(1)機械產品的小型化發展趨勢
隨著機械科學技術的發展,小型化產品已經成為當代機械產品發展的主要趨勢,尤其是 以MEMS為代表的集機、電、控制、信息技術為一體的微小型裝備更是 現代機械發展的重要方向。從特征尺寸上,微小型機械可以劃分為小型機械(整體尺度在1mm-10mm之間)、微型機械(整體尺度1μm-1mm)和納米機械(整體尺度1nm-1μm)三大類。
由于具有體積小、重量輕、機構堅固、精度高等特點,微小型機械在醫療、信息、軍事、汽車、生物工程、航空航天領域得到了廣泛的應用,微小型機械研發已成為各國重點發展的項目。
(2)機械產品的精密化發展趨勢

(精密化是 當代機械產品的主要特征,它一方面是 指對產品、零件的精度要求越來越高,另一方面是 指對產品、零件的加工精度要求越來越高。在現代超精密機械中,精密機械加工對精度要求極高,如人造衛星的儀表軸承,其圓度、圓柱度、表面粗糙度等均達納米級;基因操作機械,其移動距離為納米級,移動精度為0.1納米。在微電子領域,電子產品對加工精度的依賴程度非 常高,一般晶體管的制造誤差為50微米,一般磁盤為5微米,一般磁頭磁鼓是 0.5微米,集成電路為0.05微米,超大型集成電路達0.005微米,而合成半導體為1納米。
“精密化”也可以是 指加工精度及其發展,20世紀初,超精密加工的誤差是 10微米,30年代達1微米,50年代達0.1微米,70至80年代達0.01微米,至今達0.001微米,即1納米。細微加工、納米加工技術可達納米以下的要求,如離子束加工可達納米級,借助于掃描隧道顯微鏡(STM)與原子力顯微鏡的加工,則可達0.1納米。
微細切削是 小型精密機械零件的常用加工方法
目前,小型精密機械零件的加工方法主要有兩類:一類是 在傳統切削加工基礎上發展而來的以塑變剪切去除材料為特征的微細切削技術,包括微細車削、微細鉆削、微細立銑削、微細飛切、微細沖壓加工、微細磨料流噴射加工等;另一類是 基于特殊加工機理的特種加工方法,包括微細電加工、高能束加工、半導體材料微細加工技術、生長型微細加工等。
(1)微細切削工藝
微細切削是 指在精密及超精密切削機床上,借助高分辨率的實體工具,利用機械力的作用對工件材料直接進行去除的加工技術。其中微細車削、微細銑削加工是 其較常用的工藝方法。
在機械制造加工行業中,使用較廣泛的一種加工方式就是 車削加工,微細車削也屬于車削的一種,車削加工的普遍規律也同樣適用于微細車削,除了具有普通車削的特點以外,在加工制造微小型管套、微小型軸等零件方面有其的優點。此外在切削參數的選擇上也有自已的特點,和切削系統的動特性選取,如切削速度,實際選擇的切削速度常根據所用機床的動特性即選擇較小的轉速,件表面質量的影響越大。為了提高零件表面質量,背吃刀量。
因為轉速越高,機床振動越大,對零微細車削一般都采用較小的進給量和銑削加工是 較具柔性的切削工藝,微細銑削是 一種制造多種材料微細部件和復雜三維結構的通用方法,而且已經成為滿足微小型三維復雜形狀零件和材料多樣性加工的有效途徑,同時也是 實現微米級和中間尺度機械設備及零部件的主要制造技術之一。精密數控機械加工進行微小型零件的加工時,靈活性和速度都較大,具有加工成本低、生產效率和相對精度高、相應基礎技術的研究比較成熟等特點。
(2)微細特種加工工藝
微細特種加工工藝主要包括微細電火花加工、微細高能束加工、光刻加工等。微細電火花加工的原理同普通電火花加工并無本質區別,其加工的表面質量主要取決于電蝕凹坑的大小和深度,即單個放電脈沖的能量,而其加工精度則與電極損耗、伺服穩定性等因素密切相關。
微細高能束加工包含電子束微細加工和離子束微細加工。電子束加工是 在真空條件下,利用聚焦后的能量密度極高的電子束,以極高的速度沖擊到工件表面極小的面積上,在極短的時間(幾分之一微秒)內,其能量的大部分轉變為熱能,使被沖擊的工件材料達到幾千攝氏度以上的高溫,從而使材料的局部熔化和汽化,而實現加工的目的。電子束加工可用于打孔、切割、蝕刻、焊接、熱處理和曝光加工等。由于電子束能夠極微細的聚焦,甚至能聚焦到0.1μm,因此成為一種精密微細的加工方法。
離子束加工是 在真空條件下,將由離子源產生的離子經過電場加速,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,是 一種對材料進行成形和表面改性的加工方法。由于離子束加工應力、變形極小,適合于各種材料的微細加工,并且加工質量高。
相比于其他微細加工的方法,微細切削具有較高的加工精度、可加工材料豐富、加工柔性高、能加工復雜的三維立體結構等眾多優點,與此同時,隨著微細切削相關技術的研究和發展,微細切削已經成為小型精密零件制造的主要方法。
河北航天晟達精密機械有限公司(http://www.hbhtsd.com)生產的高精密產品零部件制造的概念、意義及特點高精密零部件制造是 以高精密機械零件為加工對象。精密零部件加工應有高精度、高剛度、高穩定性和自動化的機床,相應的金剛石刀具、立方氮化蹦刀具、金剛石砂輪、立方氮化蹦砂輪、及相應的高精度、高剛度夾具等工藝裝備,才能保證加工質量。非標機械零件定制是 傳動系統的重要性零部件,尤其去飛邊毛刺、倒棱角 、去機加工刀紋痕、降低齒面粗糙度、精拋光等,去毛刺拋光中無碰傷,不改變機械零部件幾何尺寸,拋出的機械零部件精度高,可有效提高機械零部件傳動質量,降低傳動噪音。精密零件具有較大的優點,這主要體現在其材料切除率高,且成本較低。對比切削加工與離子加工技術即可得到上述結論,為了確保離子加工技術的材料切除率,需要花費較大的能量。