精密制造导论课——第1章_2.pptxVIP

精密制造导论课——第1章_2.pptx

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精密制造概述;;

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5;

6;

7;

8;

高度:0.005μm~0.01μm,人类头发直径的千分之一;

10;

11;

?精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段,通常,按加工精度划分,可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。

?精密加工:加工精度在0.1~1μm,加工表面粗糙度在Ra0.02~0.1μm之间的加工方法称为精密加工;;

?超精密加工:加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于Ra0.01μm之间的加工方法称为超精密加工(微细加工、超微细加工、

光整加工、精整加工等)。

?如果在加工中能以原子级为单位去除被加工材料,即是加工的极限,从这一角度来定义,可以把接近于加工极限的加工技术称为超精密加工,也称纳米加工。

?精密、超精密加工技术、纳米技术的应用引发了新的制造科学革命—微型化革命,主攻方向为微小机械(尺寸0.1~10mm)、微型机械(尺寸0.1~100μm)和纳米设计、制造与使用。;

15;

20世纪50年代前;

0.5m;

化学镀,气相镀

氧化,氮化

电镀、电铸

阳极氧化

蒸镀(真空蒸镀),晶体生长,分子束外延烧结,掺杂,渗碳

浸镀,熔化镀

溅射沉淀,离子沉淀(离子镀)

离子溅射注入加工;

熔断钼、钨等高熔点材料,硬质合金球,磁盘,反射镜,多面棱镜

油泵油嘴,化学喷丝头,印刷电路板;

超精密加工所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几

何形状是一个国家制造技术水平的重要标志之一。例如:金刚石刀具切削刃钝圆半径的大小是金刚石刀具超精密切削的一个关键技术参数,日本声称已达到2nm,而我国尚处于亚微米水平

(100nm~1μm),相差一个数量级;又如金刚石微粉砂轮超精密

磨削在日本已用于生产,使制造水平有了大幅度提高,突出地解决了超精密磨削磨料加工效率低的问题。;

作为制造技术的主战场,作为真实产品的实际制造,必然要靠

精密加工和超精密加工技术,例如,计算机工业的发展不仅要在软件上,还要在硬件上,即在集成电路芯片上有很强的能力,应该说,当前,我国集成电路的制造水平约束了计算机工业的发展。美国制造工程研究者提出???汽车制造业的“两毫米工程”使汽车质量赶上欧、日水平,其中的举措都是实实在在的制造技术。;

?提高制造精度

?提高产品质量和性能

?提高产品可靠性

?促进产品小型化

?增强零件互换性

?提高装配生产率,促进装配自动化

?超精密加工技术已经成为国际竞争中取得成功的键技术。

?国与国之间的竞争实质是尖端技术之间的竞争,而超精密加工是其中主要的一个方面。;

超精密加工技术与国防工业关系密切,如陀螺仪的加工涉及多项超

精密加工,导弹系统的陀螺仪质量直接影响其命中率,1kg的陀螺转子,其质量中心偏离其对称轴0.0005μm,则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。

大型天体望远镜的透镜、直径达2.4m,形状精度为0.01μm,如著名的哈勃太空望远镜,能观察140亿光年的天体(六轴CNC研磨抛光机)(图)。

红外线探测器反射镜,其抛物面反射镜形状精度为1μm,表面粗糙度为Ra0.01μm,其加工精度直接影响导弹的引爆距离和命中率。

激光核聚变用的曲面镜,其形状精度小于1μm,表面粗糙度小于Ra0.01μm,其质量直接影响激光的光源性能。;

宇宙深处的星体;

?精密雷达、精确制导、电子对抗、TMD、NMD、间谍卫星等

?人造卫星仪表轴承

?红外导弹中红外线反射镜

?超小型计算机等

?海湾战争、克索沃战争、伊拉克战争中美国及其盟国武器系统中大部分与超精密加工技术有关。如:精密雷达、精确制导、电子对抗、隐形飞机、夜战能力、间谍卫星、红外制导等。

?美国及其盟国的胜利在某种意义上看,可以说是高技术战争、是高科技的胜利。没有超精密加工技术,就没有真正的国防工业。;

计算机上的芯片、磁板基片、光盘基片等都需要超

精密加工技术来制造。录像机的磁鼓、复印机的感光鼓、各种磁头、激光打印机的多面体、喷墨打印机的喷墨头等都必须进行超精密加工,才能达到质量要求。;

分类名称

小规模集成电路

中规模集成电路

大规模集成电路

超大规模集成电路;

计算机磁盘基片、录像机磁鼓、激光反射镜、隐形

眼镜、光盘、各种天文望远镜、显微镜、光学仪器、复印机等产品,以及现代小型、超小型成像设备,

如摄相机、照相机等上的各种透镜,特别是光学曲面透镜,激光打印机、激光打标机等各种反射镜都要靠超精密加工技术来完成。至于超精密加工床、设备和装置当然更需要超精密

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