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1、超精密加工的发展和展望精密和超精密制造工程是适应前沿高技术发展需求而发展起来的。它是一个国家重要经济和技术实力的体现，是其它高新技术实施的基础。超精密制造技术是当前各个工业国家发展的核心技术之一,各技术先进国家在高技术领域（如国防工业、集成电路、信息技术产业等）之所以一直领先，与这些国家高度重视和发展超精密制造技术有极其重要的关系。超精密制造技术是随着测量技术的发展而发展的。Renishaw.Heidenhain及SONY等公司发展了分辨率均可以达到1nm的测量元件;美国HP公司、英国Taylor.美国zygo等公司的测量
2、仪器均可以满足纳米测量的需求。超精密制造技术在国际上已经得到广泛应用。与国防工业有关的如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件、被送入太空的哈勃望远镜（HST）、飞机发动机转子叶片等；与集成电路（IC）有关的硅片加工（要求硅片的加工表面粗糙度Ra—般小于2nm,精度要求达0.1nm）:此外光刻设备和硅片加工设备的精度要求到亚微米和纳米级。仪表的精度、激光陀螺仪的平面反射镜的精度、红外制导的反射镜等，其表面粗糙度均要求达到纳米级。另外，光学非球曲面零件面形制造精度要求已达入/（30—50）,表面粗糙度要求WO.5nmo1＞超精密制造
3、技术的发展状况1962年美国UnionCarbide公司研制出首台超精密车床。在美国能源部支持下，LLI实验室和Y—12X厂合作，与1983年成功地研制出大型超精密金刚石车床(DTM—3型)。该机床可加工直径02100mm,多路激光干涉测量系统分辨率为2.5nmo1984年，LLL实验室成功地研制出L0DTM大型金刚石车床。该机床可加工的最大直径为C1625mmx500mm,重量1360kg。采用的双频激光测量系统分辨率为0.7nm,其主轴静态精度为：径向跳动W25nm,轴向窜动^51nmoLLL实验室这两台机床是目前公认
4、的国际上水平最高的超精密机床。CUPE(CranfieldUnitforPrecisionEngineering)研制的Nanocenter超精密车床已批量生产，其主轴精度W50nm,加工工件的面形精度W0.1
5、1moTaylor公司兼并了Pneumo公司以后，批量生产Nanoform250超精密车床，产品占据了国际超精密加工很大部分应用市场，是技术领先的产品。进入90年代以后，超精密铳磨和抛光技术在几个发达国家竞相发展，个别实验室可以达到很高的水平，特别是其中包含的纳米制造技术，受到很大的关注。开发超精密铳磨和纳米拋光制
6、造技术较好的公司及机构有：美国MOORE公司、英国的TAYLOR、德国的ZEISS、LOH、SCHNEIDER.日本的NACHI、TOSHIBA.荷兰的PHILIP等。国内有许多单位在从事研究和生产超精密加工设备和仪器，如：北京机床研究所、清华大学、长沙国防科技大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、303所等单位。北京机床研究所生产的超精密机床特点是：主轴性能好，精度可以达到20-50nm,刚度可以达到350N/pm;溜板直线性W0.1m/200mm;加工件表面粗糙度值小，车铳表面精度可以小于1nm;运动系统分辨率高，可以达
7、到纳米级；商品化程度高。机床类型包括：JCS—027超精密车床、NAM—800超精密车床、SQUARE300超精密铳床和SPHERE200超精密球面加工机床等。哈尔滨工业大学研制的超精密机床型号为HCM,主轴精度W50nm,径向刚度220N/
8、im,轴向刚度160N/^m,导轨Z向（主轴）直线度^0.2nm/100mm,X向（刀架）直线度W0.2口m/100mm,X、Z向垂直度W1”，加工工件精度形面精度（圆度）W0.超精密制造技术将沿着三个方向发展：（1）在尖端技术和产品的需求下，开拓新的加工机理，进入到纳米级和亚纳米级
9、加工精度。（2）在国民经济发展和人民生活水平提高的需求下，进入国民经济主战场,提高国家的经济实力。如汽车制造、计算机、通信网络、光盘、家用电器等均紧密依赖于超精密制造技术的支持。（3）现代制造技术的发展，学科交叉、复合加工技术的特点日益突出，精密加工和超精密加工不仅作为一门独立的学科发展，而且会以更多的交叉学科形式出现,甚至形成新的学科。例如：精密特种加工技术、纳米制造技术等就包含了多种学科。超精密制造技术的发展将促进国民经济主要领域和高技术各相关领域的发展。2.超精密加工机床关键技术1机床系统总体综合设计技术超精密机床尖
10、端的设计、制造技术已升华到一种艺术境界，非常规方法能及。常规机床在设计与制造等技术环节上要求相对较低，而超精密机床各环节基本都处于一种技术极限或临界应用状态，哪个环节考虑或处理不周就会导致整体失败。因此，设计上需对机床系统整体和各部分技术具有全面、深刻的了解，并依可行性，从整体最优出发，周详地进行关联综
