超精密機械切削與傳統(tǒng)機械切削的不同特點研究

孫坤鵬

【摘 要】 相對于傳統(tǒng)機械切削，超精密機械切削工藝優(yōu)勢更多，多應用在電子、硅晶、航天、光學設備、集成電路、電子芯片、投影儀等行業(yè)中。此外，在也應用在醫(yī)療技術研究中也有應用，例如：牙齒、骨骼等器官研究。超精密機械切削系統(tǒng)在光學原件中也有著較大優(yōu)勢。鑒于此，筆者結(jié)合超精密精密切削與傳統(tǒng)機械切削特征進行簡要分析。

【關鍵詞】 超精密機械切削 傳統(tǒng)機械切削 工藝特點分析

伴隨著社會經(jīng)濟的進步與發(fā)展，一些航天設備、激光、集成電路、核能等現(xiàn)代設備得到關注與應用。傳統(tǒng)機械切削形式已經(jīng)無法達到現(xiàn)代化設備要求。超精密切削的出現(xiàn)，成為現(xiàn)代科學技術發(fā)展的主流導向。

一、不同機械切削工藝對比

現(xiàn)代化發(fā)展要求下，對機械加工精細化程度提出了較高要求。而超精密機械切削與傳統(tǒng)機械切削有了較大差別，其根本差別是相同環(huán)境下，超精密切削設備精細度優(yōu)于傳統(tǒng)機械切削。對此，筆者結(jié)合對二者不同進行分析。

（一）精細度比較。上世紀50年代，超精密機械切削精細度在10mm，將其應用在航天設備而發(fā)明的金剛石刀具超精密切削。而傳統(tǒng)超精密切削無法達到10mm，即：傳統(tǒng)機械切削精細度不及超精密機械切削精細。

（二）生產(chǎn)時間。由于需要確保精準性，所以超精密機械切削生產(chǎn)加工時間較長。不過，伴隨著科學技術的進步，在生產(chǎn)加工時間上有了變化，縮減了生產(chǎn)加工時間。因此，超精密機械切削高于傳統(tǒng)機械切削。

（三）生產(chǎn)工具?，F(xiàn)階段，超精密機械切削多選擇金剛石砂輪，根據(jù)電解磁力研磨等形式作為機械切削方式。超精密機械切削要求工具類型嚴格，傳統(tǒng)機械切削工具類型較多，機械切削形式較多。所以，傳統(tǒng)機械切削對工具要求較低。

二、超精密機械切削優(yōu)點分析

（一）精細度高，滿足精密構(gòu)件加工要求?，F(xiàn)代化發(fā)展下，超精密機械切削的出現(xiàn)更好的滿足了精密構(gòu)件要求。因此，相對于傳統(tǒng)機械切削，超精密構(gòu)件具有精細度高、粗糙度低優(yōu)勢。傳統(tǒng)機械切削適合常規(guī)構(gòu)件加工，無法滿足準確性、粗糙性要求。（二）準確性較高。工業(yè)生產(chǎn)中，在劣質(zhì)品達到一定規(guī)模后，制造業(yè)、工業(yè)將面臨諸多問題。劣質(zhì)品在審核后不可進入市場。傳統(tǒng)機械切削因為準確性較低，使得不合格率較高。而超精密機械切削因為準確性高，其合格率較高，降低工業(yè)制造劣質(zhì)品率。此外，使用超精密機械切削在一定程度上也保證了商品質(zhì)量。（三）節(jié)約空間。一代微機占據(jù)的空間較大，約占據(jù)一個房間空間大小容納處理設備。伴隨著科學技術水平的提高，筆記本的出現(xiàn)為人們應用、攜帶提供了便利條件，較大規(guī)模集成設備趨向了功能化與實用性。同時，在占據(jù)空間上也有了明顯變化，超精密機械切削的高準確性，發(fā)揮了重要影響。因為較高精確性才能在較小空間中生產(chǎn)一些繁雜線路東西，這也是傳統(tǒng)精密切削所不及的。若當前仍然應用傳播精密切削，其電腦的推廣與應用將受到影響。

三、超精密機械切削運用

上世紀50--80年代，國外為推動航天事業(yè)發(fā)展與國防設備進而研發(fā)出超精密機械切削?，F(xiàn)階段，科學技術的進步，超精密機械切削得到了推廣與應用，逐漸深入到人們生活中。

（一）航天設備。眾所周知，宇宙飛船組織結(jié)構(gòu)較為復雜，在實際生產(chǎn)制造時需要超精密機械切削的應用。比如：通過超精密機械切削進行航天設備構(gòu)件切割，進而確保各構(gòu)件封閉；全密封條件對航天員生命健康有著密切關系。另一方面，航天系統(tǒng)中的飛行器、控制設備要求構(gòu)件準確性極高，要求超精密機械切削展開芯片集成、電路精準的潛入等精準工程?；谶@一條件下，國外航空航天局NASA在分析相對論階段，引力探測器的石英轉(zhuǎn)子的真球度在7.5nm，表示陀螺準確性在0.001“/a。這一點也是傳統(tǒng)機械切削不及的，超精密機械切削較為復雜、具有一定難度。

（二）電子設備。伴隨著集成電路一些小體積、高功能構(gòu)件的出現(xiàn)，對超精密機械切削提出了較高要求；主要因為精準性要求嚴格?；隗w積上分析，現(xiàn)代微機體積較小使得超精密機械切削得到了重視，能夠在相同芯片范圍錄入較多內(nèi)容。這樣一來，不僅擴大了芯片粗糙度，同時使芯片信息資源更多。另一方面，當前人們使用的電子設備、照相機等精密設備全部要依靠超精密機械切削進行構(gòu)件加工。

硅晶片生產(chǎn)也要通過超精密機械切削技術。第一，大自然中搜集多晶體硅。第二，對其拉抻、檢驗、切掉多余環(huán)節(jié)、研磨等。經(jīng)過一系列加工，才可以確保硅晶片滿足市場要求。超精密切割生產(chǎn)中，切割技術是其重點環(huán)節(jié)，首要環(huán)節(jié)是硅晶片打磨。當打磨有基本模樣后使用超精密機械切削精細化打磨，其中包含硅晶片外形的二次生產(chǎn)與表層加工。最后，進行硅晶片化學拋光、電路生成等。第三，使用超精密機械切削構(gòu)件進行在硅晶片背面切割，分為不同細小單元。在硅晶片生產(chǎn)過程中，超精密設備發(fā)揮著重要影響；若選擇傳統(tǒng)機械設備，則無法滿足精細度要求。

（三）實際生活中的運用。現(xiàn)階段，生活中超精密機械切削得到了廣泛運用，例如：光學設備、攝像機、汽車、投影設備等全部有超精密機械切削的應用。其設備的應用不只對上述產(chǎn)品達到性能提高效果，多數(shù)條件下產(chǎn)品生產(chǎn)與加工需要依靠超精密機械切削。在磁盤與磁頭加工時，發(fā)達國家能夠?qū)蚀_度保持在1mm。另一方面，在醫(yī)療研究中也有所應用，因為在醫(yī)療研究中對整潔度、準確性有嚴格要求。而只有超精密機械切削能夠滿足要求，在產(chǎn)業(yè)研究中具有重要影響。此外，泳衣生產(chǎn)中，通過超精密機械切削設備能夠進行微型結(jié)構(gòu)改變，更加適合人們游泳。

結(jié) 語

綜合分析，傳統(tǒng)機械切削與超精密機械切削相比，超精密機械切削準確性更高，得到了較多關注與推廣應用?，F(xiàn)階段伴隨著現(xiàn)代社會進步，超精密機械切削提高了精準性，例如：航天、國防、集成電路等，應用效果顯著。

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