精密制造技術

一、技術概述 
     精密制造技術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亞微米級的生產技術總稱。它是近凈成形與近無缺陷成形技術、超精密加工技術與超高速加工技術的綜合集成。
    近凈成形與近無缺陷成形技術改造了傳統的毛坯成形技術，使機械產品毛坯成形實現由粗放到精化的轉變，使外部質量作到無余量或接近無余量，內部質量作到無缺陷或接近無缺陷，實現優質、高效、輕量化、低成本的成形。該項技術涉及到鑄造成形、塑性成形、精確連接、熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業領域。
    超精密加工技術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，以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0．01µm的加工技術，亦稱之為亞微米級加工技術，且正在向納米級加工技術發展。
    超精密加工技術主要包括：超精密加工的機理，超精密加工的設備制造技術，超精密加工工具及刃磨技術，超精密測量技術和誤差補償技術，超精密加工工作環境條件。
    超高速加工技術是指采用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。
    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300m/min，鈦合金達150～1000m/min，纖維增強塑料為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。
    超高速加工技術主要包括：超高速切削與磨削機理，超高速主軸單元制造技術，超高速進給單元制造技術，超高速加工用刀具與磨具制造技術，超高速加工在線自動檢測與控制技術等。 
     二、現狀及國內外發展趨勢 
     1．技術發展趨勢
    近凈成形與近無缺陷成形技術在下世紀初有以下發展趨勢：
    （1）近凈成形技術生產的成形件精度會進一步提高，可以做出形狀更加復雜的成形件，更加接近于凈成形。
    （2）近凈成形技術會不斷有新發展，一方面原來的工藝方法會得到不斷改進提高，另一方面綜合利用各種成形手段會出現新的復合成形新工藝。
    （3）隨著新材料的出現，不少材料用傳統加工方法很難加工，從而推動了新材料近凈成形技術的發展。
    （4）計算機的發展、非線性問題計算方法的發展，推動了非線性有限元等技術發展，使數值模擬技術由學校、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一步向微觀的組織模擬和質量預測方向發展。
    （5）解決自動化大批量生產與用戶對產品個性化要求的矛盾，生產過程的柔性化將會得到發展。
    （6）由于高效、節能、節材帶來的材料和資源的節約和有效利用、成形技術和裝備的進步、無污染工藝材料的采用，使成形技術由污染大戶轉變為清潔生產技術。
    超精密加工技術的發展趨勢是：向更高精度、更高效率方向發展；向大型化、微型化方向發展；向加工檢測一體化方向發展；機床向多功能模塊化方向發展；不斷探討適合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世紀初十年將是超精密加工技術達到納米加工技術的關鍵十年。
    在超高速加工技術中，刀具材料已從碳素鋼和合金工具鋼，經歷高速鋼、硬質合金鋼、陶瓷材料，發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新而從以前的12m/min提高到1200m/min