เนื่องจากจีนระบุว่า "การผลิตอุปกรณ์" เป็นกลยุทธ์การพัฒนาระดับชาติ อุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ของจีนจึงประสบความสำเร็จในการพัฒนาอย่างรวดเร็วกำลังการผลิตของอุปกรณ์ขนาดใหญ่จำนวนมากได้ก้าวไปสู่ระดับสูงของโลกและกลายเป็นระดับสูงสุดของโลกอีกด้วยอุตสาหกรรมโดยรวมยังคงล้าหลัง และความล้าหลังอยู่ที่ความล้าหลังของการผลิตที่แม่นยำ
เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเป็นเทคโนโลยีสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการทำสงครามที่มีเทคโนโลยีสูงสมัยใหม่ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีเทคโนโลยีสูงสมัยใหม่ และทิศทางการพัฒนาของวิทยาศาสตร์การผลิตสมัยใหม่
การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ขึ้นอยู่กับการทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ในการทดลองเกือบทั้งหมดไม่จำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมากตั้งแต่การผลิตระดับมหภาคไปจนถึงการผลิตขนาดเล็ก ซึ่งเป็นหนึ่งในแนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมการผลิต การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบันได้เข้าสู่ระดับนาโน และการผลิตระดับนาโนเป็นหัวข้อระดับแนวหน้าของการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมากประเทศที่พัฒนาแล้วทั่วโลกให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับมัน
ขั้นตอนการพัฒนาของเครื่องจักรที่มีความเที่ยงตรงสูง
การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบันขึ้นอยู่กับสมมติฐานของการไม่เปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุชิ้นงานเพื่อให้ได้รูปร่างที่แม่นยำที่สุด ความแม่นยำของมิติ ความขรุขระของพื้นผิว ความสมบูรณ์ของพื้นผิว (ความเสียหายที่พื้นผิวไม่มีหรือน้อยมาก รวมถึงรอยแตกขนาดเล็กและข้อบกพร่องอื่นๆ ความเครียดตกค้าง การเปลี่ยนแปลงองค์กร) เป็นเป้าหมาย
เนื้อหาการวิจัยเกี่ยวกับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก กล่าวคือ ปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อความแม่นยำของการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก ได้แก่ กลไกการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ วัสดุที่ผ่านการแปรรูป อุปกรณ์การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก เครื่องมือตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก อุปกรณ์จับยึด, การตรวจจับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษและการชดเชยข้อผิดพลาด, สภาพแวดล้อมการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ (รวมถึงอุณหภูมิคงที่, การแยกการสั่นสะเทือน, การควบคุมความสะอาด ฯลฯ) และเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษนักวิชาการในประเทศและต่างประเทศได้ทำการวิจัยเนื้อหาเหล่านี้อย่างเป็นระบบมาเป็นเวลานานการพัฒนาการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงได้ผ่านสามขั้นตอนต่อไปนี้
1) ตั้งแต่ปี 1950 ถึง 1980 สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษซึ่งแสดงโดยการตัดด้วยเพชรจุดเดียว ซึ่งใช้สำหรับการประมวลผลกระจกฟิวชันเลเซอร์ขนาดใหญ่ ชิ้นส่วนทรงกลม และทรงกลมในอวกาศ การป้องกันประเทศ ดาราศาสตร์ และสาขาอื่นๆ.
2) ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ถึง 1990 ได้เข้าสู่ขั้นตอนแรกของการสมัครในอุตสาหกรรมเอกชนMoore, Pretek ในสหรัฐอเมริกา, Toshiba และ Hitachi ในญี่ปุ่น และ Cranfield ในยุโรป โดยได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาล ได้จำหน่ายอุปกรณ์ตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษในเชิงพาณิชย์ และเริ่มใช้อุปกรณ์ดังกล่าวในการผลิตเลนส์ออปติคัลสำหรับพลเรือนเครื่องกลึงความเที่ยงตรงสูงแบบเครื่องเดียวยังหายากและมีราคาแพง และส่วนใหญ่ปรับแต่งให้อยู่ในรูปของเครื่องจักรพิเศษในช่วงเวลานี้ เทคโนโลยีการเจียระไนด้วยเพชรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษและเครื่องเจียรที่สามารถแปรรูปโลหะแข็งและวัสดุแข็งและเปราะได้ก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน แต่ประสิทธิภาพในการประมวลผลนั้นเทียบไม่ได้กับเครื่องกลึงเพชร
3) หลังจากทศวรรษ 1990 เทคโนโลยีการตัดเฉือนความแม่นยำสูงของพลเรือนค่อยๆ เติบโตเต็มที่ขับเคลื่อนโดยอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น รถยนต์ พลังงาน อุปกรณ์ทางการแพทย์ ข้อมูล ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลเลนส์ออปติคอล Aspherical, แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูง, หัวดิสก์ไดรฟ์, พื้นผิวดิสก์, พื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ และอื่นๆ ชิ้นส่วนเนื่องจากเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องของอุปกรณ์การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก เช่น ส่วนประกอบแกนหมุนที่มีความแม่นยำ คู่มือการกลิ้ง คู่มือแรงดันสถิต ไดรฟ์ป้อนขนาดเล็ก ระบบควบคุมเชิงตัวเลขที่มีความแม่นยำ และระบบตรวจสอบความแม่นยำด้วยเลเซอร์ ค่อยๆ เติบโตเต็มที่และมีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ การผลิตทั่วไปในอุตสาหกรรมอุปกรณ์.นอกจากนี้ ความแม่นยำของอุปกรณ์ค่อยๆ เข้าใกล้ระดับนาโนเมตร ช่วงขนาดของชิ้นงานที่สามารถประมวลผลได้มีขนาดใหญ่ขึ้น และการใช้งานก็กว้างขวางขึ้นเรื่อยๆด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการควบคุมเชิงตัวเลข เทคโนโลยีการกัดแบบห้าแกนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษและเทคโนโลยีการตัดแบบลอยได้ก็ปรากฏขึ้นเช่นกันชิ้นส่วนที่ซับซ้อน เช่น พื้นผิว aspheric ที่ไม่สมมาตรสามารถดำเนินการได้แล้ว
การพัฒนาเครื่องจักรความแม่นยำสูงจากต่างประเทศ
สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และญี่ปุ่นเป็นประเทศชั้นนำระดับนานาชาติในด้านเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงในประเทศเหล่านี้ไม่เพียงแต่มีชุดที่สมบูรณ์โดยรวมในระดับสูงเท่านั้น แต่ยังมีระดับการค้าที่สูงมากอีกด้วย
สหรัฐอเมริกาไม่ได้พัฒนาเทคโนโลยีการตัดที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษของเครื่องมือเพชรในปี 1950 ที่เรียกว่า "เทคโนโลยี SPDT" (การกลึงเพชรจุดเดียว) หรือ "เทคโนโลยีไมโครนิ้ว" (1 ไมโครนิ้ว = 0.025 ไมโครเมตร) และ การพัฒนาแบริ่งอากาศที่สอดคล้องกัน เครื่องมือกลที่มีความแม่นยำสูงพิเศษของเพลาหลักใช้ในการประมวลผลชิ้นส่วนทรงกลมและทรงกลมขนาดใหญ่สำหรับกระจกฟิวชันเลเซอร์ ขีปนาวุธทางยุทธวิธี และยานอวกาศบรรจุคน
ในแง่ของเครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงมาก LLL National Laboratory ในสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องกลึงเพชรที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดใหญ่สองเครื่องในปี 1986: เครื่องหนึ่งคือเครื่องกลึงเพชร DTM-3 แนวนอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.1 ม. และอีกอันคือเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องจักร 1.65 ม.เครื่องกลึงออปติคัลไดมอนด์ขนาดใหญ่แนวตั้ง LODTMในหมู่พวกเขา เครื่องกลึงออปติคัลไดมอนด์ขนาดใหญ่แนวตั้ง LODTM ได้รับการยอมรับว่าเป็นเครื่องจักรที่มีความเที่ยงตรงสูงและมีความแม่นยำสูงสุดในโลกต่อมาสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเครื่องเจียร CNC แบบ 6 แกนขนาดใหญ่เพื่อการเจียรที่แม่นยำของกระจกออปติคอลขนาดใหญ่
Cranfield Institute of Precision Engineering (CUPE) ซึ่งเป็นของ Cranfield Institute of Technology ในสหราชอาณาจักร เป็นตัวแทนของระดับเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษของอังกฤษตัวอย่างเช่น Nanocentre (Nano Machining Center) ที่ผลิตโดย CUPE สามารถทำการกลึงที่มีความแม่นยำสูงด้วยหัวเจียรและการเจียรที่มีความแม่นยำสูงความแม่นยำของรูปร่างของชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการสามารถเข้าถึงได้ถึง 0.1 μm และความหยาบของผิว Ra<10 nm
Cranfield Precision Machining Center ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องเจียร CNC แบบสามพิกัด OAGM-2500 มัลติฟังก์ชั่นในปี 1991 (พื้นที่โต๊ะ 2500mm×2500mm) ซึ่งสามารถประมวลผล (การเจียร การกลึง) และการวัดพื้นผิวรูปแบบอิสระที่มีความแม่นยำเครื่องมือกลใช้วิธีการประกบชิ้นงาน และยังสามารถประมวลผลกระจกขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7.5 ม. ในกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์
เมื่อเทียบกับสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร งานวิจัยของญี่ปุ่นเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดเฉือนความแม่นยำสูงของญี่ปุ่นเริ่มต้นค่อนข้างช้า แต่เป็นประเทศที่เติบโตเร็วที่สุดในโลกในด้านเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงมาก
การพัฒนาเครื่องจักรความแม่นยำสูงพิเศษในประเทศจีน
เป็นเวลานานในอดีต เนื่องจากข้อจำกัดการคว่ำบาตรของประเทศตะวันตก การนำเข้าเครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงจากต่างประเทศของประเทศของฉันจึงถูกจำกัดอย่างเข้มงวดอย่างไรก็ตาม เมื่อเครื่องมือเครื่องจักร CNC ultra-precision ในประเทศของฉันได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จในปี 1998 ประเทศตะวันตกได้ยกเลิกการห้ามประเทศของเราทันที และตอนนี้ประเทศของฉันได้นำเข้าเครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงมากจำนวนหนึ่ง
สถาบันวิจัยเครื่องมือเครื่องจักรแห่งปักกิ่งในประเทศของฉัน สถาบันวิจัยเครื่องจักรความแม่นยำการบิน (Aviation 303) สถาบันเทคโนโลยีฮาร์บิน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีการป้องกันประเทศ และหน่วยงานอื่นๆ สามารถผลิตเครื่องมือเครื่องเพชร CNC ที่มีความแม่นยำสูงพิเศษได้หลายชนิด
Beijing Machine Tool Research Institute เป็นหนึ่งในหน่วยงานหลักที่ทำการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงในประเทศจีนได้พัฒนาเครื่องมือกลความแม่นยำสูงพิเศษ ส่วนประกอบและเครื่องมือทดสอบที่มีความเที่ยงตรงสูงที่เกี่ยวข้องหลายประเภท เช่น ตลับลูกปืนความเที่ยงตรงที่มีความแม่นยำ 0.025μm เครื่องกลึงความเที่ยงตรงสูง JCS -027 การกัดความแม่นยำสูงพิเศษ JCS-031 เครื่องกลึงความเที่ยงตรงสูง JCS-035 ระบบซีเอ็นซีกลึงความเที่ยงตรงสูง เครื่องมือเครื่องประมวลผลดรัมไวแสงสำหรับเครื่องถ่ายเอกสาร กระจกเลเซอร์กำลังสูงอินฟราเรด ไมโครมิเตอร์วัดการสั่นสะเทือนที่มีความแม่นยำสูง ฯลฯ ได้ก้าวสู่ผู้นำในประเทศและต่างประเทศแล้ว ระดับสูง.
เครื่องกลึง CNC นาโน NAM-800 เป็นเครื่องมือเครื่องจักรแมชชีนนิ่งระดับนาโนรุ่นล่าสุดของสถาบันวิจัยเครื่องจักรเครื่องมือปักกิ่งเป็นการผสมผสานที่สมบูรณ์แบบของเทคโนโลยีการควบคุมเชิงตัวเลข เทคโนโลยีเซอร์โว และเทคโนโลยีการผลิตเชิงกลในปัจจุบันเครื่องมือกลนี้เป็นวิธีการประมวลผลที่ดีสำหรับการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงสุดในประเทศของฉัน
กระทรวงอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ 303 ได้ทำการวิจัยเชิงลึกและการผลิตผลิตภัณฑ์ในแกนหมุนที่มีความแม่นยำสูง เครื่องวัดพิกัดหินแกรนิต ฯลฯ
สถาบันเทคโนโลยีฮาร์บินได้ดำเนินการวิจัยอย่างมีประสิทธิภาพเกี่ยวกับการตัดเพชรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ การวางแนวคริสตัลและการลับคมของเครื่องมือเพชร และเทคโนโลยีการตกแต่งแบบออนไลน์ด้วยไฟฟ้าของล้อเจียรผงเพชรขนาดเล็ก
มหาวิทยาลัยชิงหวาได้ทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับอุปกรณ์การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษของวงจรรวม อุปกรณ์การประมวลผลและการทดสอบดิสก์ ตารางการเคลื่อนที่แบบไมโคร การเจียรและขัดสายพานแบบมีความแม่นยำสูงพิเศษ การเจียรแบบละเอียดพิเศษของล้อเจียรผงเพชร และอุลตร้า- การตัดที่แม่นยำของส่วนที่ไม่เป็นวงกลมการวิจัยและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องออกมา
นอกจากนี้ Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Huazhong University of Science and Technology, Shenyang No. 1 Machine Tool Factory, Chengdu Tool Research Institute, National University of Defense Technology เป็นต้น ได้ทำการวิจัยทั้งหมด ในด้านนี้และได้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง
แต่โดยทั่วไปแล้ว ยังมีช่องว่างระหว่างจีนและต่างประเทศในแง่ของประสิทธิภาพ ความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อกำหนด (ขนาดใหญ่) และการสนับสนุนทางเทคนิคของเครื่องจักรแมชชีนนิ่งแมชชีนความแม่นยำสูงพิเศษ เมื่อเทียบกับความต้องการในการผลิตจริง.นอกจากนี้ การตัดเฉือนพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำนั้นเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตในประเทศของฉันมาโดยตลอด และการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตนั้นเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศในระยะยาว และมีงานวิจัยจำนวนมาก ยังจำเป็น
แนวโน้มการพัฒนาของเครื่องจักรความแม่นยำ
1. ความแม่นยำสูงและมีประสิทธิภาพสูง
ความแม่นยำสูงและประสิทธิภาพสูงเป็นหัวข้อนิรันดร์ของการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงพิเศษโดยทั่วไป การประมวลผลแบบเม็ดทรายแบบตายตัวจะแสวงหาความแม่นยำในการตัดเฉือนของเม็ดทรายอิสระอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่การแปรรูปเม็ดขัดแบบอิสระยังคงติดตามประสิทธิภาพของการขัดหยาบแบบตายตัวแม้ว่าเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบัน เช่น CMP และ EEM จะได้รับคุณภาพพื้นผิวและความสมบูรณ์ของพื้นผิวที่สูงมาก แต่ก็รับประกันได้ว่าจะเสียประสิทธิภาพในการประมวลผลแม้ว่าเทคโนโลยีการตัดและเจียรที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษจะมีประสิทธิภาพการประมวลผลสูง แต่ก็ไม่สามารถรับความแม่นยำในการประมวลผล เช่น CMP และ EEM ได้เป้าหมายของนักวิจัยในสาขาการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษคือการสำรวจวิธีการตัดเฉือนที่สามารถคำนึงถึงทั้งประสิทธิภาพและความแม่นยำการเกิดขึ้นของวิธีการประมวลผลแบบขัดกึ่งถาวรสะท้อนถึงแนวโน้มนี้ในทางกลับกัน เป็นจุดเริ่มต้นของวิธีการประมวลผลแบบผสม เช่น การบดด้วยแม่เหล็กด้วยไฟฟ้าและการประมวลผลการไหลของสารกัดกร่อนด้วยแม่เหล็ก
2. การรวมกระบวนการ
การแข่งขันในปัจจุบันระหว่างองค์กรต่างๆ มีแนวโน้มที่จะรุนแรง และประสิทธิภาพการผลิตที่สูงได้กลายเป็นเงื่อนไขสำหรับองค์กรที่จะอยู่รอดมากขึ้นในบริบทนี้ มีการเรียกร้องให้ "บดแทนการบด" หรือแม้แต่ "บดแทนการขว้างปา"ในทางกลับกัน มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในการใช้เครื่องจักรเพียงเครื่องเดียวสำหรับการทำงานหลายอย่าง (เช่น การกลึง การเจาะ การกัด การเจียร การเก็บผิวละเอียด)
3. ขนาดใหญ่และย่อขนาด
ในการประมวลผลอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ (เช่น กระจกบนกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ขนาดใหญ่) ที่จำเป็นสำหรับการบิน การบินและอวกาศ การบินและอวกาศ และสาขาอื่นๆ จำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์การประมวลผลที่มีความแม่นยำสูงพิเศษขนาดใหญ่ในการประมวลผลไมโครดีไวซ์ (เช่น ไมโครเซนเซอร์ ส่วนประกอบไมโครไดรฟ์ ฯลฯ) ที่จำเป็นในด้านเครื่องจักรไมโครอิเล็กทรอนิกส์และข้อมูลออปโตอิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงระดับไมโคร (แต่ไม่ได้หมายความว่า ว่าอุปกรณ์ตัดเฉือนขนาดเล็กจิ๋วนั้นจำเป็นสำหรับการประมวลผลชิ้นงานขนาดเล็กจิ๋ว)
เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงกำลังนำเข้าสู่ยุครุ่งเรืองเทคโนโลยีการเจียรที่แม่นยำเป็นพิเศษ การเจียรที่แม่นยำเป็นพิเศษ เทคโนโลยีการเจียรที่แม่นยำเป็นพิเศษ และการขัดเงาหลังจากการประมวลผล ความแม่นยำของพื้นผิวของชิ้นงานสามารถไปถึงระดับนาโนเมตรหรือระดับนาโนเมตร และวิธีการแปรรูปมีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆในการผลิตและการผลิตเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหล เพื่อให้ได้การวัดผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูง เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่แม่นยำช่วยให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการตัดเฉือนของผลิตภัณฑ์
ผู้ติดต่อ: Mr. Frank Li
โทร: 86-15989457573