機械加工的超精密化和加工機械的微型化

摘 要：現如今我國機械行業正處于高速發展階段，機械在加工過程中需要嚴格的操作程序，確保日常生活中的正常使用。超精細加工與加工機械微型化加工是機械加工過程中的重要組成部分，能有效提升機械的正常使用壽命，因此超精密加工與加工機械的微型化加工質量直接影響著機械的質量。本文將對在機械加工過程中超精細與加工機械微型化進行研究與探討。

關鍵詞：超精密加工；機械加工技術；加工密度；表面粗糙度

前言

機械加工過程中超密度化技術是美國在60年代初期用單刃金剛石車刀鏡面削鋁合金和無氧銅開始的，在四十年的使用過程中此項技術取得了驚人的成就。近幾年超密度加工正從亞微米級向納米級發展，在發展過程中相關技術人員應積累相關經驗，使機械加工超精密化與微型化得到快速發展并，并應用在實際機械生產過程中，使機械加工行業獲取優良技術。

1 超精密加工與現代科學技術

超精密加工技術的主要體現在機場的使用中，因此機床的制造與研究直接影響機械超密度加工質量。目前美國、英國、日本三個國家在超密度加工行業處于領先位置，三個國家中超密度加工設備水平較高，而且被廣泛的使用在商業化生產過程中。并取得了優異的成績。

美國Union Carbide公司在1962年利用半球車床研制出機械超密度技術，主要在機床中加入金剛石進行超精密鏡面切割技術，在球形及半球形加工過程中可充分使用此項技術[1]。

美國Moore Nanotechnologe Sestem公司生產的超精密金剛石車床Nanotech250UPL，此項技術代表著納米加工機床的發展水平。利用天然黑化崗巖作為機床的整體機構，采用激光全息式直線移動設備作為控制系統的全閉環控制系統，并運用PC與Windows結合運動控制系統，將線性通過高科技編程技術控制在1nm，并將其旋轉密度控制在0.0100001范圍之內，研究過程中嚴格控制鋁合金加工工件的加工密度，眾所周知在機械加工中鋁合金成為常用的加工工件，并廣泛的使用在生產工作中，因此鋁合金加工密度的控制直接影響著機械加工質量，因此相關部門規定鋁合金加工工件的密度控制在P-V值小于等于0.0125um以內，其表面粗糙程度控制在Ra2.0um以內，嚴格保證鋁合金技工技術。

2 精密度加工與加工微型化研究

2.1 機械精密度切削過程

在機械精密度加工過程中切削工藝是重要的部分，在工件生產結束后，利用金剛石進行工件切削流程，現如今我國切削工藝以達納米級，納米級切削工藝能確保工件切削的完美程度[2]。機械工件在切削過程中應把切削工件視為分子的集合體，充分考慮到分子之間產生的相互作用，利用分子作用進行切削工作。切削工作在操作前期，應對工件的使用去向進行詳細了解，工件切削程序結束后進行打磨流程，完成各項工作流程后，工件將使用在生產建筑方面，因此切削過程尤為重要，在切削過程中要保證工件按照要求的形狀完成作業，確保切削工件的完整程度。

機械切削工藝往往是在機床控制完成，在機床操作前期應對切削工件進行前期設計，其中主要包括切削工件的形狀及大小，因此加工機床應與現代高科技技術相融合，加入先進的電子計算機設備，在機床使用過程中充分利用電子技術使切削工藝達到完成程度。工件在切削過程中，應嚴格控制機床移動的速度，其速度直接影響工件周邊完美程度，避免周邊出現粗糙現象。機床移動速度應使用電子計算機技術控制，按照工件加工要求調制機床移動速度，不僅提升工件的精密度，同時大量減少切削過程中人工操作的現象，從而顯著提升機械生產企業的經濟效益，同時帶動我國機械加工行業發展。

2.2 機械工件的研磨過程

機械工件的研磨過程中對精密度加工要求較高，機械工件的研磨直接影響著工件的使用。工件在經過切削流程后，便進入研磨流程，研磨流程主要降低工件表面粗糙現象，以及工件切削過程中周邊出現的粗糙現象。以往研磨作業是將工件表面進行研磨與拋光完成打磨工序，其主要缺點是工作效率低，在操作過程中需要投入大量的人力進行操作，直接影響著研磨工藝的生產效益。傳統研磨工藝對加工工件結構具有一定的局限性，非球面及復雜工件加工過程中傳統研磨工藝發揮不出作用。針對這一現象的發生，日本在現有工藝的基礎上研發出延展性狀態磨削工藝，并成功使用在研磨工作中，使工件獲得無痕光滑的表面。

磨削工藝在加工過程中，利用金剛石砂輪進行循環式磨削流程。磨削前期應對工件的大小及形狀進行充分了解，并在機床電子計算機設備中調制出相應數據，確保在磨削過程中將機床上的金剛石置于工件表面，此項工藝操作過程中研究出現金剛石磨削面小于工件表面的現象，如發生此類現象將影響工件磨削工藝的操作過程，嚴重時將影響工件日后的正常使用。研磨工藝在操作過程中，應嚴格按照相關流程進行操作，通過電子計算機設備嚴格控制工件研磨時間，研磨過程中應對工件表面進行反復修正加工。工件在機床研磨工序結束后，相關人員應對工件表面進行嚴格檢查，如檢查過程中發現工件表面仍有粗糙現象，應及時將工件進行二次研磨，研磨工藝主要作用是確保工件表面呈現出光滑現象。

3 機械加工的微型化

在機械加工過程中微型化技術被廣泛使用，其優點是在機械加工過程能有效減少原材料的使用量，降低機械企業成本開支，微型化屬于小型設備，對操作環境不設局限性，并可較少操作環境的占地面積，因此在機械技工過程中微型化設備備受工業企業的青睞。微型化設備最早起源于日本，微型化設備在研制過程中融入了大量的先進技術，在機械工件加工過程中能夠提供方便條件。

微型化設備在使用過程中有著嚴格操作流程，當加工工藝達到納米技術時，就應充分使用微型化技術進行微系統設計技術[3]。微型化設備一般控制在幾厘米或是更小的小型裝置，具有獨立的智能系統，傳感器、作動器、微能源是微型設備的重要組成部分。

微型化設備設備主要使用在尺寸較小的工件加工中，尺寸較小的工件需要高含量的加工技術，一般加工設備達不到加工工件的完美度，因此在小工件加工過程中應充分使用微型化設備[4]。傳統小工件在切割工程中存在嚴重的尺寸誤差現象，并且在切割結束時不能有效的進行工件表面研磨工藝，而使用微型化設備可避免出現尺寸誤差現象。在小工件研磨過程中，微型化設備可使工件表面達到平整光滑程度。

4 結束語

現如今我國機械行業正處于高速發展階段，工業企業對社會經濟發展起著重要作用，因此在機械加工過程中應充分利用現代高科技技術，超精密度與微型化設備對機械行業發展有著決定性因素，因此在機械加工工程中應充分利用超精密度設備與微型化設備，推動我國機械行業的發展步伐。

參考文獻

[1]王加春.基于微納米摩擦學的超精密加工技術研究進展[J].燕山大學學報，2012，5（2）：101-201.

[2]劉志平.精密和超精密加工技術的發展現狀與渴望[J].機械管理開發，2013，6（1）：25-69.

[3]王玲玉.機械加工在生產過程中微型化的重要作用[J].中國機械發展，2013，9（5）：78-96.

[4]李志平.機械加工過程中超密度與微型化之間重要應用[J].中國經濟發展，2012，5（3）：210-305.