微機械制造中對精密超精密加工技術(shù)的有效應(yīng)用

陳治

（鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇鹽城 224051）

微機械制造中對精密超精密加工技術(shù)的有效應(yīng)用

陳治

（鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇鹽城 224051）

最近幾年，我國的微機電系統(tǒng)和機械零件制造業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展的影響下，呈現(xiàn)出突飛猛進的發(fā)展勢頭。精密超精密加工技術(shù)也對我國的航天、國防和微電子工業(yè)等行業(yè)發(fā)展起到了至關(guān)重要的促進作用。因此，在微機械制造中運用精密超精密加工技術(shù)，不但能夠使我國的微機械零件制造水平得到提升，還能帶動我國微機械制造業(yè)進一步的發(fā)展。

微機電系統(tǒng)；精密超精密加工技術(shù)；微機械制造

隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，我國的工業(yè)發(fā)展水平也越來越高。同時，經(jīng)濟的發(fā)展也給我國的航空和國防領(lǐng)域、電子領(lǐng)域帶來了技術(shù)變革。而技術(shù)的變革又對我國的精密和超精密零件制造技術(shù)要求越來越高。因此，為了滿足工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)制造業(yè)對精密超精密零件的制造要求，在進行超精密零件加工時，還要應(yīng)用微機械技術(shù)，從而確保超精密零件加工技術(shù)的質(zhì)量水平。

1 超精密加工技術(shù)的特點

隨著超精密加工技術(shù)的發(fā)展，人們對于超精密零件的加工尺寸精度要求越來越高。而且，在超精密加工技術(shù)不斷完善和改進的過程中，超精密加工技術(shù)的特點也越來越清晰。

1.1 進化加工原則

超精密加工技術(shù)的進化加工主要分為直接式和間接式2種［1］。直接式進化加工技術(shù)使用的設(shè)備，以及工具精度和工件的精度相比，明顯要低于工件精度，經(jīng)過特殊工藝裝備處理之后，單件、小批量的共建生產(chǎn)適合用直接式的金華加工方式。而間接式進行加工是以直接式進化加工為基礎(chǔ)的，而且和直接式進化加工技術(shù)不同，間接式進行加工更適合進行批量生產(chǎn)。

1.2 應(yīng)用新的加工方法

傳統(tǒng)的切削和磨削方法的局限性隨著工件加工技術(shù)的發(fā)展，變得越來越突出。而且由于這兩種技術(shù)的精度已經(jīng)達到極限，因而在此基礎(chǔ)上無法提升加工技術(shù)的水平。但如果使用超精密加工技術(shù)的話，不僅可以使用特種加工技術(shù)，還能進行復(fù)合加工，不單突破了加工精度的極限，還能提高加工精度的水準。

1.3 利用綜合的制造工藝進行零件加工

使用超精密加工技術(shù)加工零件時，還要對加工零件的材料、加工使用的設(shè)備、加工方法、加工所用的工具等進行綜合考慮，以此保障加工零件的質(zhì)量水平。當然，在這種加工環(huán)境下進行零件加工，也會在一定程度上增加加工技術(shù)的復(fù)雜程度，提高加工的難度。

1.4 超精密加工技術(shù)要與高新技術(shù)相結(jié)合

在采用超精密加工技術(shù)對零件進行加工時，由于加工設(shè)備的投入成本很高，因而一般很少以系列加工的方式進行零件加工，而是有針對性地設(shè)計某一特定產(chǎn)品。因此，超精密加工技術(shù)要和高新技術(shù)聯(lián)合使用，能更好地提高產(chǎn)品設(shè)計的水準，確保零件加工的質(zhì)量水平。

1.5 超精密加工技術(shù)與自動化技術(shù)的有機結(jié)合

在對機械工間進行超精密加工時，除了要使用超精密加工技術(shù)外，還要運用自動化技術(shù)，同時要實現(xiàn)監(jiān)測和控制技術(shù)的自動化，減少工件加工人員使用超精密加工技術(shù)的次數(shù)，防止因為人為因素的影響，降低工件加工的質(zhì)量。

2 精密超精密微機械制造技術(shù)

2.1 超精密微機械的加工設(shè)備技術(shù)

因為超精密微機械制造技術(shù)是促進工業(yè)發(fā)展的有效技術(shù)之一，因而在世界范圍內(nèi)人們對于超精密加工技術(shù)的研究都很重視。而日本的微機械加工設(shè)備技術(shù)一直處于領(lǐng)先水平，比如由日本研制的超精密微機械加工機床，不僅提高了超精密微機械加工設(shè)備技術(shù)的整體水平，還使超精密微機械切削過程中難解的技術(shù)問題迎刃而解［2］。除了日本以外，德國在超精密微機械加工設(shè)備技術(shù)方面的技術(shù)水平也處于國際前沿，比如德國的微切銑削技術(shù)，就被廣泛應(yīng)用到淬火鋼、硬鋁材料的微型零件切削中。而微小型的加工系統(tǒng)也被運用到微小零件的加工中。

和國外微機械加工設(shè)備技術(shù)研究成果相比，我國在微機械加工設(shè)備技術(shù)方面的研究也取得了一定的效果。但我國高校科研單位研究的主要方向是微小制造系統(tǒng)和微小切削技術(shù)。例如，我國哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制出的超精密三軸聯(lián)動數(shù)控銑床，北京理工大學(xué)設(shè)計的車銑加工系統(tǒng)，都提升了我國的超精密微機械加工技術(shù)水平。而且，我國還研發(fā)了微摩擦磨損測試儀，這種測試儀不但能夠檢測出零件磨損的程度，還具備微小型切削功能。

2.2 微切削加工技術(shù)

微切削加工技術(shù)除了有加工工件外，還有刀具微小化。另外，還要在加工零件的過程中，實現(xiàn)加工零件的微小化。當然，制造微小化加工零件也是微切削加工技術(shù)的重要工作內(nèi)容之一。因而，在微切削加工技術(shù)進行研究時，還要認真研究微切削的過程，以便對微切削的機理進行精準把握，進而明確微切削加工的參數(shù)，使微切削加工系統(tǒng)的設(shè)計更加科學(xué)合理，進而提高加工工件和工具的精度，延長加工工件的使用壽命［3］。

微切削作為非線性特征的動態(tài)加工技術(shù)，如果能對其切削過程進行認真研究，還能在很大程度上提升微切削加工過程中的準確性。而且因為微切削過程有一個切削極限，當切削工件時如果達不到最小的切削極限，就很難形成微切削。因此，在對加工工件進行微切削時，還要確保其最小切削極限。另外，不同加工工件的最小微切削極限也不相同，為了確定加工零件的最小切削極限，還要建立相應(yīng)的微切削模型，以保證不同的模型對應(yīng)不同的微切削工件材料。除此以外，影響微切削最小切削極限的因素還包括刀具變形、刀具刃口和刀具磨損等，因而在確定微切削最小切削極限時，也要將這些因素綜合考慮在內(nèi)，以便有效提高微切削最小切削極限的準確性，同時提升微切削的有效性，促進微切削的形成［4］。

3 結(jié)語

精密超精密微機械制造技術(shù)是當前工業(yè)發(fā)展中的一項重要技術(shù)，因此世界各國對超精密機械制造技術(shù)都很重視。但在國內(nèi)外的超精密微機械制造技術(shù)發(fā)展情況對比上，我國的超精密加工技術(shù)和國外的加工制造技術(shù)之間仍有很大的差距。所以，為了減小我國超精密加工技術(shù)與國際超精密加工技術(shù)的差距，我國還要在已有的發(fā)展優(yōu)勢上，借助國外先進的超精密加工技術(shù)設(shè)計理念和方法，對超精密微機械制造系統(tǒng)展開深入研究，降低微小零件的加工制造成本，擴展工件加工材料的范圍，提升我國的微機械產(chǎn)品質(zhì)量，進一步推動我國超精密微機械制造業(yè)的發(fā)展。

［1］鄭穎.超精密微機械制造技術(shù)研究進展［J］.科技風(fēng)，2014（13）：241.

［2］張志華.超精密微機械制造技術(shù)分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（28）：145.

［3］商凌云.超精密微機械制造技術(shù)研究［J］.橡塑技術(shù)與裝備，2016（8）：22-23，37.

［4］楊輝.精密超精密加工技術(shù)在微機械制造中的應(yīng)用［J］.航空精密制造技術(shù)，2006（1）：1-4.

The Effective Application of Precision Ultra Precision Machining Technology in Micro Mechanical Manufacturing

Chen Zhi
（Yancheng Biological Engineering Higher Vocational Technical School，Yancheng Jiangsu 224051）

In recent years,under the influence of the social and economic development,China's micro electromechan?ical system and mechanical parts manufacturing industry presents a rapid development trend.Precision ultra preci?sion machining technology has played a crucial role in promoting the development of China's aerospace,defense and micro electronics industry.Therefore,the use of precision ultra precision machining technology in micro machinery manufacturing,not only can make the level of China's micro machinery parts manufacturing to be improved,but also led to the development of micro machinery manufacturing industry in China.

micro electro mechanical system；precision ultra precision machining technology；micro mechanical man?ufacturing

V261

A

1003-5168（2016）12-0085-02

2016-11-05

陳治（1967-），男，講師，研究方向：機械、機電等。