第一章 精密和超精密加工技术及发展展望.ppt

精密制造工程2008.9 第一章 精密和超精密加工技术及发展展望 本章内容 发展精密和超精密加工技术的重要性 超精密加工技术的现状 超精密加工技术发展展望 发展精密和超精密加工技术的重要性 我国机械行业落后主要体现 高度的自动化技术 精密和超精密加工技术 精密和超精密加工技术应用范围 尖端技术 国防工业 微电子工业 精密和超精密的作用 提高综合性能和质量 提高稳定性和可靠性 小型化 装配互换性好，易于实现自动装配 精密加工的种类 精密和超精密举例 陀螺仪 人造卫星仪表的真空无润滑轴承 Hubble望远镜 飞机发动机叶片 大规模集成电路 计算机存储介质 民用产品 陀螺仪 飞机发动机的叶片 大规模集成电路的芯片技术 大规模集成电路 大规模集成电路的芯片技术 Hubble望远镜 微细齿轮 计算机存储介质 剃须刀网刃的精密电铸 精密制造的主要研究领域 精密切削 精密磨削和研磨 特种精密加工 微细加工 精密加工方法及发展预测 超精密加工技术的现状 超精密加工技术的新发展 超精密加工的设备 超精密加工机理研究 检测和误差补偿 工作环境 超精密加工技术的新发展 超精密的加工集成系统 设备 测量、检测 计算机控制、补偿 环境 超精密加工的对象 有色金属及合金 硬脆材料 黑色金属 复合材料 中小型精密零件的加工精度 加工零件 (μm) Ra (μm) 形状精度 激光光学零件 0.01~0.006 0.1 磁头 0.02 平面度 0.04 多面镜 0.01~0.02 平面度 0.04 磁盘 0.01~0.004 波度0.02~0.01 磁盘 0.01~0.004 波度0.02~0.01 非球面模具 0.01 1~0.3 超精密加工的设备 美国LLL实验室的 DTM-3、LODTM超精密金刚石车床 英国Cranfield的OAGM2500超精密金刚石车床 欧洲COLATH的超精密金刚石切削机床 日本小型超精密金刚石切削机床 LODTM超精密金刚石车床 LODTM超精密金刚石车床 Lawrence Livermore Laboratory 我国研发的纳米级超精密数控车床NAM-800 超精密加工机理研究 切削工具 金刚石刀具——有色金属 磨削、研磨——黑色金属 工件材料的处理方式 检测和误差补偿 工件检测 光波干涉测量 隧道扫描显微镜 机床本身精度检测 主轴工作台径向跳动 机床重复定位精度检测 工作环境 温度 振动 洁净度 噪声 湿度 其它 超精密加工技术发展展望 国外发展尖端 按材料分 传统有色金属 难切削材料 非金属硬脆材料 按加工分 切削加工 带检测反馈 带表面涂层处理以及综合应用 我国超精密加工技术发展展望 超精密切削磨削的机理研究 超精密设备性能 超精密加工检测以及误差补偿 超精密加工环境控制 超精密加工材料研究 本课程内容 精密加工技术及展望 精密切削技术 精密磨削技术 精密加工设备 精密加工中的测量技术 在线检测与误差补偿技术 精密研磨和抛光 微细加工技术 精密加工的支撑环境 纳米技术 目前0.25?m和0.18?m已开始进入大生产。0.15?m和0.13?m大生产技术也已经完成开发，具备了大生产的条件 集成电路技术是近50年来发展最快的技术，表1表示了集成电路最主要的特征参数的变化，设计规则从1959年以来40年间缩小了140倍。而平均晶体管价格降低了107倍。在新技术的推动下，集成电路自发明以来的40年间，集成电路芯片的集成度每3年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍。这就是由Intel公司创始人之一的Gordon E. Moore博士1965年总结出来的规律，被称为摩尔定律 目前0.25?m和0.18?m已开始进入大生产。0.15?m和0.13?m大生产技术也已经完成开发，具备了大生产的条件 集成电路技术是近50年来发展最快的技术，表1表示了集成电路最主要的特征参数的变化，设计规则从1959年以来40年间缩小了140倍。而平均晶体管价格降低了107倍。在新技术的推动下，集成电路自发明以来的40年间，集成电路芯片的集成度每3年提高4倍，而加工特征尺寸缩小√2倍。这就是由Intel公司创始人之一的Gordon E. Moo