精密制造技術(shù)
一、技術(shù)概述
精密制造技術(shù)是指零件毛坯成形后余量小或無余量、零件毛坯加工后精度達(dá)亞微米級(jí)的生產(chǎn)技術(shù)總稱。它是近凈成形與近無缺陷成形技術(shù)、超精密加工技術(shù)與超高速加工技術(shù)的綜合集成。
近凈成形與近無缺陷成形技術(shù)改造了傳統(tǒng)的毛坯成形技術(shù)，使機(jī)械產(chǎn)品毛坯成形實(shí)現(xiàn)由粗放到精化的轉(zhuǎn)變，使外部質(zhì)量作到無余量或接近無余量，內(nèi)部質(zhì)量作到無缺陷或接近無缺陷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、輕量化、低成本的成形。該項(xiàng)技術(shù)涉及到鑄造成形、塑性成形、精確連接、熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業(yè)領(lǐng)域。
超精密加工技術(shù)是指被加工零件的尺寸精度高于0．1µm，表面粗糙度Ra小于0．025µm，以及所用機(jī)床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0．01µm的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級(jí)加工技術(shù)，且正在向納米級(jí)加工技術(shù)發(fā)展。
超精密加工技術(shù)主要包括：超精密加工的機(jī)理，超精密加工的設(shè)備制造技術(shù)，超精密加工工具及刃磨技術(shù)，超精密測(cè)量技術(shù)和誤差補(bǔ)償技術(shù)，超精密加工工作環(huán)境條件。
超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進(jìn)給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。
超高速加工的切削速度范圍因不同的工件材料、不同的切削方式而異。目前，一般認(rèn)為，超高速切削各種材料的切速范圍為：鋁合金已超過1600m/min，鑄鐵為1500m/min，超耐熱鎳合金達(dá)300m/min，鈦合金達(dá)150～1000m/min，纖維增強(qiáng)塑料為2000～9000m/min。各種切削工藝的切削速度范圍為：車削700～7000m/min，銑削300～6000m/min，鉆削200～1100m/min，磨削250m/s以上等等。
超高速加工技術(shù)主要包括：超高速切削與磨削機(jī)理，超高速主軸單元制造技術(shù)，超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)，超高速加工用刀具與磨具制造技術(shù)，超高速加工在線自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)等。
二、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
1．技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
近凈成形與近無缺陷成形技術(shù)在下世紀(jì)初有以下發(fā)展趨勢(shì)：
（1）近凈成形技術(shù)生產(chǎn)的成形件精度會(huì)進(jìn)一步提高，可以做出形狀更加復(fù)雜的成形件，更加接近于凈成形。
（2）近凈成形技術(shù)會(huì)不斷有新發(fā)展，一方面原來的工藝方法會(huì)得到不斷改進(jìn)提高，另一方面綜合利用各種成形手段會(huì)出現(xiàn)新的復(fù)合成形新工藝。
（3）隨著新材料的出現(xiàn)，不少材料用傳統(tǒng)加工方法很難加工，從而推動(dòng)了新材料近凈成形技術(shù)的發(fā)展。
（4）計(jì)算機(jī)的發(fā)展、非線性問題計(jì)算方法的發(fā)展，推動(dòng)了非線性有限元等技術(shù)發(fā)展，使數(shù)值模擬技術(shù)由學(xué)校、研究單位走向工廠，將廣泛用于成形工藝分析，并且將由宏觀模擬進(jìn)一步向微觀的組織模擬和質(zhì)量預(yù)測(cè)方向發(fā)展。
（5）解決自動(dòng)化大批量生產(chǎn)與用戶對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化要求的矛盾，生產(chǎn)過程的柔性化將會(huì)得到發(fā)展。
（6）由于高效、節(jié)能、節(jié)材帶來的材料和資源的節(jié)約和有效利用、成形技術(shù)和裝備的進(jìn)步、無污染工藝材料的采用，使成形技術(shù)由污染大戶轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵣a(chǎn)技術(shù)。
超精密加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：向更高精度、更高效率方向發(fā)展；向大型化、微型化方向發(fā)展；向加工檢測(cè)一體化方向發(fā)展；機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；不斷探討適合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世紀(jì)初十年將是超精密加工技術(shù)達(dá)到納米加工技術(shù)的關(guān)鍵十年。
在超高速加工技術(shù)中，刀具材料已從碳素鋼和合金工具鋼，經(jīng)歷高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷材料，發(fā)展到人造金剛石及聚晶金剛石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（CBN）；切削速度亦隨著刀具材料創(chuàng)新而從以前的12m/min提高到1200m/min |
