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精密微小型數控機床和微型工廠--微細加工設備概念

日期：2009年09月27　來源：本站原創(chuàng)　關鍵字：機床電器
隨著科學技術的不斷發(fā)展，世界各國在軍事、航天、宇宙探測、微納米技術等領域的競爭日益加�。�微小型化技術已經成為現代科技研究的重要前沿。微細加工技術是／僵小型化技術的基礎技術。廣義上講，機床電器微細加工技術是指所有制造微小尺寸零件的加工技術。
微小型化桂術領域，機床電器依據微機械特征尺寸可將其劃分為lnm—lgm的納米機械、lgm—Imm的微型機械和1—100mm的小型機械，相應地依據零件特征尺寸可分為納米尺度(o．I—t00am)、微米尺度(100nm～100}．tm)和介于宏微之間的中間尺度(100f．tm~10mm)。傳統(tǒng)精密機械制造技術所涉及的零件特征尺寸一般在腳級以上，微米和中間尺度加工涉及的微小零件特征尺寸一般在10gm~10mm范圍。因而微米和中間尺度機械制造技術是指覆蓋微米和中間尺度范圍，填補傳統(tǒng)精密加工技術與MEMS技術之間空白的，具有較高相對精度的精密31)微小零件的制造技術。圖5-25所示為各種加工技術的相對精度。
在20世紀90年代以前，大多數微小型化技術的研究主要集中于MEMS技術，由于其衍生于律電子技術，因而由半導體集成電路制作工藝發(fā)展而來的工藝方法是微細加工的主流技術，機床電器并且以多晶硅、單晶硅、氧化硅和二氧化硅等硅基材料，或鋁、銅等金屬為對象，進行怕單的二維或二維半幾何形狀加工。近年來，民用和國防等領域對各種微小型化產品的需求懷斷增加，對檄小裝置的功能、結構復雜程度、可靠性等要求也越來越高，從而使得能夠采用更廣泛的工程材料、特征尺寸在pm級到mm級的精密三維(3D)微小零件的需求日益迫陽。因此，開發(fā)經濟上可行的、能夠加工3D幾何形狀和多樣化材料的微細加工技術具有重要意義。 
第一批微細切削加工設備是美國在20世紀60年代末開發(fā)的，機床電器主要用于加工光學零件表面，并由此誕生了超精加工技術。檄細切削所采用的設備主要是常規(guī)精密和超精密機床。如年代以來，人們逐漸認識到機床的微小型化有利于許多誤差的縮小，包括熱變形等與體積有關的因素導致的誤差等，而機床運動精度與旋轉精度卻不會固體積變小而受到影響。同時，機床執(zhí)行件的微小型化，使得運動部件的慣性減小，容易達到高速加工和高精度、高剛度的運動控制，這又將提高精度、質量和生產效率，節(jié)省能源、空間和資源。因此，研究開發(fā)與所加工零件尺寸相稱的微小型化機床(Micro／Meso-ScaleMachineT001)及其系統(tǒng)逐漸被提到研究日程上來。

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