超精密加工与超高速加工技术“十五”目标及主要研究内容

超精密加工与超高速加工技术“十五”目标及主要研究内容
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1.目标
超高速加工到2005年基本实现工业应用,主轴最高转速达15000r/min,进给速度达40~60m/min,砂轮磨削速度达100~150m/s;超精密加工基本实现亚微米级加工,加强纳米级加工技术应用研究,达到国际九十年代初期水平精密塑胶模具
2.主要研究内容
(1)超高速切削、磨削机理研究。对超高速切削和磨削加工过程、各种切削磨削现象、各种被加工材料和各种刀具磨具材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工艺参数优化等进行系统研究。
(2)超高速主轴单元制造技术研究。主轴材料、结构、轴承的研究与开发;主轴系统动态特性及热态性研究;柔性主轴及其轴承的弹性支承技术研究;主轴系统的润滑与冷却技术研究;主轴的多目标优化设计技术、虚拟设计技术研究;主轴换刀技术研究。
(3)超高速进给单元制造技术研究。高速位置芯片环的研制;精密交流伺服系统及电机的研究;系统惯量与伺服电机参数匹配关系的研究;机械传动链静、动刚度研究;加减速控制技术研究;精密滚珠丝杠副及大导程丝杠副的研制等。
(4)超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究开发各种超高速加工(包括难加工材料)用刀具磨具材料及制备技术,使刀具的切削速度达到国外工业发达国家90年代末的水平,磨具的磨削速度达到150m/s以上。
(5)超高速加工测试技术研究。对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统的监控技术,对超高速加工用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工精度、加工表面质量等在线监控技术进行研究。
(6)超精密加工的加工机理研究。“进化加工”及“超越性加工”机理研究;微观表面完整性研究;在超精密范畴内的对各种材料(包括被加工材料和刀具磨具材料)的加工过程、现象、性能以及工艺参数进行提示性研究。
(7)超精密加工设备制造技术研究。纳米级超精密车床工程化研究;超精密磨床研究;关键基础件,如轴系、导轨副、数控伺服系统、微位移装置等研究;超精密机床总成制造技术研究。
(8)超精密加工刀具、磨具及刃磨技术研究。金刚石刀具及刃磨技术、金刚石微粉砂轮及其修整技术研究。
(9)精密测量技术及误差补偿技术研究。纳米级基准与传递系统建立;纳米级测量仪器研究;空间误差补偿技术研究;测量集成技术研究。
(10)超精密加工工作环境条件研究。超精密测量、控温系统、消振技术研究;超精密净化设备,新型特种排屑装置及相关技术的研究。