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1、摘要：Cu,Al這兩種金屬及其合金對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不陌生，在我們的日常生活用品中，工廠，工件工藝品以及國(guó)家電力電網(wǎng)，航空航天等領(lǐng)域都有銅，鋁的身影。不可否認(rèn)的是，這兩種金屬對(duì)我們的生活生產(chǎn)有著很重要的影響。但就這兩種金屬而言，在自然界中總是以他們的化合物形式存在。隨著工業(yè)化的推進(jìn)，Cu化合物，Al化合物的形式越來(lái)越多樣化，精度要求也越來(lái)越高，于是，對(duì)這些金屬化合物的加工方法逐漸向著精密與超精密方向發(fā)展。正文：Cu,Al及合金的精密與超精密加工方法的新展Cu更Al在自然界是廣泛分布的，而Al是自然界中分布第二廣的金
2、屬，由于其化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在外界總是以化合物的形式存在，Al2Co3,AlCl3,...都是其廣泛存在的形式。Al還具有密度輕，導(dǎo)電性良好的特點(diǎn)，因此應(yīng)用范圍很大。在輕工業(yè)，有日用五金，家用電器；在電氣行業(yè)，有高壓輸電線，變壓器線圈，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；在電子行業(yè)的電視機(jī)，收音機(jī)，機(jī)械制造業(yè)、汽車行業(yè)、冶金行業(yè)、建筑行業(yè)、包裝材料也有很多應(yīng)用。而Cu的化學(xué)性質(zhì)不活潑，接近于惰性金屬，但在自然界中也總是以化合物的形式存在。在空氣中放一段時(shí)間，和鋁一樣，在其表面也有一層致密的氧化膜。Cu以其很好的導(dǎo)電性，良好的延展性以
3、及耐腐蝕性，在輸電線，印刷版，船舶上有很大的應(yīng)用。正是由于這些金屬合金的廣泛運(yùn)用，因此其材料加工的精密程度就備受關(guān)注。一直以來(lái)，像銅，鋁這樣的金屬材料可以用金剛石刀具切削，電化學(xué)加工法來(lái)溶解，氧化金屬氧化物表面，使金屬及其合金表面獲得更高的加工精度。眾所周知，精密加工通常是指加工精度在0.1~1ｕｍ，加工表面粗糙度Ｒａ在０.０２～０.１ｕｍ之間的加工方法稱為精密加工，而將加工精度高于０。１ｕｍ，加工表面粗糙度Ｒａ小于０.０１ｕｍ的加工方法稱為超精密加工。比如銅及其合金的加工已經(jīng)高度自動(dòng)化，稱為現(xiàn)代化大工業(yè)的重
4、要組成部分。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，銅的真空熔煉與鑄錠方法可以生產(chǎn)電真空無(wú)氧銅、鎳合金、含有易氧化燒損的銅合金?！》钦婵崭袘?yīng)熔煉、臥式連續(xù)鑄造加工技術(shù)近十年來(lái)有巨大發(fā)展，主要表現(xiàn)為臥式連鑄錫磷青銅的生產(chǎn)工藝。在特殊加工技術(shù)中，高精度異形銅帶，內(nèi)氧化彌散強(qiáng)化無(wú)氧銅，大面積雜斷面異形鑄造技術(shù)的發(fā)展就是現(xiàn)代銅加工技術(shù)精密化方向的展現(xiàn)?？v觀國(guó)內(nèi)外40多年超精密機(jī)床發(fā)展史，可以總結(jié)出兩大特點(diǎn)：一是大學(xué)和研究所保持著對(duì)超精密機(jī)床研究的持續(xù)熱情，對(duì)高技術(shù)進(jìn)行超前研究，對(duì)超精密機(jī)床產(chǎn)業(yè)化和商品化起著推動(dòng)的作用；二是超精密機(jī)床的模塊化、
5、系統(tǒng)化是其進(jìn)入市場(chǎng)的重要技術(shù)手段。當(dāng)今超精密機(jī)床技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：技術(shù)上不斷朝著加工的極限方向發(fā)展，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；功能上向加工檢測(cè)補(bǔ)償一體化方向發(fā)展；結(jié)構(gòu)上向多功能模塊化方向發(fā)展；功能部件上向新原理、新方法、新材料應(yīng)用方面發(fā)展，總體來(lái)講是向極限制造技術(shù)方面發(fā)展。新理論、新原理、新觀點(diǎn)、新方法及新技術(shù)在超精密機(jī)床中的應(yīng)用1在機(jī)床結(jié)構(gòu)方面為了增加超精密機(jī)床的靜剛度和動(dòng)剛度，一些超精密機(jī)床采用很特殊的結(jié)構(gòu)，例如三角棱形立式結(jié)構(gòu)的超精密磨床是為了超大直徑(φ400mm)硅片研
6、磨加工設(shè)計(jì)的，改變了傳統(tǒng)的龍門式結(jié)構(gòu)在重的加工負(fù)載下容易產(chǎn)生俯仰和偏擺變形的缺點(diǎn)。近年來(lái)采用多自由度并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增大了機(jī)床的剛度。2超精密主軸和導(dǎo)軌在傳統(tǒng)空氣靜壓和液體靜壓軸承的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制節(jié)流量反饋方法來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)控制從而提高軸承的剛度。磁懸浮主軸技術(shù)，永磁、電磁和氣浮結(jié)合的控制方案也一直在研究中。多孔材料的氣浮軸承可以提高氣浮軸承的剛度。液體靜壓軸承具有剛度高、動(dòng)態(tài)特性好等特點(diǎn)，但發(fā)熱是其致命的弱點(diǎn)，水靜壓軸承的研制正是針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行的。與油靜壓軸承相比，這種軸承的優(yōu)點(diǎn)是軸承發(fā)熱較小，適
7、合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且沒(méi)有污染，特別適合硅片加工等行業(yè)。3超精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)精密滾珠絲杠是超精密機(jī)床驅(qū)動(dòng)采用的常規(guī)方式，但是這種方式存在許多缺點(diǎn)，限制了運(yùn)動(dòng)精度的進(jìn)一步提高。為此，氣浮絲杠和液體靜壓絲杠在一些日本研制的超精密機(jī)床上得到了應(yīng)用，但是采用這種傳動(dòng)方式的零件加工工藝極其復(fù)雜，限制了其應(yīng)用。摩擦驅(qū)動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)反向間隙等特點(diǎn)，在一些輕載、低速的超精密加工設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備上得到了應(yīng)用。近年來(lái)，直線電機(jī)在超精密加工設(shè)備的驅(qū)動(dòng)上得到了廣泛的應(yīng)用，也成為一個(gè)趨勢(shì)。直線電機(jī)采用無(wú)機(jī)械減速系統(tǒng)的無(wú)摩擦直接驅(qū)動(dòng)方式，適合
8、高精度、高分辨率、高速等場(chǎng)合。4超精密加工的誤差建模與補(bǔ)償技術(shù)5超精密機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)然，需要我們冷靜下來(lái)思考的問(wèn)題是：我國(guó)超精密加工設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平的差距超精密加工設(shè)備的研制目前在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，還沒(méi)有形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)，在超精密加工設(shè)備以及超精密加工工藝技術(shù)等方面，國(guó)內(nèi)各個(gè)單位各有特點(diǎn)，相互之間進(jìn)行深層次交流還存在著一定的障礙。一直以來(lái)西方國(guó)家對(duì)中國(guó)超精密加工設(shè)備處于禁運(yùn)狀態(tài)，正是在這種情況下國(guó)
