超精密機械切削與傳統機械切削的不同特點研究

孫坤鵬

【摘 要】 相對于傳統機械切削，超精密機械切削工藝優勢更多，多應用在電子、硅晶、航天、光學設備、集成電路、電子芯片、投影儀等行業中。此外，在也應用在醫療技術研究中也有應用，例如：牙齒、骨骼等器官研究。超精密機械切削系統在光學原件中也有著較大優勢。鑒于此，筆者結合超精密精密切削與傳統機械切削特征進行簡要分析。

【關鍵詞】 超精密機械切削 傳統機械切削 工藝特點分析

伴隨著社會經濟的進步與發展，一些航天設備、激光、集成電路、核能等現代設備得到關注與應用。傳統機械切削形式已經無法達到現代化設備要求。超精密切削的出現，成為現代科學技術發展的主流導向。

一、不同機械切削工藝對比

現代化發展要求下，對機械加工精細化程度提出了較高要求。而超精密機械切削與傳統機械切削有了較大差別，其根本差別是相同環境下，超精密切削設備精細度優于傳統機械切削。對此，筆者結合對二者不同進行分析。

（一）精細度比較。上世紀50年代，超精密機械切削精細度在10mm，將其應用在航天設備而發明的金剛石刀具超精密切削。而傳統超精密切削無法達到10mm，即：傳統機械切削精細度不及超精密機械切削精細。

（二）生產時間。由于需要確保精準性，所以超精密機械切削生產加工時間較長。不過，伴隨著科學技術的進步，在生產加工時間上有了變化，縮減了生產加工時間。因此，超精密機械切削高于傳統機械切削。

（三）生產工具。現階段，超精密機械切削多選擇金剛石砂輪，根據電解磁力研磨等形式作為機械切削方式。超精密機械切削要求工具類型嚴格，傳統機械切削工具類型較多，機械切削形式較多。所以，傳統機械切削對工具要求較低。

二、超精密機械切削優點分析

（一）精細度高，滿足精密構件加工要求。現代化發展下，超精密機械切削的出現更好的滿足了精密構件要求。因此，相對于傳統機械切削，超精密構件具有精細度高、粗糙度低優勢。傳統機械切削適合常規構件加工，無法滿足準確性、粗糙性要求。（二）準確性較高。工業生產中，在劣質品達到一定規模后，制造業、工業將面臨諸多問題。劣質品在審核后不可進入市場。傳統機械切削因為準確性較低，使得不合格率較高。而超精密機械切削因為準確性高，其合格率較高，降低工業制造劣質品率。此外，使用超精密機械切削在一定程度上也保證了商品質量。（三）節約空間。一代微機占據的空間較大，約占據一個房間空間大小容納處理設備。伴隨著科學技術水平的提高，筆記本的出現為人們應用、攜帶提供了便利條件，較大規模集成設備趨向了功能化與實用性。同時，在占據空間上也有了明顯變化，超精密機械切削的高準確性，發揮了重要影響。因為較高精確性才能在較小空間中生產一些繁雜線路東西，這也是傳統精密切削所不及的。若當前仍然應用傳播精密切削，其電腦的推廣與應用將受到影響。

三、超精密機械切削運用

上世紀50--80年代，國外為推動航天事業發展與國防設備進而研發出超精密機械切削。現階段，科學技術的進步，超精密機械切削得到了推廣與應用，逐漸深入到人們生活中。

（一）航天設備。眾所周知，宇宙飛船組織結構較為復雜，在實際生產制造時需要超精密機械切削的應用。比如：通過超精密機械切削進行航天設備構件切割，進而確保各構件封閉；全密封條件對航天員生命健康有著密切關系。另一方面，航天系統中的飛行器、控制設備要求構件準確性極高，要求超精密機械切削展開芯片集成、電路精準的潛入等精準工程。基于這一條件下，國外航空航天局NASA在分析相對論階段，引力探測器的石英轉子的真球度在7.5nm，表示陀螺準確性在0.001“/a。這一點也是傳統機械切削不及的，超精密機械切削較為復雜、具有一定難度。

（二）電子設備。伴隨著集成電路一些小體積、高功能構件的出現，對超精密機械切削提出了較高要求；主要因為精準性要求嚴格。基于體積上分析，現代微機體積較小使得超精密機械切削得到了重視，能夠在相同芯片范圍錄入較多內容。這樣一來，不僅擴大了芯片粗糙度，同時使芯片信息資源更多。另一方面，當前人們使用的電子設備、照相機等精密設備全部要依靠超精密機械切削進行構件加工。

硅晶片生產也要通過超精密機械切削技術。第一，大自然中搜集多晶體硅。第二，對其拉抻、檢驗、切掉多余環節、研磨等。經過一系列加工，才可以確保硅晶片滿足市場要求。超精密切割生產中，切割技術是其重點環節，首要環節是硅晶片打磨。當打磨有基本模樣后使用超精密機械切削精細化打磨，其中包含硅晶片外形的二次生產與表層加工。最后，進行硅晶片化學拋光、電路生成等。第三，使用超精密機械切削構件進行在硅晶片背面切割，分為不同細小單元。在硅晶片生產過程中，超精密設備發揮著重要影響；若選擇傳統機械設備，則無法滿足精細度要求。

（三）實際生活中的運用。現階段，生活中超精密機械切削得到了廣泛運用，例如：光學設備、攝像機、汽車、投影設備等全部有超精密機械切削的應用。其設備的應用不只對上述產品達到性能提高效果，多數條件下產品生產與加工需要依靠超精密機械切削。在磁盤與磁頭加工時，發達國家能夠將準確度保持在1mm。另一方面，在醫療研究中也有所應用，因為在醫療研究中對整潔度、準確性有嚴格要求。而只有超精密機械切削能夠滿足要求，在產業研究中具有重要影響。此外，泳衣生產中，通過超精密機械切削設備能夠進行微型結構改變，更加適合人們游泳。

結 語

綜合分析，傳統機械切削與超精密機械切削相比，超精密機械切削準確性更高，得到了較多關注與推廣應用。現階段伴隨著現代社會進步，超精密機械切削提高了精準性，例如：航天、國防、集成電路等，應用效果顯著。

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