超精密微机械制造技术研究

2016-02-24贾美洋刘宏

橡塑技术与装备 2016年2期

关键词：邵阳机械加工加工

贾美洋，刘宏

（邵阳学院魏源国际学院，湖南邵阳 422000）

超精密微机械制造技术研究

贾美洋，刘宏

（邵阳学院魏源国际学院，湖南邵阳 422000）

近年来，随着科学技术水平的不断发展，航天航空工业、微机械工业、生物工程等都有了很大的发展，这些行业的发展离不开精密微小零件的发展。目前，精密微小零件的发展方向愈加多元化，结构特征也愈加复杂。相关行业对精密微小零件的各种功能和使用稳定性的要求也越来越高。在这种环境背景下，进行有关超精密微小零件的研究十分必要。本文将结合目前超精密微小零件发展的现状，开展有关超精密微机械制造技术的研究，希望能对我国未来超精密微机械制造技术的发展有所帮助。

超精密加工；微机械；机械制造

随着相关专业领域的发展，对超精密/精密微小零件的要求越来越高，需求量也不断增加。超精密微机械制造技术是新兴的一种科学技术，是在20世纪80年代末才出现的，在21纪获得了较大的发展，并被广泛地应用于各个领域，如国防领域、电子领域、医疗领域等。为了满足对精密微小零件的使用要求，微机械被应用于精密微小零件加工中，从而也改变了现代装备加工发展的方向。本文将从超精密微机械制造技术的内涵入手，介绍超精密加工的特点，并对超精密微机械制造技术展开分析和研究。

1 超精密微机械制造技术的内涵

微制造系统的主要加工对象是微小机械零件，在加工的过程中主要依靠系统化和集成化的理论，通过观察加工工件的结构和相关的要求进行加工、检测、搬运等工序，与一般的零件加工相比，微小零件是要在比较狭小的空间完成上述工序。在进行微制造的过程中要坚持一个理念，就是小机床小零件理念，这种理念也是微制造技术和其它制造技术之间的区别。微制造系统的存在可以解决微小零件加工过程中遇到的问题，是进行微小零件加工一种有效的方法。

超精密微机械制造技术加工的对象是微小零件，在加工的过程中对微小零件的尺寸有一个控制范围，一般来说微小零件的尺寸要在10 μm～10 mm之间，且要具有复杂的几何形状。对于符合这两种要求的微小零件进行加工和检查才是属于超精密微机械制造技术的应用范围。这种制造技术相比于其他技术而言具有操作方便、工作效率高、能耗低的优势。将超精密

微机械制造技术应用于零件加工中不仅能有效减少制造过程中的能源消耗，同时也可以最大限度的节约制造空间，这是符合现代绿色环保生产理念的，也是未来制造系统发展的主要方向之一。

2 超精密加工的特点

超精密加工技术起源于20世纪，这种具有较高科技含量的加工技术随着现代科技的发展业越来越完善，能加工的微小零件尺寸已经发展到纳米级别。随着超精密加工技术的不断发展和进步，这种加工技术具备的特点越来越多。超精密加工的特点主要包括以下几个方面。

第一，就是“进化”加工原则。“进化”加工包括直接和间接两种加工方式。使用直接加工方式，使用的加工设备精度要比工件精度低，需要通过特殊加工工艺的处理才能满足相应的精度要求。这种加工方式适用于单件、小批量的生产过程。间接加工需要以直接加工方式为基础，利用母机完成加工任务，这种加工方式适合于批量生产；第二，就是微量切削机理。这和一般的切削机理不同，是在晶体内完成的切削工作；第三，使用了大量的新方法。这主要与工件加工技术的发展有关，传统的切削和磨削方法已经不能满足现代加工工艺的要求，特种加工、复合加工等新方法应运而生，不断提高加工的精度；第四，和高新技术产品的关系更加紧密。通过和高新技术产品的结合，可以大大提高加工的科学性和合理性，从而确保加工的质量和精准度。

3 超精密微机械制造技术

超精密微机械制造技术是一种比较重要的技术，国内外都对这种技术比较重视，同时也取得了很大的成果。但在微机械加工设备技术的研究方面，日本还是要遥遥领先于世界各国。日本研发的超精密微机械加工机床成功地解决了微机械切削加工中面临的难题，能对复杂自由曲面进行加工。除了日本，德国在微机械加工设备技术方面的研究也比较领先，德国研究出的微切铣削技术可以对淬火钢和硬铝材料的微小零件进行切削加工。此外，德国还研究出专用于微小零件加工的系统，解决了大型机械无法进行微小零件加工的难题。相比于国外，国内的研究还是比较缓慢的，但也取得了一定的成果。我国在微机械加工设备技术方面的研究主要集中于微小制造系统和微小切削技术两个方面。哈工大研究出的微小型车铣加工系统已经能达到国际水平。同时，我国还研发出来微摩擦磨损测试仪。这些研究成果为我国超精密微机械制造技术发展奠定了良好的基础。

微切削加工技术的研究重点不仅包括如何使加工的零件微小化，同时还包括要将微切削加工过程微小化。因此，在微切削加工技术方面的研究要关注加工的全过程，要全面掌握微切削的机理和相关参数信息。