《超精密加工：科技前沿的驚人突破，人類工藝的巔峰之作》
在科技飛速發(fā)展的今天，我們時常被一些令人驚訝的科技成果所震撼。其中，超精密加工技術(shù)就是其中的代表。它以其驚人的精度和制造能力，讓我們看到了人類工藝的巔峰之作。
超精密加工http://www.gbyb.com.cn/，顧名思義，是一種在極小尺度上進行的精密加工技術(shù)。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域，超精密加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括航空、航天、軍事、醫(yī)療、電子等多個領(lǐng)域。例如，在航空領(lǐng)域，超精密加工可以制造出更加輕巧、耐用的發(fā)動機零件，提高發(fā)動機的性能和效率；在醫(yī)療領(lǐng)域，超精密加工可以制造出更加精確的醫(yī)療器械，提高醫(yī)療效果和安全性。
超精密加工技術(shù)的實現(xiàn)需要借助先進的設(shè)備和工藝。目前，超精密加工主要采用數(shù)控機床、激光加工、納米壓印等先進技術(shù)。這些技術(shù)可以在極小尺度上對材料進行精確的加工和制造，實現(xiàn)高精度、高效率的生產(chǎn)。
超精密加工技術(shù)的發(fā)展不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，也推動了科技的進步和創(chuàng)新。它讓我們看到了人類工藝的巔峰之作，也讓我們對未來充滿了期待。
隨著科技的不斷進步，超精密加工技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛，其制造能力和精度也將不斷提高。未來，我們相信超精密加工技術(shù)將會帶來更多的驚人突破，為人類的科技進步和創(chuàng)新做出更大的貢獻。
總之，超精密加工技術(shù)是科技前沿的驚人突破，是人類工藝的巔峰之作。它以其驚人的精度和制造能力，讓我們看到了科技的力量和魅力。我們相信，在未來的發(fā)展中，超精密加工技術(shù)將會為我們帶來更多的驚喜和突破。
超精密加工領(lǐng)域突破性技術(shù)：確定性修形工藝
超精密機床基礎(chǔ)部件與應(yīng)用技術(shù)的突破，能為制造業(yè)的生存和發(fā)展提供強大技術(shù)支撐。然而此前我國的超精密機床及關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要依賴進口。
軸類零件外圓圓度加工方面，國內(nèi)外基本是靠超精密的外圓磨床實現(xiàn)。以磨削直徑100毫米、長300毫米的軸芯為例，我國的外圓磨床大概能夠磨到1至2微米的水平，而國外可達到0.3至0.5微米的水平。
為破解機床和關(guān)鍵部件“卡脖子”技術(shù)難題，國防科技大學(xué)教授戴一帆科研團隊歷時5年，提出軸類零件外圓圓度確定性修形加工工藝技術(shù)，使軸芯加工圓度精度提升到0.1微米，并成功研制出超精密空氣靜壓主軸，近日經(jīng)中國計量科學(xué)研究院測試，該靜壓主軸相關(guān)參數(shù)達到國際先進水平，這將使我國超精密加工精度有效提升。
像鐵鍬整地那樣研磨超精密零件
我國超精密機床及關(guān)鍵基礎(chǔ)部件此前主要依賴進口，最大的技術(shù)難題在于缺少加工核心零件的“工作母機”。所謂“工作母機”，就是制造機器和機械的機器，又稱工具機，包括車床、磨床、刨床、鉆床等，是制器之器、工業(yè)自強之基。
一般的機械加工是將機床精度“復(fù)印”到零件的過程，也就是說，沒有精度高的機床就加工不出精度高的零件。沒有精度高的零件，也就組裝不出精度高的部件和機床。沒有制造高精度零件的工作母機，就限制了整個超精密機床行業(yè)的發(fā)展。
戴一帆科研團隊長期從事現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)研發(fā)，他們發(fā)現(xiàn)光學(xué)零件的最終制造精度遠超出所使用的加工設(shè)備精度，而光學(xué)制造的基本原理是逐步將誤差高點去除的一種精度進化加工原理，團隊嘗試將這種“精度進化”原理的加工方法用于機械零件高精度加工，最終通過加工原理的創(chuàng)新提出軸類零件外圓圓度確定性修形工藝技術(shù)，突破高精度“工作母機”的限制。
確定性修形工藝是如何工作的？“好比使用鐵鍬平整一塊地，就是將看上去凹凸不平的地方鏟去適量的土，如此反復(fù)直到獲得非常平整的地。”戴一帆說，這個過程依靠的是成套數(shù)字化設(shè)備，比如采用了高精度圓度儀獲取圓柱形貌；發(fā)明了專用的控時磨削機床實現(xiàn)材料去除量的數(shù)字化精確可控；采用專用計算機程序計算獲得磨削工具需要在特定空間位置停留的精確時間。
機械取代有經(jīng)驗的工人師傅
借助新工藝，戴一帆科研團隊突破了基于精度進化原理的控時磨削加工技術(shù)，形成了圓柱類零件在位加工檢測一體工藝方法，成功研制出超精密空氣靜壓主軸。
中國計量科學(xué)研究院測試結(jié)果顯示，該空氣靜壓主軸徑向跳動小于15納米、端面跳動小于15納米。這個跳幅相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的六千分之一。如果是地球這么大一根主軸的話，回轉(zhuǎn)運動造成的振幅不會超過1米。
測試結(jié)果還顯示，空氣靜壓主軸徑向靜剛度大于200N/μm、軸向靜剛度大于200N/μm。通俗地說，就是主軸可以在20公斤的重力載荷下紋絲不動，變形量不會超過1微米，即頭發(fā)絲直徑的百分之一。
對比代表美國超精密領(lǐng)域最高水平Precitech公司的產(chǎn)品手冊，上述技術(shù)指標(biāo)與其相當(dāng)甚至更高。
當(dāng)前，國內(nèi)外可將軸類零件外圓圓度加工研磨到零點幾微米的水平，如果再要提升只能靠手工研磨修整。“我們的新技術(shù)可以擺脫對極其有經(jīng)驗人工師傅的依賴，能很容易地按照現(xiàn)代工業(yè)化的模式組織生產(chǎn)，促進超精密基礎(chǔ)部件的大批量、高效率生產(chǎn)和應(yīng)用?！贝饕环硎?，超精密機床基礎(chǔ)部件與應(yīng)用技術(shù)的突破，將為制造業(yè)的生存和發(fā)展提供強大技術(shù)支撐，完善高端機床產(chǎn)業(yè)鏈配套，大幅增強高性能功能部件競爭力，促進高端精密與超精密機床方面實現(xiàn)國產(chǎn)化。
他補充說，這些突破還將有效解決探測制導(dǎo)關(guān)鍵零部件超精密加工面臨的超精密裝備和核心工藝難題，進一步助力國防領(lǐng)域高端核心零件超精密加工批量化生產(chǎn)，實現(xiàn)科研成果向生產(chǎn)力和戰(zhàn)斗力的快速轉(zhuǎn)化。
系列成果獲得了湖南省十大技術(shù)攻關(guān)等項目
《超精密加工：科技前沿的驚人突破，人類工藝的巔峰之作》
12-17-2023
