纳米超精密加工技术

　　进入上世纪90年代以后，超精密铣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。开发超精密铣磨和纳米抛光制造技术较好的公司及机构有：美国M00RE公司、英国的TAYL0R、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、航天303所等单位。北京机床研究所生产的超精密机床的主轴精度可达到20-50nm，刚度可达到350N/μm；溜板直线性≤0.1μm/200mm；车铣表面加工件表面粗糙度值最好可以小于1nm；运动系统分辨率为纳米级；哈尔滨工业大学研制的超精密机床型号为HCM，主轴精度≤50nm，径向刚度220N/μm，轴向刚度160N/μm，导轨z向(主轴)直线度≤0.2μm/100 mm，X向(刀架)直线度≤0.2μm/100mm，X、Z向垂直度≤1"，加工工件精度形面精度(圆度)≤0.1μm。

表2　国外具有代表性的英国TAYL0R公司的系列纳米加工设备

 

 

超精密加工机床的关键部件
　　超精密加工机床是超精密加工最重要、最基本的加工设备。超精密加工对超精密机床的基本要求如下：
⑴ 高精度。包括高的静精度和动精度。主要性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度以及分辨率等。
⑵ 高刚度。包括高的静刚度和动刚度。除本身刚度外，还要考虑接触刚度，及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统工程刚度。
⑶ 高稳定性。在规定的工作环境下和使用过程中能长时间保持精度，具有良好的耐磨性、抗振性等。
⑷ 高自动化。为保证加工质量一致性，减少人为因素影响，采用数控系统实现自动化。 字串9

超精密机床的主轴部件
　　主轴部件是保证超精密机床加工精度的核心。超精密加工对主轴的要求是极高的回转精度，转动平稳，无振动。目前主要采用液体静压轴承和空气静压轴承，磁悬浮轴承主轴处于研究阶段。
机床总体布局及精密导轨部件
超精密机床主要用于加工反射镜等盘形零件，一般不需要后顶尖，因此在总体布局上比较简单。常见的超精密机床的总体布局有下面几种：
　　T形布局；
　　十字形布局；
　　R-θ布局；