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解析超精密加工技术

2012-03-09 14:12
科技潮人
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  超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非常高。

  美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于世界领先地位的国家。早在50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术,称为“SPDT技术”(Single Point Diamond Turning)或“微英寸技术”(1微英寸=0.025μ m),并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面非球面大型零件等等。如美国LLL实验室和Y-12工厂在美国能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM-3型,该机床可加工最大零件2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜(包括X光天体望远镜)等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm(半径),圆度和平面度为12.5nm,加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该机床与该实验室1984年研制的LODTM大型超精密车床一起仍是现在世界上公认的技术水平最高、精度最高的大型金刚石超精密车床。

  在超精密加工技术领域,英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,它是当今世界上精密工程的研究中心之一,是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre(纳米加工中心)既可进行超精密车削,又带有磨头,也可进行超精密磨削,加工工件的形状精度可达0.1μm ,表面粗糙度Ra<10nm。

  日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚,但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国,前者是以民品应用为主要对象,后者则是以发展国防尖端技术为主要目标。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面,是更加先进和具有优势的,甚至超过了美国。

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