超精密加工技術(shù)綜述

1、.焦作大學(xué)機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 Abstract 【摘要】超精密加工技術(shù)發(fā)展方向是：向高精度、高效率方向發(fā)展；向大型化、微型化方向發(fā)展；向加工檢測一體化方向發(fā)展；機床向多功能模塊化方向發(fā)展。本世紀(jì)的精密加工發(fā)展到超精密加工歷程比較復(fù)雜且難度大，目前超精密加工日趨成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特種加工等。盡管超精密加工迄今尚無確切的定義，但是它仍然在向更高的層次發(fā)展。超精密加工將向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測一體化、綠色化等方向發(fā)展。在不久的將來，精密加工也必將實現(xiàn)精密化、智能化、自動化、高效信息化、柔性化、集成化。創(chuàng)新思想

2、及先進(jìn)制造模式的提出也必將為精密與超精密技術(shù)發(fā)展提供策略。環(huán)保也是機械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢?！娟P(guān)鍵詞】超精密加工 發(fā)展趨勢 發(fā)展策略 后續(xù)研發(fā) 焦作大學(xué)機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 引言 Abstract Ultra-precision machining technology development direction is: towards high-precision, high-efficiency direction; to large-scale, micro-oriented development; to detect the direction of integration proc

3、ess; machines to multi-modular direction. Precision machining of the century to the development of ultra-precision machining process is more complex and difficult, the current ultra-precision machining matures, has formed a series, which includes the ultra-precision machining, ultra precision grindi

4、ng, ultra-precision grinding, ultra-precision special processing. Despite the ultra-precision machining so far no precise definition, but it is still in development to a higher level. Will be ultra-precision machining precision, high efficiency, large-scale, miniaturization, intelligence, process in

5、tegration technology, online processing and testing integration, green and other direction. In the near future, and will also achieve precision machining precision, intelligence, automation, information technology and efficient, flexible, integrated. Innovative ideas and advanced manufacturing mode

6、are also bound to raise precision and ultra-precision technology development strategy. Environmental protection machinery manufacturing industry is the inevitable trend of development 目 錄焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 目錄 1 引言 12 超精密加工的發(fā)展前景22.1高精度、高效率22.2大型化、微型化22.3智能化22.4工藝整合化22.3在線加工檢測一體化22.6綠色化23精密加工技術(shù)在未來在機械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨

7、勢43.1精密化43.2智能化43.3自動化43.4高效化53.5信息化53.6柔性化53.7集成化64精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展策略74.1整合、創(chuàng)新思想的運用74.2先進(jìn)的制造模式應(yīng)用75超精密加工設(shè)備的特點96特種加工發(fā)展方向及研究106.1特種加工發(fā)展方向106.2特種加工的研究107現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢127.1超高速加工127.2超精密加工128“十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容138.1“十五”目標(biāo)138.2主要研究內(nèi)容13小結(jié)15參考文獻(xiàn)16致謝17V焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 1 引言 1【引言】往往我們一提到超精密這個詞，就會覺得它很神秘，但同任何復(fù)雜的高新技術(shù)一樣，經(jīng)過一段時間的熟悉

8、和掌握，都會被大眾所了解，也就不再是所謂的高科技了，超精密加工也是這樣。實際上，如果擁有超精密的加工設(shè)備，并且在其它相關(guān)技術(shù)和工藝上能匹配，經(jīng)過一段時間的實踐之后，就能很好地掌握它，但這需要一個過程。超精密加工領(lǐng)域集成了很多IT、機械以及電氣控制方面的技術(shù)，設(shè)備方面的操作和使用也非常復(fù)雜，所以，只有在對它有很深的理解之后才能把它用好 到目前為止，世界上比較小的超高速用銑刀已經(jīng)可以做到直徑（3050um）的程度，而且這樣的刀具已經(jīng)得到了很普遍的使用。高轉(zhuǎn)速是指每分鐘8萬、10萬、15萬轉(zhuǎn)這樣的數(shù)量級。超精密加工當(dāng)前是指被加工零件的尺寸和形狀精度高于0.1m，表面粗糙度Ra小于0.025m，以及機

9、床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0.01m的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級加工技術(shù)，目前正在向納米級加工技術(shù)發(fā)展。 超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家是美國、英國和日本。美國是開展超精密加工技術(shù)研究最早的國家，也是迄今處于領(lǐng)先地位的國家。英國的克蘭菲爾德精密工程研究所（簡稱CUPE）享有較高聲譽，是當(dāng)今世界上精密工程的研究中心之一。日本的超精密加工技術(shù)的研究相對于英美來說起步較晚，但它是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國家。尤其在用于聲、光、圖像、辦公設(shè)備中的小型、超小型電子和光學(xué)零件的超精密加工技術(shù)方面，甚至超過了美國。我國在80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機床和部件。但總的來說，與

10、國外產(chǎn)品比還有相當(dāng)大的差距。2焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 2 超精密加工的發(fā)展前景 2超精密加工的發(fā)展前景2.1高精度、高效率隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對精度、效率、質(zhì)量的要求愈來愈高,高精度與高效率成為超精密加工永恒的主題。超精密切削、磨削技術(shù)能有效提高加工效率，CMP、EEM技術(shù)能夠保證加工精度，而半固著磨粒加工方法及電解磁力研磨、磁流變磨料流加工等復(fù)合加工方法由于能兼顧效率與精度的加工方法，成為超精密加工的趨勢。 2.2大型化、微型化由于航天航空等技術(shù)的發(fā)展，大型光電子器件要求大型超精密加工設(shè)備，如美國研制的加工直徑為2.44m的大型光學(xué)器件超精密加工機床。同時隨著微型機械電子、光電信息等領(lǐng)域

11、的發(fā)展，超精密加工技術(shù)向微型化發(fā)展，如微型傳感器，微型驅(qū)動元件和動力裝置、微型航空航天器件等都需要微型超精密加工設(shè)備。2.3智能化以智能化設(shè)備降低加工結(jié)果對人工經(jīng)驗的依賴性一直是制造領(lǐng)域追求的目標(biāo)。加工設(shè)備的智能化程度直接關(guān)系到加工的穩(wěn)定性與加工效率，這一點在超精密加工中體現(xiàn)更為明顯。2.4工藝整合化當(dāng)今企業(yè)間的競爭趨于白熱化，高生產(chǎn)效率越來越成為企業(yè)賴以生存的條件。在這樣的背景下，出現(xiàn)了“以磨代研”甚至“以磨代拋”的呼聲。另一方面，使用一臺設(shè)備完成多種加工(如車削、鉆削、銑削、磨削、光整)的趨勢越來越明顯。2.5在線加工檢測一體化由于超精密加工的精度很高，必須發(fā)展在線加工檢測一體化技術(shù)才能保

12、證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。同時由于加工設(shè)備本身的精度有時很難滿足要求，采用在線檢測、工況監(jiān)控和誤差補償?shù)姆椒梢蕴岣呔?，保證加工質(zhì)量的要求。2.6綠色化2磨料加工是超精密加工的主要手段，磨料本身的制造、磨料在加工中的消耗、加工中造成的能源及材料的消耗、以及加工中大量使用的加工液等對環(huán)境造成了極大的負(fù)擔(dān)。我國是磨料、磨具產(chǎn)量及消耗的第一大國，大幅提高磨削加工的綠色化程度已成為當(dāng)務(wù)之急發(fā)達(dá)國家以及我國的臺灣地區(qū)均對半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家的廢液、廢氣排量及標(biāo)準(zhǔn)實施嚴(yán)格管制，為此，各國研究人員對CMP加工產(chǎn)生的廢液、廢氣回收處理展開了研究。綠色化的超精密加工技術(shù)在降低環(huán)境負(fù)擔(dān)的同時，提高了自身的生命力。3焦作

13、大學(xué)機電系畢業(yè)論文 3 精密加工技術(shù)未來在機械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢 3精密加工技術(shù)未來在機械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢3.1精密化精密加工的核心主要體現(xiàn)在對尺寸精度、仿形精度、表面質(zhì)量的要求。當(dāng)前精密電火花加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可達(dá)±2-3m、底面拐角R值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3m。通過采用一系列先進(jìn)加工技術(shù)和工藝方法，可達(dá)到鏡面加工效果且能夠成功地完成微型接插件、IC塑封、手機、CD盒等高精密模具部位的電火花加工。重視人在自動化系統(tǒng)中的作用。同時自動化開始面向中小型企業(yè)，以經(jīng)濟實用為出3.2智能化智能化是而向21世紀(jì)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。智能制造

14、技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環(huán)節(jié)，通過模擬人類專家的智能活動，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動，在制造過程中系統(tǒng)能自動監(jiān)測其運行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵能自動調(diào)整其參數(shù)，以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。新型數(shù)控電火花機床采用了模糊控制技術(shù)和專家系統(tǒng)智能控制技術(shù)。模糊控制技術(shù)是由計算機監(jiān)測來判定電火花加工間隙的狀態(tài)，在保持穩(wěn)定電弧的范圍內(nèi)自動選擇使加工效率達(dá)到最高的加工條件；自動監(jiān)控加工過程，實現(xiàn)最穩(wěn)定的加工過程的控制技術(shù)。采用人機對話方式的專家系統(tǒng)，根據(jù)加工的條件、要求，合理輸入設(shè)定值后便能自動創(chuàng)建加工程序，選用最佳加工條件組合來進(jìn)行加工。在線自動監(jiān)測、調(diào)整加工過程，實

15、現(xiàn)加工過程的最優(yōu)化控制。專家系統(tǒng)在檢測加工條件時，只要輸入加工形狀、電極與工件材質(zhì)、加工位置、目標(biāo)粗糙度值、電極縮放量、搖動方式、錐度值等指標(biāo)，就可自動推算并配置最佳加工條件。專家系統(tǒng)智能技術(shù)的應(yīng)用使機床操作更容易，對操作人員的技術(shù)水平要求更低。3.3自動化自動化技術(shù)的成功應(yīng)用，不但提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還可以代替人去完成危險場合的工作。對于批量較大的生產(chǎn)自動化，可通過機床自動化改裝、應(yīng)用自動機床、專用組合機床、自動生產(chǎn)線來完成。小批量生產(chǎn)自動化可通過NC，MC，CAM，F(xiàn)MS，CIM，IMS等來完成。在末來的自動化技術(shù)實施過程中，將更加發(fā)4點，滿足不斷發(fā)展的產(chǎn)品多樣化和個性化需要。數(shù)控

16、電火花機床具備的自動測量找正、自動定位、多工件的連續(xù)加工等功能已較好地發(fā)揮了它的自動化性能。自動操作過程不需人工干預(yù)，可以提高加工精度、效率。目前最先進(jìn)的數(shù)控電火花機床在配有電極庫和標(biāo)準(zhǔn)電極夾具的情況下，只要在加工前將電極裝入刀庫，編制好加工程序，整個電火花加工過程便能日以赴繼地自動運轉(zhuǎn)，幾乎無需人工操作。機床的自動化運轉(zhuǎn)降低了操作人員的勞動強度、提高生產(chǎn)效率。3.4高效化現(xiàn)代加工的要求為數(shù)控電火花加工技術(shù)提供了最佳的加工模式，即要求在保證加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手機外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等領(lǐng)域，都要求減少輔助時間(如編程時間、電極與工件定位時間等),同時又要降低

17、粗糙度,從原來的Ra0.8m改進(jìn)到Ra0.25m，使放電后不必再進(jìn)行手工拋光處理。這不但縮短了加工時間且省卻后處理的麻煩，同時提升了模具品質(zhì)，使用粉末加工設(shè)備可達(dá)到要求。這就需要增強機床的自動編程功能，配置電極與工件定位的夾具、裝置。若在大工件的粗加工中選用石墨電極材料也是提高加工效率的好方法。3.5信息化信息、物質(zhì)和能源是制造系統(tǒng)的三要素。隨著計算機、自動化與通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)紅制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，信息的作用越來越重要。產(chǎn)品制造過程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過程的實質(zhì)是對制造過程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作

18、是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)21世紀(jì)高柔性生產(chǎn)的需要。3.6柔性化隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來滿足市場多變的需要。所謂柔性，是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。柔性制造自動化的形式很多，如美國提出的敏捷制造(A

19、M)其主線就是高柔性生產(chǎn)。上海同濟大學(xué)張曙教授提出的獨立制造島(AMI)也是高柔性生產(chǎn)模式。3.7集成化集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統(tǒng)集成一個能協(xié)調(diào)工作的和功能更強的新系統(tǒng)。集成不是簡單的連接，是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實現(xiàn)的。集成化的目的是實現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)集成，同時還要強調(diào)人的集成，由于系統(tǒng)中不可能沒有人，系統(tǒng)運行的效果與企業(yè)經(jīng)營思想、運行機制、管理模式都與人有關(guān)，在技術(shù)上集成的同時，還應(yīng)強調(diào)管理與人的集成。集成化生產(chǎn)將成為面向21世紀(jì)占主導(dǎo)的生產(chǎn)方式。6焦作大學(xué)機電

20、系畢業(yè)論文 4 精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展策略 4精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展策略4.1整合、創(chuàng)新思想的運用精密、超精密加工技術(shù)是發(fā)展科技的重要手段，所以受到世界各國的廣泛重視，因此也就不斷地獲得新的成果，但是因為它的要求都處在精度的極限，傳統(tǒng)的、單一的技術(shù)往往很難突破，必須綜合地運用信息化技術(shù)，通過綜合、分析，加以整合、重組，進(jìn)一步滿足更高的要求。精密加工技術(shù)是一項系統(tǒng)工程，它集機床、工具、計量、數(shù)控、材料、環(huán)境控制等成果于一體，針對不同的加工對象，不同的設(shè)計要求，綜合地加以利用。超精密加工技術(shù)也都是在其有關(guān)的各項技術(shù)支撐的條件下，逐步發(fā)展起來的，同時又往往取各項技術(shù)的嶄新成果來加以充實、提高

21、。超精密加工技術(shù)每前進(jìn)一步，都離不開創(chuàng)新，這是由超精密加工技術(shù)所處的位置決定的，因為這門技術(shù)始終處在發(fā)展的前沿。面對飛速發(fā)展的需求就決定了它必須創(chuàng)新。4.2先進(jìn)的制造模式應(yīng)用制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運作模式。敏捷制造美國通用汽車公司與里海大學(xué)于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可預(yù)測的持續(xù)變化的競爭環(huán)境中取得繁榮成長，并具有能對客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動市場作出迅速響應(yīng)的生產(chǎn)模式。AM的特征是：企業(yè)間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長處，針對限定市場的目標(biāo)要求共同合作完成任務(wù)。具有高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對市場要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批

22、量的快速制造。充分發(fā)揮人的作用，不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和教育水平，優(yōu)化人機功能分配。虛擬制造虛擬制造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯(lián)系密切。VM的特征是：當(dāng)市場新的機遇出現(xiàn)時，組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運行之前必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運行，以及投產(chǎn)后的效益和風(fēng)險進(jìn)行評估，這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司通過虛擬制造系統(tǒng)運行。因此研究開發(fā)虛擬制造技術(shù)(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大，美國稱AM為2l世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。集成制造美國哈林頓博士在計算機和集成制造一書中提出計算機和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內(nèi)容是：

23、制造企業(yè)從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理克至售后服務(wù)是一個不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮。整個制造過程的實質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過程，最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是CIM的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成，計算機是集成的工具，計算機和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息交換是橋梁，信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運行方式的合理化和最優(yōu)化，以提高今業(yè)對市場變化的動態(tài)響應(yīng)速度，并追求最高整體效益和長期效益。智能制造智能制造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié)的高度柔性與高度

24、集成的方式，通過計算機和模擬人類專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并對人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展。制造智能的目的是：通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)、機器人視覺和機器人控制對制造工人的技能與人類專家知識進(jìn)行建模，以使智能機器能夠在沒有人干預(yù)的情況下進(jìn)行小批量生產(chǎn)。綠色制造綠色制造又稱環(huán)境意識制造和面向環(huán)境的制造等。即綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式。其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中，廢棄物和有害排放物最小，對環(huán)境的負(fù)面影響最小，對健康無害，資源利用率最高，使企業(yè)經(jīng)

25、濟效益和社會效益更高。8焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 5 超精密加工設(shè)備的特點 5超精密加工設(shè)備的特點 超精密加工設(shè)備主要用來制造超精密鏡頭模具。由于要加工的模具比較小，因此首先從機床的小型化開始著手。機床小型化可以帶來很多好處，一方面是加工精度得到提高，因為機床的熱變形與機床本體尺寸相關(guān)，尺寸小，精度相對來說就會提高；另一方面，保持加工精度需要很嚴(yán)格的恒溫環(huán)境（正負(fù)0.1度），機床小，所需要的恒溫室空間就小，這方面可以省去很多的機床運行成本。 其次，在機械加工領(lǐng)域沒法測量就沒法加工，因為加工出的東西，不經(jīng)過測量，就不知道它是否滿足要求。超精密加工的精度是目前機械加工的極限狀態(tài)，同時也是測量能達(dá)到的

26、極限狀態(tài)，目前在這方面還面臨著很多難題。對于超精密加工，相應(yīng)的測量設(shè)備必須跟上，才能保證加工精度達(dá)到設(shè)計的要求，因此，將測量設(shè)備集成到了超精密加工設(shè)備中，將機床的驅(qū)動軸作為測量儀的驅(qū)動軸，開發(fā)出具在線測量功能的超精密加工機床，使之很好地適應(yīng)超精密加工的需求。 機床的驅(qū)動系統(tǒng)采用線性馬達(dá)，以納米為單位進(jìn)行控制。再精密的加工都存在加工誤差的問題，因此誤差的補償就很重要，在加工過程中通過測量獲得誤差信息，并通過補償控制的方法來抑制誤差，就可以達(dá)到所要求的加工精度。 目前，我國超精密加工設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了納米級的加工精度，這同時也是測量設(shè)備的極限。這個設(shè)備已經(jīng)開發(fā)出來，經(jīng)過大量的實踐驗證，與市面上已有同類

27、設(shè)備相比，完全達(dá)到了同樣的加工水平，并具有我們自己的獨特優(yōu)勢。現(xiàn)在，這種機床已經(jīng)開始上市銷售，同時未來將繼續(xù)不斷完善相關(guān)的技術(shù)，使它的功能更加強大和成熟。10焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 6 特種加工發(fā)展方向及研究 6特種加工發(fā)展方向及研究6.1 特種加工發(fā)展方向(1)不斷改進(jìn)、提高高能束源品質(zhì)，并向大功率、高可靠性方向發(fā)展。 (2)高能束流加工設(shè)備向多功能、精密化和智能化方向發(fā)展，力求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化的目的。擴大應(yīng)用范圍，向復(fù)合加工方向發(fā)展。 (3)不斷推進(jìn)高能束流加工新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的工程化和產(chǎn)業(yè)化工作。 為實現(xiàn)以上發(fā)展目標(biāo)，必須開展下列加工工藝的技術(shù)研究： 6.2 特種加工的研

28、究(1)激光加工技術(shù) 無再鑄層、無微裂紋渦輪葉片氣膜孔激光高效加工技術(shù)研究； 鋁合金、超強鋼、鈦合金、異種材料構(gòu)件以及大型空間曲面零件的激光焊接工藝研究； 三維激光切割工藝規(guī)范及表面質(zhì)量控制技術(shù)和在線測量控制技術(shù)研究； 提高高溫合金、鋁合金等重要部件抗疲勞性能的激光沖擊技術(shù)研究； 激光快速成型技術(shù)研究； 大功率激光熔覆陶瓷涂層的工藝以及涂層組織結(jié)構(gòu)和性能的研究。 (2)電子束加工技術(shù) 150kV、15kW高壓電子槍及高壓電源的技術(shù)研究； 電子束物理氣相沉積技術(shù)的研究； 大厚度變截面鈦合金的電子束焊接技術(shù)研究及質(zhì)量評定； 典型復(fù)合材料飛機構(gòu)件的電子束固化工藝研究及其工程化研究； 多功能電子束加工

29、技術(shù)研究。 (3)離子束和等離子體加工技術(shù) 復(fù)雜零件“保形”離子注入與混合沉積技術(shù)研究，獲得高密度等離子體方法研究； 空間結(jié)構(gòu)焊接工藝參數(shù)自適應(yīng)控制及焊縫自動跟蹤系統(tǒng)研究，以及等離子弧焊過程中變形控制技術(shù)研究； 等離子噴涂陶瓷熱障涂層結(jié)構(gòu)、工藝及工程化研究；層流湍流自動轉(zhuǎn)換技術(shù)及軸向送粉、三維噴涂技術(shù)研究； 層流等離子體噴涂系統(tǒng)的研制及其噴涂技術(shù)的研究。 (4)電加工技術(shù) 高品質(zhì)深小孔電液束加工技術(shù)研究； 高效、優(yōu)質(zhì)照相電解加工群孔技術(shù)研究； 多軸、多通道電火花加工群孔、異形孔技術(shù)研究； 大容量(5000A及以上)精密電解加工技術(shù)研究； 電解電火花復(fù)合加工技術(shù)研究。 研究上述技術(shù)的關(guān)鍵在于：提

30、高高能束流的品質(zhì)；開展特種加工過程的自動控制及計算機建模、仿真技術(shù)的研究；新材料加工特性研究；特種加工設(shè)備的研究等11焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 7 現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 7現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢7.1超高速加工 工業(yè)發(fā)達(dá)國家對超高速加工的研究起步早，水平高。在此項技術(shù)中，處于領(lǐng)先地位的國家主要有德國、日本、美國、意大利等。 近年來，我國在高速超高速加工的各關(guān)鍵領(lǐng)域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進(jìn)給電機、陶瓷滾動軸承等方面也進(jìn)行了較多的研究，但總體水平同國外尚有較大差距，必須急起直追。7.3超精密加工 超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本。這些國家的超精密加工技術(shù)不僅總體成

31、套水平高，而且商品化的程度也非常高。 我國的研究，成績顯著。但總的來說，我國在超精密加工的效率、精度可靠性，特別是規(guī)格（大尺寸）和技術(shù)配套性方面與國外比，與生產(chǎn)實際要求比，還有相當(dāng)大的差距。超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢是：向更高精度、更高效率方向發(fā)展；向大型化、微型化方向發(fā)展；向加工檢測一體化方向發(fā)展；機床向多功能模塊化方向發(fā)展；不斷探討適合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世紀(jì)初十年將是超精密加工技術(shù)達(dá)到和完成納米加工技術(shù)的關(guān)鍵十年。 12焦作大學(xué)機電系畢業(yè)論文 8 “十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容 8“十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容8.1“十五”目標(biāo) 超高速加工到2005年基本實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，主軸最高

32、轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min，進(jìn)給速度達(dá)40-60m/min，砂輪磨削速度達(dá)100-150m/s；超精密加工基本實現(xiàn)亞微米級加工，加強納米級加工技術(shù)應(yīng)用研究，達(dá)到國際九十年代初期水平。8.2主要研究內(nèi)容 （1）超高速切削、磨削機理研究。對超高速切削和磨削加工過程、各種切削磨削現(xiàn)象、各種被加工材料和各種刀具磨具材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工藝參數(shù)優(yōu)化等進(jìn)行系統(tǒng)研究。 （2）超高速主軸單元制造技術(shù)研究。主軸材料、結(jié)構(gòu)、軸承的研究與開發(fā)；主軸系統(tǒng)動態(tài)特性及熱態(tài)性研究；柔性主軸及其軸承的彈性支承技術(shù)研究；主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術(shù)研究；主軸的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、虛擬設(shè)計技術(shù)研究；主軸換刀技

33、術(shù)研究。 （3）超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)研究。高速位置芯片環(huán)的研制；精密交流伺服系統(tǒng)及電機的研究；系統(tǒng)慣量與伺服電機參數(shù)匹配關(guān)系的研究；機械傳動鏈靜、動剛度研究；加減速控制技術(shù)研究；精密滾珠絲杠副及大導(dǎo)程絲杠副的研制等。 （4）超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究開發(fā)各種超高速加工（包括難加工材料）用刀具磨具材料及制備技術(shù)，使刀具的切削速度達(dá)到國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家90年代末的水平，磨具的磨削速度達(dá)到150m/s以上。 （5）超高速加工測試技術(shù)研究。對超高速加工機床主軸單元、進(jìn)給單元系統(tǒng)和機床支承及輔助單元系統(tǒng)等功能部位和驅(qū)動控制系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)，對超高速加工用刀具磨具的磨損和破損、磨具的修整等狀態(tài)以及超高速加工過程中工件加工精度、加工表面質(zhì)量等在線監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究。（6）超精密加工的加工機理研究?！斑M(jìn)化加工”及“超越性加工”機理研究；微觀表面完整性研究；在超精密范疇內(nèi)的對