什么是精密制造技术
进行焊接在航空件成形中的应用,利用低合金成份的非调质钢通过控锻控冷可以取代调质热处理,把铸造和锻压结合起来的半固态成形,粉未烧结的坯料再经过锻造获更好性能近净形零件,都是国外发展较快应用效果好的技术。我国专家把成形辊锻和精锻相结合,用于汽车前梁生产比国外通用技术建设生产线,一条线就可节约上亿投资。
传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术,制定一个新零件成形工艺在生产时还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展,特别是非线性有限元的发展,使得难度很大的成形过程有可能进行模拟分析和数值计算。发达国家在这方面已经开展了大量研究工作,并形成一些商业软件用于成形工艺分析。我国在这方面已经进行了大量研究,一些单位也研制了一些软件,但由于投入不足,形成商业软件的很少。
近净成形与近无缺陷成形技术通常用于大批量生产,要求企业建设不同技术水平的生产线,需要有相应的机械手和机器人。由于工作的条件、环境比较恶劣,对这些机器人的需要数量相对较少、品种较多,所以需要由本专业人员参与研制。当今,人们对产品需求逐步提出了一些个性化要求,所以在建设自动生产线时,提出了建设柔性生产线的要求,国外在近净成形生产方面已经出现了少量柔性生产线,我国必须注意这一动向,应该根据用户需求和投资强度,建设不同自动化程度和满足柔性化需求的生产线。
国外企业为了保证产品质量,一方面加强质量管理,做好生产全过程的质量控制,另一方面通过生产过程中的自动化和智能控制,以保证近净成形生产质量稳定,能作到无缺陷或近无缺陷。
在超高速加工技术方面,1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床,最高转速达到了20000rpm。特别引人注目的是,联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究,对各种金属和非金属材料进行高速切削试验,联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作。自80年代中后期以来,商品化的超高速切削机床不断出现,超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床。日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000~40000r/min,工作台快速移动速度为36~40m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。近年来,我国在高速超高速加工的各关键领域,如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究,但总体水平同国外尚有较大差距。
在超精密加工技术方面,美国是开展研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型,该机床可加工最大零件Φ2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜(包括X光天体望远镜)等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm(半径),圆度和平面度为12.5nm,加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该机床及该实验室1984年研制的LODTM大型超精密车床一起仍是现在世界上公认的技术水平最高、精度最高的大型金刚石超精密车床。
日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚,但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国,前者是以民品应用为主要对象,后者则是以发展国防尖端技术为主要目标。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,是更加先进和具有优势的,甚至超过了美国。
我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足进步,80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一,研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等,如精度达0.025µm的精密轴承、JCS-027超精密车床、JCS-031超精密铣床、JCS-035超精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反射镜、超精密振动-位移测微仪等,达到了国内领先、国际先进水平。航空航天工业部三零三所在超精密主轴、花岗岩坐标测量机等方面进行了深入研究及产品生产。哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的研究。清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、金刚石微粉砂轮超精密磨削、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究,并有相应产品问世。此外中科院长春光学精密机械研究所、华中理工大学、沈阳第一机床厂、成都工具研究所、国防科技大学等都进行了这一领域的研究,成绩显著。但总的来说,我国在超精密加工的效率、精度、可靠性,特别是规格(大尺寸)和技术配套性方面与国外比,与生产实际要求比,还有相当大的差距。
3.国内研究基础
在行业需要的关键技术方面我国已经开展了较多单项研究,其中一部分已经实现产业化 《什么是精密制造技术(第2页)》
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传统的成形技术是建立在经验和实验数据基础上的技术,制定一个新零件成形工艺在生产时还要进行大量修改调试。计算机和计算技术发展,特别是非线性有限元的发展,使得难度很大的成形过程有可能进行模拟分析和数值计算。发达国家在这方面已经开展了大量研究工作,并形成一些商业软件用于成形工艺分析。我国在这方面已经进行了大量研究,一些单位也研制了一些软件,但由于投入不足,形成商业软件的很少。
近净成形与近无缺陷成形技术通常用于大批量生产,要求企业建设不同技术水平的生产线,需要有相应的机械手和机器人。由于工作的条件、环境比较恶劣,对这些机器人的需要数量相对较少、品种较多,所以需要由本专业人员参与研制。当今,人们对产品需求逐步提出了一些个性化要求,所以在建设自动生产线时,提出了建设柔性生产线的要求,国外在近净成形生产方面已经出现了少量柔性生产线,我国必须注意这一动向,应该根据用户需求和投资强度,建设不同自动化程度和满足柔性化需求的生产线。
国外企业为了保证产品质量,一方面加强质量管理,做好生产全过程的质量控制,另一方面通过生产过程中的自动化和智能控制,以保证近净成形生产质量稳定,能作到无缺陷或近无缺陷。
在超高速加工技术方面,1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床,最高转速达到了20000rpm。特别引人注目的是,联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究,对各种金属和非金属材料进行高速切削试验,联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作。自80年代中后期以来,商品化的超高速切削机床不断出现,超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床。日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000~40000r/min,工作台快速移动速度为36~40m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。近年来,我国在高速超高速加工的各关键领域,如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究,但总体水平同国外尚有较大差距。
在超精密加工技术方面,美国是开展研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型,该机床可加工最大零件Φ2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜(包括X光天体望远镜)等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm(半径),圆度和平面度为12.5nm,加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该机床及该实验室1984年研制的LODTM大型超精密车床一起仍是现在世界上公认的技术水平最高、精度最高的大型金刚石超精密车床。
日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚,但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国,前者是以民品应用为主要对象,后者则是以发展国防尖端技术为主要目标。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,是更加先进和具有优势的,甚至超过了美国。
我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足进步,80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一,研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等,如精度达0.025µm的精密轴承、JCS-027超精密车床、JCS-031超精密铣床、JCS-035超精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反射镜、超精密振动-位移测微仪等,达到了国内领先、国际先进水平。航空航天工业部三零三所在超精密主轴、花岗岩坐标测量机等方面进行了深入研究及产品生产。哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的研究。清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、金刚石微粉砂轮超精密磨削、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究,并有相应产品问世。此外中科院长春光学精密机械研究所、华中理工大学、沈阳第一机床厂、成都工具研究所、国防科技大学等都进行了这一领域的研究,成绩显著。但总的来说,我国在超精密加工的效率、精度、可靠性,特别是规格(大尺寸)和技术配套性方面与国外比,与生产实际要求比,还有相当大的差距。
3.国内研究基础
在行业需要的关键技术方面我国已经开展了较多单项研究,其中一部分已经实现产业化 《什么是精密制造技术(第2页)》