【机械制造】精密和超精密加工ppt模版课件.ppt

LODTM大型光学金刚石车床 可加工?1625?500、重量1360Kg的大型金属反射镜等大型零件 采用立式结构和空气轴承 刀具可以实现纳米级微位移 采用7路高分辨力双频激光测量系统，分辨力达到0.625nm，采用了误差补偿技术 为减小热变形的影响，机床各发热部件用大量恒温水冷却，水温度控制极其严格 整台机床用4个大空气弹簧支撑 微细加工的特点 微细加工是一个多学科的制造系统工程 (涉及到：分离技术、结合技术、高质量的材料、测试技术、环境技术、计算机技术、质量控制技术、可靠性技术等) 微细加工是一门多学科的综合高新技术 (遍及传统和非传统加工工艺范围) 平面工艺是微细加工的基础 (主要指：半导体基片、电子元件、电子线路、封装等一整套制造工艺技术) 微细加工与自动化技术密切相关 微细加工和检测技术一体化 (在位检测和在线检测) 微细加工的分类和基础 微细加工的分类： 分离加工 (切削加工、磨料加工、特种加工、复合加工等) 结合加工 (附着加工、注入加工、接合加工等) 变形加工 (力和热使材料产生变形的加工方法) 微细加工的基础： 电子束加工 离子束加工 激光束加工 常用的微细加工方法 原子、分子加工单位的微细加工方法 特种加工方法 超精密特种加工 特种加工方法 能量形式 去除加工 附着，表面处理 结合 变形 ? ? ? 物 理 加 工 ? ? ? 电 ? ? 能 电火花 电火花加工 弧光，喷涂 电火花，焊接 点爆成形 线切割 ? ? ? 电子束 电子束加工 电子束蒸镀 电子束焊接 ? 电子束热处理 ? ? 离子 离子束加工 离子喷镀 离子溅射 溅射离子喷镀 离子光刻 反应离子喷镀 反应溅射蚀刻 离子束蒸镀 ? 等离子 等离子喷射加工 等离子束喷涂 等离子焊接 ? 等离子弧加工 等离子喷镀 ? 等离子光刻 等离子渗碳 电磁能 ? ? 电磁固相结合 电磁成形 光能 激光加工 激光喷镀 ? 激光光刻 激光热处理 声能 超声波加工 ? 水击能 流体喷射加工 ? ? 化 学 加 工 ? 化学能 化学研磨 化学镀层 化学磨削 非电解镀层 ? 化学蒸镀 ? 电化学能 电解磨削 电极沉积 电子研磨 电镀 电解加工 电铸 ? 超精密加工的支撑环境 支撑环境 控制 要求 支撑 环境 控制 要求 空气 环境 洁净度、气流速度、压力、有害气体 声音 环境 噪声、频率、声压 热环 境 温度、湿度、表面辐射 光环境 照度、色彩、眩光 振动 环境 频率、加速度、位移、微振动 静电 环境 静电量、电磁波、放射线 超精密加工的支撑环境 空气环境 空气中含尘量(洁净度、空气过滤) 气流速度(气流组织) 压力 热环境 温度 (一般20℃) 湿度 (相对湿度35%～45%) 振动环境 室内振动 室外振动 自然界振动(微动和风等) 防振、隔振(防振垫层、隔振器) 声环境 噪声源 隔声 吸声 消声 纳米级加工 纳米级加工的含义 纳米级加工的含意是达到纳米级精度，包含：纳米级尺寸精度，纳米级几何形状精度、纳米级表面质量。 纳米级加工的特点 欲得到l nm的加工精度，加工的最小单位必然在亚纳米级。由于原子间的距离为0.1-0.3nm，纳米级加工实际上已到加工精度的极限 纳米级加工中试件表面的一个个原于或分子将成为直接的加工对象，因此纳米级加工的物理实质就是要切断原子间的结合，实现原子或分子的去除。 纳米级加工方法 纳米级加工的主要方法：直接利用光子、电子、离子等基本能子的加工。 近年来纳米级加工有很大的突破，例如用电子束光刻和离子刻蚀，己实现0.1um线宽的加工；扫描隧道显微技术已实现单个原子的去除、搬迁、增添和