對“極致”的超精密加工技術(shù)。

1 國外發(fā)展?fàn)顩r

精密超精密加工技術(shù)理念源自國外。從世界各國產(chǎn)品特征可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)早期主要應(yīng)用在美國、英國和日本。

美國的精密加工技術(shù)，源自于航天事業(yè)發(fā)展的需求，并于50年代末，創(chuàng)造出金剛石刀具切割。而此時(shí)得到廣泛矚目的“SPDT技術(shù)”，在目前仍舊是精密加工重要手段之一，原因在于其只能夠?qū)崿F(xiàn)0.025vm的極限。而由于金剛石器械的實(shí)現(xiàn)，美國的軍工業(yè)、精密儀器生產(chǎn)工業(yè)，開始紛紛尋求精度更高的方式。1984年，美國LLL實(shí)驗(yàn)室，在金剛石刀具的基礎(chǔ)上研發(fā)，希望借助金剛石原材料，研發(fā)出精度更高的切割技術(shù)。在美國能源部的幫助下，LLL實(shí)驗(yàn)室通過計(jì)算機(jī)控制的方式，創(chuàng)造出DTM-3型切割床，這是當(dāng)時(shí)人類社會(huì)所能夠?qū)崿F(xiàn)精度最大的大型切割儀器，并將誤差控制在28am。在1984年，LLL實(shí)驗(yàn)室通過之前的研究成果，再次將加工車床升級，并大幅度提升加工精度，最終獲得LODTM型車床。雖然歷經(jīng)了三十余年的發(fā)展，但該型號(hào)的超精密切割機(jī)床，仍舊是人類世界所能夠?qū)崿F(xiàn)精度最高的儀器之一。

英國在精密超精機(jī)技術(shù)的研究上，并沒有延續(xù)美國使用金剛石的方式。而英國得到發(fā)展的主要因素，在于其CUPE研究所作為舉世聞名的精密超精密技術(shù)研究的組織。隨著CUPE得到關(guān)注，市場資金不斷融入，使其得到了充足的支持，并創(chuàng)造了Nanocentre中心。中心的成立，讓歐洲地區(qū)對超精度切割、打磨的需求，不在需要遠(yuǎn)渡大西洋，僅在英國便能夠?qū)崿F(xiàn)精度較高的超精度處理。

日本雖然在精密超精密技術(shù)的起步較晚。但是，其精密器械加工，并不弱于美、英等國家。甚至到如今，日本已經(jīng)成為精密超精密技術(shù)頂尖國家之一。而不同的是，日本此類技術(shù)不僅服務(wù)于軍事、航空等領(lǐng)域，包括大部分民用產(chǎn)品，也多采取精密超精密技術(shù)加工。這也使得日本同類產(chǎn)品的銷量，可以在全世界范圍內(nèi)遙遙領(lǐng)先。

2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

不可否認(rèn)，我國精密超精密技術(shù)的研發(fā)和使用，與發(fā)達(dá)國家之間仍舊存在著巨大的差異。但是，從航天航空、軍事武器等方面進(jìn)步速度來看。可以表明，中國的精密超精密技術(shù)應(yīng)用，已經(jīng)初步達(dá)到世界前列。

國內(nèi)此類技術(shù)的應(yīng)用，始于上世紀(jì)70年代，并于80年代出現(xiàn)了達(dá)到世界水準(zhǔn)的加工成果。但由于此時(shí)國內(nèi)更注重的是經(jīng)濟(jì)發(fā)展，技術(shù)的革新和創(chuàng)造遭到民眾忽視。進(jìn)入80年代后期，北京機(jī)床研究所逐漸出現(xiàn)在民眾視野。其生產(chǎn)的精密軸承和車床，開始用于民間工業(yè)生產(chǎn)。例如JCS-027、JCS-035等車床，均滿足了國際上對超精密加工的標(biāo)準(zhǔn)。而該組織所研發(fā)的NAM-800車床，已經(jīng)成為航天航空和竣工的主要機(jī)床型號(hào)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)（哈工大）在精密超精密技術(shù)的研究，也為國家此類技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

哈工大以美國的金剛石切割理念為基礎(chǔ)，不斷轉(zhuǎn)變金剛石的切割特性，借此創(chuàng)造以金剛石為原材料的新型技術(shù)，最終推出金剛石微砂輪技術(shù)等新型技術(shù)模式，并達(dá)到世界超精密加工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)；清華大學(xué)作為我國理科第一學(xué)府，促進(jìn)人類發(fā)展的研究同樣不會(huì)甘落于人后。其微位移工作臺(tái)、磁盤加工等方面的成果，均在理論層面上超出國際水準(zhǔn)。

更為重要的是，清華大學(xué)擁有豐富的商業(yè)經(jīng)驗(yàn)，隨著研究成果的出現(xiàn)，大量合作項(xiàng)目同步執(zhí)行，為我國精密超精密的發(fā)展做出前所未有的貢獻(xiàn)。

除此外，國防科大、北京理工等院校，在精密超精密技術(shù)的研究，也是促進(jìn)我國此類技術(shù)不斷發(fā)展的重要助力。

3 結(jié)語

精密超精密技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要助力。因此，社會(huì)各界應(yīng)當(dāng)對此類技術(shù)更多的關(guān)注，并促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的研究，以使我國能夠在精密超精密領(lǐng)域，逐漸占據(jù)世界頂尖行列。而本文研究除了客觀的闡述該技術(shù)外，更希望能夠以其發(fā)展歷史，對同業(yè)研究學(xué)者有所啟發(fā)。

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作者簡介：周甚（1992-），男，漢族，廣東湛江人，本科，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化。