精密與超精密技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用06機(jī)自A1周勤064810285內(nèi)容摘要:本文論述了我國超精密加工技術(shù)的發(fā)展,精密與超精密技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用,以及我國精密機(jī)械加工與國外的差距。這三個(gè)方面討論了我國精密、超精密技術(shù)在航天技術(shù)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:精密與超精密間隙航空航天應(yīng)用 1 引言 目前,我國精密與超精密技術(shù)的應(yīng)用已不再局限于國防、航空航天等少數(shù)領(lǐng)域。已拓展到國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域,應(yīng)用規(guī)模也有較大增長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信、影視廣電等行業(yè)的快速發(fā)展都需要精密、超精密加工設(shè)備作為支撐條件。電腦磁盤、錄像機(jī)磁頭、激光打印機(jī)的多角棱鏡、復(fù)印機(jī)感光鼓等部件的精密和超精密加工均采用高效的大批量自動(dòng)化生產(chǎn)方式。 2、超精密加工技術(shù)研究為我國制造業(yè)保駕護(hù)航。一個(gè)國家的基礎(chǔ)制造業(yè)是工業(yè)、國防、民生最基本的保障,超精密加工技術(shù)研究是基礎(chǔ)制造業(yè)騰飛的強(qiáng)大賦能器。改革開放以來,我國主要經(jīng)濟(jì)政策由原來的“艱苦奮斗、自力更生”調(diào)整為“以市場(chǎng)換技術(shù)”,以引進(jìn)和學(xué)習(xí)國際先進(jìn)技術(shù)為主要目的。但由于國際國內(nèi)形勢(shì)的變化,這一政策目前面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。首先,在事關(guān)國際民生的重大問題上,國際巨頭依然對(duì)中國實(shí)施技術(shù)封鎖。
從大飛機(jī)的核心技術(shù),到民生所用的電腦芯片、手機(jī)芯片,甚至是最基本的液晶面板技術(shù),在失去大部分市場(chǎng)的同時(shí),我國還沒有掌握核心技術(shù)。作為制造業(yè)的基礎(chǔ)航天精密零件加工,數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)也面臨著同樣的壁壘:我們做不到的機(jī)床,外國不會(huì)出口給我們;我們做不到的機(jī)床,外國不會(huì)出口給我們;交給我們的產(chǎn)品大部分都是落后一代、二代甚至瀕臨淘汰的產(chǎn)品。更不用說用于高端、精密、尖端項(xiàng)目的超精密機(jī)床了。其次,嚴(yán)格限制進(jìn)口制造設(shè)備的使用范圍。例如不能用于軍工、國防領(lǐng)域。三是自主創(chuàng)新受到國外巨頭打壓。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,在303研究所研制出非球面超精密復(fù)合加工設(shè)備之前組立工,此類產(chǎn)品在我國是被禁止的; 303研究所研制成功后,國外立即向中國開放此類產(chǎn)品,而且價(jià)格比國內(nèi)價(jià)格還要低。更低更好的性能,用這種方式來擠壓國產(chǎn)非球面加工設(shè)備的生存空間。 3、精密、超精密技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用超精密加工技術(shù)和微系統(tǒng)制造技術(shù)是新一代航空飛行器等武器裝備發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)新型機(jī)載裝備的精密化、輕量化、微型化、綜合化以及多元化發(fā)展特點(diǎn),適用于多種材料(如特種光學(xué)材料、紅外材料、超高強(qiáng)材料等)和多種產(chǎn)品(如精密零件、導(dǎo)引頭、導(dǎo)航制導(dǎo)精密零件、微光學(xué))超精密加工技術(shù)(元件、微傳感器等)研究及微結(jié)構(gòu)和微系統(tǒng)精密與超精密制造研究基于切削加工/特種加工技術(shù)的非硅材料和測(cè)量技術(shù)已成為一代武器裝備發(fā)展的關(guān)鍵。
航空機(jī)載裝備在航空武器中所占的比例越來越大,地位也越來越重要。新型航空機(jī)載裝備對(duì)輕量化、小型化、精密化、模塊化提出了更高的要求。因此,要求一些制造技術(shù)必須研究到新的水平,達(dá)到新的水平。隨著新一代戰(zhàn)機(jī)裝備多種先進(jìn)武器,包括智能制導(dǎo)導(dǎo)彈、激光武器等,對(duì)光學(xué)系統(tǒng)零部件的要求也大大提高。無人戰(zhàn)斗機(jī)或微型飛機(jī)中的信息傳輸還必須快速且抗干擾。良好等特性對(duì)半導(dǎo)體元件的材料和表面質(zhì)量提出了新的要求。新型機(jī)載設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)將大量采用各類非球面光學(xué)零件(特別是離軸對(duì)稱、非離軸對(duì)稱和自由曲面,包括微光學(xué)系統(tǒng)中的微光學(xué)零件),以滿足光學(xué)系統(tǒng)要求的優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提高其性能和可靠性,同時(shí)也減輕了整個(gè)系統(tǒng)的重量,提高了整機(jī)的靈活性。光學(xué)系統(tǒng)還將采用平面鏡、多角鏡、空心透鏡等具有超高精度、超高表面質(zhì)量要求的光學(xué)器件航天精密零件加工,以提高整機(jī)的性能。隨著微機(jī)械加工和納米機(jī)械加工技術(shù)研究的發(fā)展,制造技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓寬,開發(fā)出一系列新元件、新器件、新產(chǎn)品、新材料、新結(jié)構(gòu),使機(jī)載裝備系統(tǒng)更加集成化、智能化。向小型化、小型化方向發(fā)展。在超精密加工技術(shù)方面,美國、俄羅斯等國家處于領(lǐng)先地位。這些國家擁有先進(jìn)的加工設(shè)備和完整的加工技術(shù),可以提供航空機(jī)載設(shè)備和武器系統(tǒng)所需的精密和超精密零部件,從而保證了整機(jī)的先進(jìn)性。
美國主要利用其先進(jìn)的加工設(shè)備和檢測(cè)儀器來保證零件的精度機(jī)械加工,而俄羅斯主要利用先進(jìn)的加工技術(shù)來保證零件的精度。與美國、俄羅斯等國家相比,國內(nèi)航空裝備所需精密零件加工存在較大差距。近年來,我國重點(diǎn)發(fā)展超精密加工裝備和檢測(cè)儀器,并取得了長(zhǎng)足進(jìn)展,如非球面超精密加工裝備及技術(shù)、精密零件超精密加工技術(shù)、超精密零件加工技術(shù)研究等。 -精密研磨和拋光。裝備及工藝研究等,開展關(guān)鍵工藝研究遼寧鉚焊廠,一定程度上解決了部分機(jī)載設(shè)備所需的超精密加工技術(shù)問題。但距離規(guī)模化生產(chǎn)還有一定差距,國產(chǎn)設(shè)備和工藝的可靠性和工程化程度有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。超精密加工技術(shù)是美國20世紀(jì)60年代初隨著航空航天等尖端軍事技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。近年來,隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,其發(fā)展趨勢(shì)是:向更高精度、更高效率發(fā)展;向大型化、小型化發(fā)展;向加工與檢測(cè)一體化發(fā)展;向多功能模塊化機(jī)床發(fā)展;不斷探索適合超精密加工的新原理、新方法和新材料。為打破國外技術(shù)裝備封鎖,打贏未來高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng),我們將致力于研究解決我國在研先進(jìn)航空武器裝備以及光電等未來航空系統(tǒng)中的特種關(guān)鍵微納部件。探測(cè)、制導(dǎo)、火控和瞄準(zhǔn)。一級(jí)精密加工檢測(cè)專用裝備和制造工藝技術(shù)為我國新型空射導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈和新一代軍機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)提供了必要的先進(jìn)制造技術(shù)。
3、精密加工與國外的差距。盡管近年來我國超精密加工技術(shù)研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但目前國內(nèi)的成果轉(zhuǎn)化工作仍不理想,如超精密加工設(shè)備國產(chǎn)化、金剛石刀具刃磨與修磨、精密模具制造、制約我國超精密加工技術(shù)發(fā)展的因素主要有以下幾個(gè): (1)技術(shù)因素:國內(nèi)技術(shù)成熟度不夠。超精密加工設(shè)備的發(fā)展基本上屬于樣機(jī)階段。在工程程度、可靠性、外觀等方面還有很多工作要做,客戶很難接受。與國外進(jìn)口設(shè)備相比,國產(chǎn)超精密加工設(shè)備價(jià)格昂貴,且工藝不成熟且不穩(wěn)定。 (2)市場(chǎng)因素:前幾年,超精密加工技術(shù)主要應(yīng)用于軍工高精度零件的加工,且是單件、小批量生產(chǎn)。近年來,光學(xué)鏡片模具在數(shù)碼、辦公自動(dòng)化產(chǎn)品等民用行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用,推動(dòng)了超精密加工技術(shù)的工程化應(yīng)用。但由于我國尚未掌握主流數(shù)字設(shè)備的核心部件技術(shù),這些核心部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口,進(jìn)一步影響了國內(nèi)超精密加工市場(chǎng)。 (3)成本和投資因素:超精密加工技術(shù)是一項(xiàng)高投入的高科技技術(shù),在環(huán)境建設(shè)、設(shè)備配置、后期運(yùn)營成本等方面都需要大量的資金投入。目前,預(yù)研方面投入的資金和精力較多,但工程化方面投入還不夠。美國、英國、日本、德國、荷蘭等發(fā)達(dá)國家在精密和超精密加工技術(shù)方面處于世界前列。
該技術(shù)不僅應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,也應(yīng)用于民用產(chǎn)品的生產(chǎn)。未來一段時(shí)間,我國將以高效超精密加工車床、數(shù)控超精密復(fù)合加工機(jī)床、超精密平面及外圓磨床為重點(diǎn),發(fā)展超精密加工技術(shù)及應(yīng)用工程,驅(qū)動(dòng)多項(xiàng)精密和超精密基本功能部件,如超精密主軸軸系統(tǒng)、超精密伺服進(jìn)給系統(tǒng)、超精密測(cè)量系統(tǒng)和自動(dòng)誤差補(bǔ)償系統(tǒng),是為了滿足高精度的發(fā)展需要而開發(fā)的。航天、航空和計(jì)算機(jī)等科技行業(yè)。