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思政素材

■主题:奋发图强、科技强国

超精密加工设备的发展

美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是目前在该技术领域处于世界领先地位的国家。早在20世纪50年代末,由于航天等尖端技术发展的需要,美国首先发展了单点金刚石超精密切削技术,并且研制出了具有空气轴承主轴的超精密机床,用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面/非球面大型零件等。

20世纪80年代,美国Union Carbide公司、Moore公司和美国空军兵器研究所制定了一个以形状精度为0.1μm、直径为800mm的大型球面光学零件的超精密加工为目标的超精密机床研究计划——POMA(Point One Micrometer Accuracy)计划,这是一个里程碑式的研究计划。20世纪80年代中后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的超精密加工。例如,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)在1984年研制出一台大型光学金刚石车床,至今仍为超精密加工设备的最高水平,可加工大型光学零件(直径达到1.4 m),被加工零件的面形精度达到0.025μm,表面粗糙度 Ra ≤5nm。

一直以来,西方国家对中国超精密加工设备实施严格的禁运。在这种情况下,国内机床行业自力更生。一代又一代的机床人艰苦奋斗,薪火相传,在精密与超精密机床领域取得一个又一个的突破。例如,周勤之院士——中国静压轴承开创人之一,一生致力于精密机床的研究,发明了中国第一台镜面磨床,极大地推动了我国基础工业的发展步伐。又如,徐性初院士长期从事精密计量及精密量仪研制,以及精密加工与超精密机床设计及制造工作,先后成功研制出超精密车床、超精密铣床及高精度圆度仪等新产品。

与工业发达国家相比,我国在超精密加工设备的研制和生产等方面存在着较大的差距。我国的机床研究面临力量分散、没有形成系列化和产业化的局面。我国的超精密加工设备单项技术指标虽然很高,但总体技术水平落后,不足以满足我国超精密加工行业的需求,大部分还只是停留在研究型机床的状态。我国在该领域的基础研究水平虽有很大提高,但在性能完备性、可靠性与精度保持性上还有较大的差距。由于超精密机床设备技术含量高、种类多、批量小、关键部件缺乏国内配套产品支持等原因,因此国内超精密专用的加工与检测设备与国外相比有更大的差距,阻碍了我国高新技术的发展和国防现代化发展的步伐。

星光不负赶路人,江河眷顾奋楫者。我们是见证历史的一代,也是重任在肩的一代。机床制造业是一个国家的工业脊梁,我们有责任也有义务振兴国产机床,做大做强精密与超精密加工机床产业,挺起我国的工业脊梁。

——摘自以下资料:

[1]杨辉.超精密加工设备的发展与展望[J].航空制造技术,2008,(24):42-46.

[2]陈启迪,胡小龙,吝敏等.超精密加工机床发展现状与趋势[J].工具技术,2023,57(6):3-9. cto1Dzj2JhFBWtRP2EVms0leZGbt3M7bNqbvxA8P5N0pArdOzDNZPI5BlH/qm8tZ

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