Chapter精密超精密加工技术概论资料讲解.ppt

* 英国Tetraform 新概念磨床 英国国物理实验室(NPL) K.Lindsey 1991年提出的正四面体(Tetraform)新概念磨床，开发和研制的第一台Tetraform-1型四面体结构立轴超精密磨床原型机，其由6个柱连接4个支持球构成一个罐状的四面体，静刚度为10 N/nm，加工精度可达1 nm以上。 Cranfield 大学于1997年开始设计和开发更为先进的Tetraform‘C’型磨床。 * 英国Cranfield Precision Engineering 超精密磨床 英国Cranfield 大学与Cranfield Precision Engineering公司有限公司联合，又研制成功一种新型的硅片超精密磨床。 * 日本 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。 * 测量技术方面 广泛采用激光干涉仪、电容式测微仪、莫尔条纹光学尺甚至扫描隧道显微镜等技术实现精密超精密测量。 对于小位移测量，采用电容式测头的分辨率可做到0.5nm(量程为15μm 时)和0.1nm(量程为5μm)，线性误差小于0.1％； 采用光电子纤维光学测头的分辨率可达到0.5nm(量程为50μm)； 采用扫描隧道显微镜(STM)的分辨率可达到0．01nm(量程为20mm)； X射线干涉仪的分辨率可做到0.003nm(200μm量程时)。 对于大长度测量，外差式激光干涉仪的分辨率可做到1.25nm(量程为2.6m)。 氦氖激光的分辨率可达0.01nm(量程为2m)； 莫尔条纹光学尺的分辨率可做到10nm(量程为1m)，精度为1μm/m。 * 国内 在70年代末期有了长足进步，80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。 北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一，研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等，如精度达0.025μ m的精密轴承、JCS－027超精密车床、JCS－031超精密铣床、复印机感光鼓加工机床等，达到了国内领先、国际先进水平。 航空航天工业部三零三所在超精密主轴、花岗岩坐标测量机等方面进行了深入研究及产品生产。 哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的研究。 清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究，并有相应产品问世。 大连理工大学在精密加工和特种加工技术等研究方向开展了大量研究工作，特别是在硬脆材料超精密加工、多能量复合精密加工、光整加工、磨具型腔镜面加工方面处于国内领先水平。 我国在超精密加工的效率、精度可靠性，特别是规格（大尺寸）和技术配套性方面与国外比，与生产实际要求比，还有相当大的差距。??? * 实验室设备 日本Okamoto公司超精密磨床 * 研究设备和实验条件 投资50万元建设100多平方米的净化实验室净化等级1000级 投资20万元建设的超纯去离子水系统（18MΩ?cm） * 研究设备和实验条件 超精密抛光设备 投资150万元购进美国Cetre公司CMP试验台。 超精密研磨和抛光机 * 先进的表面分析和测量仪器 投资120万元购买的美国Zygo公司NewView 5022 3-D 表面轮廓仪 * 先进的表面分析和测量仪器 德国OEG公司FLATSCAN 750 / 3D型平面度扫描仪 * 先进的分析和测量仪器 日本Olympus公司金相显微镜和体视显微镜 * 2.6 超精密加工技术的发展趋势及其重点发展的关键技术 21世纪初十年将是超精密加工技术达到和完成纳米加工技术的关键十年。超精密加工技术发展趋势是： 向更高精度、更高效率方向发展； 向大型化、微型化方向发展； 向加工检测一体化方向发展； 机床向多功能模块化方向发展； 探讨超精密加工的新原理、新方法、新材料。 * 超精密加工的关键技术 超精密加工的方法和机理 超精密加工的刀具、磨具及刃磨技术 超精密加工装备技术 超精密测量技术和误差补偿技术 超精密加工工作环境建造技术 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情