超精密加工技術在國際上處於(yu) 領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不僅(jin) 總體(ti) 成套水平高,而且商品化的程度也非常高。
美國是開展超精密加工技術研究最早的國家,也是迄今處於(yu) 世界領先地位的國家。早在50年代末,由於(yu) 航天等尖端技術發展的需要,美國首先發展了金剛石刀具的超精密切削技術,稱為(wei) “SPDT技術”(Single Point Diamond Turning)或“微英寸技術”(1微英寸=0.025μ m),並發展了相應的空氣軸承主軸的超精密機床。用於(yu) 加工激光核聚變反射鏡、戰術導彈及載人飛船用球麵非球麵大型零件等等。如美國LLL實驗室和Y-12工廠在美國能源部支持下,於(yu) 1983年7月研製成功大型超精密金剛石車床DTM-3型,該機床可加工最大零件2100mm、重量4500kg的激光核聚變用的各種金屬反射鏡、紅外裝置用零件、大型天體(ti) 望遠鏡(包括X光天體(ti) 望遠鏡)等。該機床的加工精度可達到形狀誤差為(wei) 28nm(半徑),圓度和平麵度為(wei) 12.5nm,加工表麵粗糙度為(wei) Ra4.2nm。該機床與(yu) 該實驗室1984年研製的LODTM大型超精密車床一起仍是現在世界上公認的技術水平最高、精度最高的大型金剛石超精密車床。
在超精密加工技術領域,英國克蘭(lan) 菲爾德技術學院所屬的克蘭(lan) 菲爾德精密工程研究所(簡稱CUPE)享有較高聲譽,它是當今世界上精密工程的研究中心之一,是英國超精密加工技術水平的獨特代表。如CUPE生產(chan) 的Nanocentre(納米加工中心)既可進行超精密車削,又帶有磨頭,也可進行超精密磨削,加工工件的形狀精度可達0.1μm ,表麵粗糙度Ra<10nm。
日本對超精密加工技術的研究相對於(yu) 美、英來說起步較晚,但是當今世界上超精密加工技術發展最快的國家。日本的研究重點不同於(yu) 美國,前者是以民品應用為(wei) 主要對象,後者則是以發展國防尖端技術為(wei) 主要目標。所以日本在用於(yu) 聲、光、圖象、辦公設備中的小型、超小型電子和光學零件的超精密加工技術方麵,是更加先進和具有優(you) 勢的,甚至超過了美國。
我國的超精密加工技術在70年代末期有了長足進步,80年代中期出現了具有世界水平的超精密機床和部件。北京機床研究所是國內(nei) 進行超精密加工技術研究的主要單位之一,研製出了多種不同類型的超精密機床、部件和相關(guan) 的高精度測試儀(yi) 器等,如精度達0.025μm的精密軸承、JCS-027超精密車床、JCS-031超精密銑床、JCS-035超精密車床、超精密車床數控係統、複印機感光鼓加工機床、紅外大功率激光反射鏡、超精密振動-位移測微儀(yi) 等,達到了國內(nei) 領先、國際先進水平。航空航天工業(ye) 部三零三所在超精密主軸、花崗岩坐標測量機等方麵進行了深入研究及產(chan) 品生產(chan) 。哈爾濱工業(ye) 大學在金剛石超精密切削、金剛石刀具晶體(ti) 定向和刃磨、金剛石微粉砂輪電解在線修整技術等方麵進行了卓有成效的研究。清華大學在集成電路超精密加工設備、磁盤加工及檢測設備、微位移工作台、超精密砂帶磨削和研拋、金剛石微粉砂輪超精密磨削、非圓截麵超精密切削等方麵進行了深入研究,並有相應產(chan) 品問世。此外中科院長春光學精密機械研究所、華中理工大學、沈陽第一機床廠、成都工具研究所、國防科技大學等都進行了這一領域的研究,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,特別是規格(大尺寸)和技術配套性方麵與(yu) 國外比,與(yu) 生產(chan) 實際要求比,還有相當大的差距。
超精密加工技術發展趨勢是:向更高精度、更高效率方向發展;向大型化、微型化方向發展;向加工檢測一體(ti) 化方向發展;機床向多功能模塊化方向發展;不斷探討適合於(yu) 超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世紀初十年將是超精密加工技術達到和完成納米加工技術的關(guan) 鍵十年。
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