国内真正系统地提出超精密加工技术的概念是从20世纪80年代~90年代初,由于航空、航天等军1工行业的发展对零部件的加工精度和表面质量都提出了更高的要求,这些军1工行业投入了资金支持行业内的研究所和高校开始进行超精密加工技术基础研究。由于当时超精密加工技术属于军1用技术,无论从设备还是工艺等方面,国外都实施了技术封锁,所以国内超精密加工技术的开展基本都是从超精密加工设备的研究开始。由于组成超精密加工设备的基础是超精密元部件,包括空气静压主轴及导轨、液体静压主轴及导轨等,所以各家单位也正是以超精密基础元部件及超精密切削加工用的天然金刚石刀具等为突破口,并很快就取得了一些进展。哈尔滨工业大学、北京航空精密机械研究所等单位陆续研制了超精密主轴及导轨等元部件,并进行了天然金刚石超精密切削刀具刃磨机理及工艺研究,同时陆续搭建了一些结构功能简单的超精密车床、超精密镗床等超精密加工设备,开始进行超精密切削工艺实验。
什么是精密加工?
精密加工是指加工精度为1~01μm、表面超糙度为及Ra01~001μm的加工技术。但这个精度界限是会随着加工技术的进步而不断变化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度 及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精 密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。
精密超精密加工技术是现代高新技术产业发展的基础
国家目前非常重视交通、能源、信息、生物医1药等高新技术产业的发展,但是目前这些产业的核心技术国内还没有掌握,关键设备或零部件仍然依赖进口。如高性能轴承是飞机发动机、高铁、风电等产品的关键,但由于目前国内材料、工艺等方面的原因,其使用寿命远远不能满足要求,其他一些承受高频载荷的部件同样面临这些问题。近年国内开始研究的抗1疲劳制造技术则是以被加工件的抗1疲劳强度及疲劳寿命为判据,其中的核心技术之一是精密超精密加工工艺,可提高表面质量、改善表面应力状态,从而提高零件的疲劳寿命,这不仅要求具有超精密加工设备及工艺,而且还需研制材料及零部件的疲劳寿命精密测试设备。