超精密加工

摘要： 一、概述精密和超精密加工,是现代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用,并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。我国目前正处于工业化进程的中期阶段,是从解决短缺为主的脱贫到发展经济强国致富之路的关键阶段,下游强劲的发展势头带动了对数控机床的巨大需求,我国未来数控机床市场巨大,中高档数控机床的比例将显著增加,经济型数控机床比例将基本持平,而非数控普通机床的需求将大幅降低。国务院《中国制造2025》战略纲领中明确提出:"2025年中国的关键工序数控化率将从现在的33%提升到64%",这对我国数控机床行业的发展起到了极大的助推作用,预计到2020年我国数控机床行业的资产规模将到达2720亿元,行业未来发展空间巨大。

摘要： 开发一种采用接触式测头与电容式位移传感器相结合的在位测量装置及非球面测量与补偿加工软件,进行C3604黄铜球面及非球面的单点金刚石超精密切削加工,并开展在位测量及补偿加工试验。补偿加工后,经在位测量系统测量,球面面形精度PV达到231.4 nm,非球面面形精度PV达到206.3 nm;与离线测量结果比对,结果分别相差3.0 nm和7.0 nm,验证了在位测量系统测量的精确性和补偿加工的有效性。

摘要： 为了提高微透镜阵列单点金刚石车削的加工精度与一致性,提出了加工误差的理论模型,并针对其补偿方法进行了理论分析和实验研究。将微透镜阵列加工等效为自由曲面加工,通过建立单点金刚石慢刀伺服切削模型,计算了理论曲面在每一个切削点处沿切削方向的曲率半径;结合刀具等效倾斜角模型和机床加工时延模型,进一步得到了慢刀伺服切削微透镜阵列误差面形的理论预测值。然后,使用原位测量设备测量处理得到实际加工误差,将面形误差理论值与实际加工误差测量值比较,并将面形误差理论值预补偿到加工程序中。实验结果表明,面形误差理论值与实际加工误差测量值具有一致性,两者偏差在[-0.7μm,0.3μm];补偿加工后微透镜阵列的PV值从5.4μm降低到0.6μm。所提出的微透镜阵列的单点金刚石车削加工与补偿方法能够预测误差面形,显著提升面形精度与一致性。

摘要： 3月25日至27日,第十六届中日超精密加工国际会议在山东济南召开,线上参会专家、学者近2000人。本次会议共邀请到11位专家学者进行主题报告,分别展示了精密与超精密加工领域的最新发展和学术成果。西安交通大学蒋庄德院士在报告中分析比较了世界各国制造业发展的优势,介绍了我国制造业发展的现状。蒋院士指出:智能制造是新一轮产业革命的核心。

摘要： 微小型车铣复合加工机床可实现一次装夹完成大部分零件加工工序,是微小型复杂结构件加工必不可少的数控设备,作为精密加工数控设备,其自身的空间几何误差直接影响零件的加工精度。以北京理工大学自主研发的超精密微小型车铣复合加工机床CXKG25-I为研究对象,首先开展超精密车铣复合机床空间几何误差元素分析,获得机床的57项空间几何误差,并基于多体系统理论方法建立超精密车铣复合加工机床的空间几何误差模型。然后开展了空间几何误差因素的灵敏度分析,并揭示了影响机床加工误差的关键敏感因素,其分析结果指导和优化超精密车铣复合加工机床结构设计与制造。

摘要： 近期,工业和信息化部等八部门联合《“十四五”智能制造发展规划》(以下简称:《规划》)。该《规划》中明确将增材制造列入关键核心技术,并提出中国将突破设计仿真、混合建模等基础技术,开发应用增材制造和超精密加工等先进工艺。这一政策信号的释放,进一步加速了增材制造领域的市场竞争。天津镭明激光科技有限公司(以下简称:镭明激光)秉承“以质量为根,以创新为果”这一清晰的企业发展理念,不断在大幅面成形尺寸上进行研发创新,用先进的技术、过硬的产品、快速的服务响应能力和满足用户的定制化生产模式打开了国内增材制造市场发展新局面。

摘要： 为解决复杂道路条件下的汽车夜间行车安全问题,避免会车时使对向车辆驾驶人员产生炫目效果,文中以非成像理论为基础并结合折反射定律,建立LED出射光线与接收面上远光分布点的对应投射关系。通过数值迭代的方法求解自由曲面离散点,并导入到3D软件中进行拟合建模,设计出一种通过控制对应LED亮灭,用以组合形成不同远光光型的反射式ADB光学系统。最终样件的实际测试结果表明,当该光学系统处于最大工作条件时,其出光效率达到34.3%,最大光照度值为134 lx,配光结果满足远光法规各测试点要求。

摘要： 研制了一款高频响、高精度及大驱动力的压电驱动型快速刀具伺服(Fast Tool Servo,FTS)装置,采用广义圆锥线拟合的柔性铰链构造新颖的柔性机构,通过对称布置的结构消除柔性刀架工作过程中在非期望运动方向的耦合误差,并对机构的运动学特性进行了综合建模。综合考虑装置行程和固有频率的设计目标,基于改进的BP神经网络优化算法,对柔性机构的结构尺寸进行了多目标优化设计。使用优化后的结构参数建立FTS装置的三维模型并通过ANSYS软件进行有限元分析,分析结果表明,优化后的柔性机构可以达到预期性能要求,验证了该优化算法的可行性。最后,进行了实验样机的制造和性能测试,进一步验证了FTS装置的优化设计结果。测试结果表明:FTS装置的固有频率超过7.6 kHz,标称行程约为6.4μm,分辨率约为12 nm,跟随精度约为0.3μm,静态和动态性能均符合设计目标。

摘要： 马氏体时效钢具有出色的机械性能和力学属性被广泛用于航空航天,船舶和车辆制造工程领域中。但由于该材料属于典型难加工材料,具有加工表面质量差、刀具磨损严重等问题,因此,开展微量润滑对超精密加工固溶和时效马氏体钢的加工性能具有重要意义。以马氏体时效钢3J33C固溶、时效两种热处理加工方式,详细开展了微量润滑对超精密加工马氏体时效钢3J33C的切削力、表面粗糙度等加工质量的研究,揭示了固溶状态和时效状态下的材料去除机理,指导难加工材料马氏体时效钢的加工工艺。

摘要： 氟化钙(Calcium fluoride,CaF_(2))晶体是一种非常重要的光学晶体,因其具备高透射率和良好的长期辐射稳定性被广泛应用于光学仪器中。随着光刻技术向较短波长的发展,CaF_(2)更是成为极紫外光刻物镜的首选材料。CaF_(2)是一种典型的脆性材料,断裂韧性很低,一般通过抛光加工制成CaF_(2)光学表面,所以其抛光加工技术与工艺尤其重要。总结了CaF_(2)的主要加工方法、工艺及研究成果,介绍了其粗加工阶段所涉及的超精密切削和固结磨料研磨方法;重点从超精密抛光这一方面,较全面地概述了浮法抛光、化学机械抛光、固结磨料抛光、磁流变抛光、振动辅助固结磨料抛光和离子束抛光等抛光方法的原理及进展,并对以上加工方法进行对比;最后,对CaF_(2)抛光加工技术的未来发展方向做了初步展望。希望能为CaF_(2)加工领域后续深入研究提供参考。

摘要： 本文即展开基于通用超精密加工中心实现精密辊筒表面上微结构阵列的加工技术的研究，研究可适用于金刚石超精密加工的各种微结构式样和形状，以及对应的刀具轨迹生成，包括螺线型的V槽和圆槽结构、线性菲涅尔结构、突台阵列等。对两台超精密加工中心加工微结构阵列的超精密加工机理进行了说明，并基于通用加工中心展开了一系列的实际加工试验，在辊筒表面加工生成了具有不同式样和形状的微结构，并对生成的微结构进行了测量和分析。

摘要： 目前,作为轴承圆柱滚子外圆的超精加工手段,传统无心磨削等加工方法存在加工精度、批一致性和加工效率难以同时兼顾的技术难题.为此,本项目开发了高精度圆柱滚子高一致性超精密加工新方法及其关键技术,旨在提高批量圆柱滚子外圆超精加工后获得的形状精度、表面质量及其一致性,丰富了圆柱滚子外圆的超精加工手段,为实际生产提供理论依据和工艺指导.

摘要： 自由曲面是下一代光学系统的核心元件,具有优异的光学性能和系统集成能力,在新能源、照明、航空航天、生物医药工程等领域有着广泛的应用.自由曲面的超精密加工制造是一个包含了光学设计、加工、测量和评价的复杂集成的闭环流程.在这个过程中,为了保证自由曲面超精密加工的面型精度,在位测量是一项关键性技术.本文详细介绍了在位测量技术在自由曲面超精密加工中的研究现状、应用及其进展.

摘要： 具有高速、高精密、高承载及高可靠性等优异特性的高性能轴承是我国高端数控机床、高速列车、航空发动机、精密仪器等高端装备发展的关键基础件之一.国家正在实施的16个重大科技专项领域的重大技术装备和产品,绝大部分都需要采用高性能轴承来保证其精度、性能、寿命和可靠性.为满足高端装备对高性能轴承的迫切需求，摆脱国外的技术封锁，保障我国的产业安全和经济质量，提升我国高性能轴承的制造水平，必须研发具有我国自主知识产权的高性能轴承的超精密加工技术与装备。文章阐述了轴承加工存在的问题，介绍了滚动体控形控性加工研究现状，以及滚道控形控性加工研究现状。期望与我国轴承生产企业和轴承相关的科研院所建立产学研用、协同创新的合作眺漫，联合起来，共同进行高性能轴承超精密加工技术与装备的攻关，为发展我国高性自黝承布蜡技术，建立具有我国自主知识产权的先进加工技术体系做出实实在在的贡献。

摘要： 超精密加工技术是适应现代高新技术需要而发展起来的先进制造技术,是尖端产品研制和开发中不可或缺的关键技术.而液体静压导轨是实现精密进给的运动部件,对于超精密加工设备的整体性能有着重要影响,尤其是导轨系统的动态性能.本文基于模态分析理论,建立了液体静压导轨的有限元模型,并通过定义材料属性、网格划分、油膜压力模拟和螺栓预紧力模拟等过程完成了液体静压导轨系统的模态分析,得到了其前4阶固有频率和模态振型.最后,本文应用锤击法对导轨的模态分析结果进行了实验验证,实验结果与仿真分析结果的吻合程度较好,表明了本文所采用的仿真分析方法的有效性.

摘要： 介绍了轴承的塑性加工方法，围绕轴承典型的热处理方法及节能这一关键问题，简要说明热处理的高效化与低变形热处理技术，阐述关于轴承的磨削、超精密加工及最近的技术动向。

摘要： 微型机械制造加工系统作为超精密加工的一部分,是由一般制造加工系统向超精密制造加工系统过渡的关键技术.本文介绍了微型五轴联动数控系统的结构特点及电气系统,并对控制系统进行了调试和设置,对各轴的几何精度进行检测,获得了较好的定位精度,并在以上调试基础上进行实验验证。

摘要： 微纳制造技术主要指特征尺寸为微米至纳米量级的制造技术，涉及微电子制造、微/纳机电系统制造、光电子制造、超精密加工等内容。本文就微纳制造技术所涉及的微传感器、微能源、微系统、精密超精加工技术等进行了论述，并简要介绍3了西安交通大学精密工程研究所在纳米样板、超微电极、微流控芯片、微型内燃机、微型耐高温压力传感器、高g值加速度计、MEMS集成传感器、微型三坐标测量机和三维轮廓测量系统方面的研究。

摘要： 汽车前照灯是夜间行车的主要照明设备，而反射镜表面的粗糙度和形状精度是影响照明光线的主要因素。针对硬脆性非球面汽车前照灯反射镜部件难加工问题,讨论了其超精密加工原理和方法及非接触检测手段.结果表明,精密数控机床、硬脆性材料延性域加工原理和超精密检测是非球面超精密加工的技术保证。

摘要： 金属反射镜是空间和军用红外光学系统中关键元件之一,本文分析了适用于空间光学系统反射镜的主要材料,指出了铝合金作为反射镜材料的优点与缺陷,介绍了用SPTD加工铝合金反射镜的方法,以及反射镜的镀膜和检测,并完成了口径为235的铝合金非球面反射镜的制造,用Zygo干涉仪进行面形检测,其面形精度达到0.13λ(RMS,λ＝632.8um),镀膜后用红外傅里叶光谱仪检测,在红外中波波段(3.7-4.8)um反射率大于99%.

摘要： 一种加工用数据的制作方法，是制作在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中使用的加工用数据的方法，超精密复合加工装置具有：电磁波加工机构（10），用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构（30），用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；形状测量机构（50），用来在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状；在加工用数据的制作时，使用：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型；基于通过对电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取得到的多个切片切取部的信息进行电磁波加工用数据的制作。

摘要： 一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中判断加工机构的方法，其特征在于，超精密复合加工装置（100）具有：用于粗削被加工件的电磁波加工机构（10）、用于对粗削过的所述被加工件施行精密加工的精密机械加工机构（30）、以及用于在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状的形状测量机构（50），在加工机构的判断中，基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息；以及，与电磁波加工机构（10）的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构（30）的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构（10）或者是精密机械加工机构（30）的判断。

摘要： 本发明涉及模具制造技术领域，特别涉及一种超精密模具加工方法及超精密模具。一种超精密模具加工方法，包括S1：确定位置；S2：确定配合结构；S3：部件加工；S4：工装治具加工；S5：模腔和销孔加工；S6：拆卸；S7：组装。超精密模具，包括下模和上模，下模的上端为两度圆锥柱，下模上开设有下模腔，上模包括上模套和上模内腔，上模套开设有圆柱孔和两度锥孔，上模套与上模内腔过盈连接，上模内腔与圆柱孔和两度锥孔同轴，上模套的两度锥孔与下模的两度圆锥柱通过锥面配合连接，上模内腔上开设有上模腔，上模腔和下模腔闭合形成模腔。上下模锥面合模起到精定位作用，模腔一次加工出来，位置精度几乎为零，满足了技术要求，提高了浇铸质量。

摘要： 一种在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中判断加工机构的方法，其特征在于，超精密复合加工装置（100）具有：用于粗削被加工件的电磁波加工机构（10）、用于对粗削过的所述被加工件施行精密加工的精密机械加工机构（30）、以及用于在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状的形状测量机构（50），在加工机构的判断中，基于微细加工物的立体形状模型的信息、与在微细加工物的制造时从被加工件去除的去除体积有关的信息；以及，与电磁波加工机构（10）的去除加工时间有关的数据及与精密机械加工机构（30）的去除加工时间有关的数据，进行是使用电磁波加工机构（10）或者是精密机械加工机构（30）的判断。

摘要： 一种加工用数据的制作方法，是制作在从被加工件制造微细加工物的超精密复合加工装置（100）中使用的加工用数据的方法，超精密复合加工装置具有：电磁波加工机构（10），用来将被加工件粗切削；精密机械加工机构（30），用来对粗切削后的被加工件实施精密加工；形状测量机构（50），用来在电磁波加工机构（10）及精密机械加工机构（30）的使用时测量被加工件的形状；在加工用数据的制作时，使用：与被加工件的形状对应的原形状的信息；与被电磁波加工机构从被加工件除去的形状对应的粗切削形状的信息的信息；以及设想对原形状设置粗切削形状的情况的电磁波加工后的立体形状模型；基于通过对电磁波加工后的立体形状模型以切片的方式部分地切取得到的多个切片切取部的信息进行电磁波加工用数据的制作。

摘要： 本发明涉及模具制造技术领域，特别涉及一种超精密模具加工方法及超精密模具。一种超精密模具加工方法，包括S1：确定位置；S2：确定配合结构；S3：部件加工；S4：工装治具加工；S5：模腔和销孔加工；S6：拆卸；S7：组装。超精密模具，包括下模和上模，下模的上端为两度圆锥柱，下模上开设有下模腔，上模包括上模套和上模内腔，上模套开设有圆柱孔和两度锥孔，上模套与上模内腔过盈连接，上模内腔与圆柱孔和两度锥孔同轴，上模套的两度锥孔与下模的两度圆锥柱通过锥面配合连接，上模内腔上开设有上模腔，上模腔和下模腔闭合形成模腔。上下模锥面合模起到精定位作用，模腔一次加工出来，位置精度几乎为零，满足了技术要求，提高了浇铸质量。

摘要： 本发明属于本发明属于光学测量和加工技术领域，涉及一种基于柔性测头的超精密原位测量装置，包括柔性测头、传像光纤、耦接镜、高精密转台和光学三维测量系统，所述柔性测头被置于高精密转台上，其中心位于转台的旋转轴的轴线上，柔性测头采集的被测面图像，依次通过传像光纤、耦接镜被传送至光学三维测量系统。本发明同时提供一种利用该测量装置实现的超精密加工方法。本发明的测量装置，可以延长并缩减光学测量系统，并且能够实现大曲率面形的测量和超精密加工补偿。

摘要： 本发明公开了一种基于复合切削的超精密加工方法，包括以下步骤：开启冷却液，利用硬质合金刀具对工件进行精密车削，把工件表面切平；开启超声波椭圆振动装置，进行超声波椭圆振动切削；同时利用低温微量润滑装置对金刚石刀具的刀尖喷射冷却液；利用金刚石刀具对硬质合金切平工件进行半精密车削；开启超声波椭圆振动装置，由超声波椭圆振动装置进行超声波椭圆振动切削；同时利用低温微量润滑装置对金刚石刀具的刀尖喷射冷却液；利用金刚石刀具对半精密车削工件进行精密加工，最终完成精加工。本发明是基于低温微量润滑与椭圆振动复合切削的超精密加工方法，适用于对纯铁类高塑性材料的超精密加工。

摘要： 本发明涉及一种超精密加工及超精密测量仪器用陶瓷导轨及其制备方法，由以下重量百分含量的原料组成：氧化铝97.5‑98.8％，纳米氧化铝1‑2％，氧化镁0.1‑0.3％，二氧化硅0.1‑0.2％。本发明体积密度低，硬度高、强度高、弹性模量大，热膨胀系数低，在超精密测量和加工领域具有独特的优势，能满足超精密工作台对结构材料的要求；本发明同时提供了简单易行的制备方法，适合工业化生产。

摘要： 本发明属于光学测量和加工技术领域，涉及一种基于柔性测头的超精密原位测量装置，包括柔性测头、传像光纤、耦接镜、高精密转台和光学三维测量系统，所述柔性测头被置于高精密转台上，其中心位于转台的旋转轴的轴线上，柔性测头采集的被测面图像，依次通过传像光纤、耦接镜被传送至光学三维测量系统。本发明同时提供一种利用该测量装置实现的超精密加工方法。本发明的测量装置，可以延长并缩减光学测量系统，并且能够实现大曲率面形的测量和超精密加工补偿。