超精密机械切削与传统机械切削的不同特点研究

孙坤鹏

【摘 要】 相对于传统机械切削，超精密机械切削工艺优势更多，多应用在电子、硅晶、航天、光学设备、集成电路、电子芯片、投影仪等行业中。此外，在也应用在医疗技术研究中也有应用，例如：牙齿、骨骼等器官研究。超精密机械切削系统在光学原件中也有着较大优势。鉴于此，笔者结合超精密精密切削与传统机械切削特征进行简要分析。

【关键词】 超精密机械切削 传统机械切削 工艺特点分析

伴随着社会经济的进步与发展，一些航天设备、激光、集成电路、核能等现代设备得到关注与应用。传统机械切削形式已经无法达到现代化设备要求。超精密切削的出现，成为现代科学技术发展的主流导向。

一、不同机械切削工艺对比

现代化发展要求下，对机械加工精细化程度提出了较高要求。而超精密机械切削与传统机械切削有了较大差别，其根本差别是相同环境下，超精密切削设备精细度优于传统机械切削。对此，笔者结合对二者不同进行分析。

（一）精细度比较。上世纪50年代，超精密机械切削精细度在10mm，将其应用在航天设备而发明的金刚石刀具超精密切削。而传统超精密切削无法达到10mm，即：传统机械切削精细度不及超精密机械切削精细。

（二）生产时间。由于需要确保精准性，所以超精密机械切削生产加工时间较长。不过，伴随着科学技术的进步，在生产加工时间上有了变化，缩减了生产加工时间。因此，超精密机械切削高于传统机械切削。

（三）生产工具。现阶段，超精密机械切削多选择金刚石砂轮，根据电解磁力研磨等形式作为机械切削方式。超精密机械切削要求工具类型严格，传统机械切削工具类型较多，机械切削形式较多。所以，传统机械切削对工具要求较低。

二、超精密机械切削优点分析

（一）精细度高，满足精密构件加工要求。现代化发展下，超精密机械切削的出现更好的满足了精密构件要求。因此，相对于传统机械切削，超精密构件具有精细度高、粗糙度低优势。传统机械切削适合常规构件加工，无法满足准确性、粗糙性要求。（二）准确性较高。工业生产中，在劣质品达到一定规模后，制造业、工业将面临诸多问题。劣质品在审核后不可进入市场。传统机械切削因为准确性较低，使得不合格率较高。而超精密机械切削因为准确性高，其合格率较高，降低工业制造劣质品率。此外，使用超精密机械切削在一定程度上也保证了商品质量。（三）节约空间。一代微机占据的空间较大，约占据一个房间空间大小容纳处理设备。伴随着科学技术水平的提高，笔记本的出现为人们应用、携带提供了便利条件，较大规模集成设备趋向了功能化与实用性。同时，在占据空间上也有了明显变化，超精密机械切削的高准确性，发挥了重要影响。因为较高精确性才能在较小空间中生产一些繁杂线路东西，这也是传统精密切削所不及的。若当前仍然应用传播精密切削，其电脑的推广与应用将受到影响。

三、超精密机械切削运用

上世纪50--80年代，国外为推动航天事业发展与国防设备进而研发出超精密机械切削。现阶段，科学技术的进步，超精密机械切削得到了推广与应用，逐渐深入到人们生活中。

（一）航天设备。众所周知，宇宙飞船组织结构较为复杂，在实际生产制造时需要超精密机械切削的应用。比如：通过超精密机械切削进行航天设备构件切割，进而确保各构件封闭；全密封条件对航天员生命健康有着密切关系。另一方面，航天系统中的飞行器、控制设备要求构件准确性极高，要求超精密机械切削展开芯片集成、电路精准的潜入等精准工程。基于这一条件下，国外航空航天局NASA在分析相对论阶段，引力探测器的石英转子的真球度在7.5nm，表示陀螺准确性在0.001“/a。这一点也是传统机械切削不及的，超精密机械切削较为复杂、具有一定难度。

（二）电子设备。伴随着集成电路一些小体积、高功能构件的出现，对超精密机械切削提出了较高要求；主要因为精准性要求严格。基于体积上分析，现代微機体积较小使得超精密机械切削得到了重视，能够在相同芯片范围录入较多内容。这样一来，不仅扩大了芯片粗糙度，同时使芯片信息资源更多。另一方面，当前人们使用的电子设备、照相机等精密设备全部要依靠超精密机械切削进行构件加工。

硅晶片生产也要通过超精密机械切削技术。第一，大自然中搜集多晶体硅。第二，对其拉抻、检验、切掉多余环节、研磨等。经过一系列加工，才可以确保硅晶片满足市场要求。超精密切割生产中，切割技术是其重点环节，首要环节是硅晶片打磨。当打磨有基本模样后使用超精密机械切削精细化打磨，其中包含硅晶片外形的二次生产与表层加工。最后，进行硅晶片化学抛光、电路生成等。第三，使用超精密机械切削构件进行在硅晶片背面切割，分为不同细小单元。在硅晶片生产过程中，超精密设备发挥着重要影响；若选择传统机械设备，则无法满足精细度要求。

（三）实际生活中的运用。现阶段，生活中超精密机械切削得到了广泛运用，例如：光学设备、摄像机、汽车、投影设备等全部有超精密机械切削的应用。其设备的应用不只对上述产品达到性能提高效果，多数条件下产品生产与加工需要依靠超精密机械切削。在磁盘与磁头加工时，发达国家能够将准确度保持在1mm。另一方面，在医疗研究中也有所应用，因为在医疗研究中对整洁度、准确性有严格要求。而只有超精密机械切削能够满足要求，在产业研究中具有重要影响。此外，泳衣生产中，通过超精密机械切削设备能够进行微型结构改变，更加适合人们游泳。

结 语

综合分析，传统机械切削与超精密机械切削相比，超精密机械切削准确性更高，得到了较多关注与推广应用。现阶段伴随着现代社会进步，超精密机械切削提高了精准性，例如：航天、国防、集成电路等，应用效果显著。

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