第一篇：精密和超精密加工技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)

《精密和超精密加工技術(shù)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）基本描述

課程名稱：精密和超精密加工技術(shù)

英文譯名：Precision and Ultraprecision Machining Technology 課程學(xué)時(shí)：30 講課：28

實(shí)驗(yàn)：2

上機(jī)：0 適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 開課教研室：機(jī)械制造及其自動(dòng)化系 開課時(shí)間：第七學(xué)期

先修課程：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、測試技術(shù)與儀器、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主要教材及參考書：

1.袁哲俊、王先逵主編《精密和超精密加工技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999年

2.王先逵編《精密加工技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年 3.劉賀云、柳世傳編《精密加工技術(shù)》，華中理工大學(xué)出版社，1991年

（二）課程的性質(zhì)、研究對(duì)象及任務(wù)

精密和超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造學(xué)科的專業(yè)課。本課程研究對(duì)象是精密和超精密加工技術(shù)的基本理論、加工工藝、加工設(shè)備、測量技術(shù)及環(huán)境技術(shù)等。本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生：

1、建立起精密和超精密加工技術(shù)的基本概念，了解精密和超精密加工技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2、掌握精密和超精密加工技術(shù)的基本理論和基本技術(shù)，具有選擇和應(yīng)用精密和超精密加工工藝和設(shè)備的基本能力。

3、了解精密和超精密加工技術(shù)的最新發(fā)展趨勢，新理論和新技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域從事精密和超精密加工工作和研究的能力。

（三）教材的選擇與分析

精密和超精密加工技術(shù)是一門正在不斷發(fā)展的新技術(shù)，國內(nèi)外有關(guān)的教材和書籍不是很多，一些專著也不完全適合作教材。目前國內(nèi)可供選擇的教材有：袁哲俊、王先逵主編《精密和超精密加工技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；王先逵編《精密加工技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社；劉賀云、柳世傳編《精密加工技術(shù)》，華中理工大學(xué)出版社。

1.袁哲俊、王先逵主編《精密和超精密加工技術(shù)》一書，是目前國內(nèi)現(xiàn)有精密和超精密加工技術(shù)教材中比較權(quán)威和使用廣泛的教材，該書比較系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外精密和超精密加工技術(shù)，涉及的面較廣，其內(nèi)容有相當(dāng)?shù)纳疃群蜋?quán)威性，被許多其它學(xué)校使用，并多次再版。在目前情況下是一本比較合適的教材，但不足之處是編寫的時(shí)間較早，未能反映精密和超精密加工技術(shù)最新的發(fā)展情況，有些內(nèi)容不夠系統(tǒng)，需要在講課時(shí)補(bǔ)充部分內(nèi)容。根據(jù)現(xiàn)在的情況和我校的特點(diǎn)，我們選擇該書作為教材。

2．王先逵編《精密加工技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》涉及內(nèi)容較多，適合作為參考工具書使用，由于我們講課學(xué)時(shí)所限，不適合作為教材，可以作為學(xué)生的課外參考書。

3．劉賀云、柳世傳編《精密加工技術(shù)》教材于1991年由華中理工大學(xué)出版社出版，出版時(shí)間較早，不能反映精密和超精密加工技術(shù)的新發(fā)展，內(nèi)容基本上被袁哲俊、王先逵主編《精密和超精密加工技術(shù)》一書所包括，可以作為學(xué)生的課外參考書使用。

（四）本課程各章的主要內(nèi)容與基本要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)、學(xué)時(shí)分配

第1章 精密和超精密加工技術(shù)及其發(fā)展展望（2學(xué)時(shí)）

精密和超精密加工技術(shù)的重要性、現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展展望?；疽螅?/p>

搞清楚本課程學(xué)習(xí)的目的、主要內(nèi)容和方法；了解精密和超精密加工技術(shù)的基本概念、應(yīng)用范圍和重要意義、精密和超精密加工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

重點(diǎn)與難點(diǎn): 精密和超精密加工技術(shù)的基本概念及研究、應(yīng)用范圍。第2章 超精密切削與金剛石刀具（4學(xué)時(shí)）

切削參數(shù)選擇，金剛石刀具的性能、設(shè)計(jì)與制造，切削變形和加工質(zhì)量的影響因素。

基本要求：

了解使用金剛石刀具進(jìn)行超精密切削的基本規(guī)律、超精密切削對(duì)刀具的要求及金剛石刀具的性能、設(shè)計(jì)與制造，單晶金剛石刀具的磨損破損機(jī)理。

重點(diǎn): 1）使用金剛石刀具進(jìn)行超精密切削的特點(diǎn)和基本規(guī)律。2）超精密切削的機(jī)理和對(duì)金剛石刀具性能的要求。3）金剛石刀具的設(shè)計(jì)制造。4）金剛石刀具的磨損破損機(jī)理。難點(diǎn): 1）切削參數(shù)對(duì)加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律。2）金剛石的晶體結(jié)構(gòu)及刀具晶向的選擇。第3章 精密和超精密磨削（4學(xué)時(shí)）

精密和超精密磨削概述，精密磨削，超硬砂輪磨削，超精密磨削，精密和超精密砂帶磨削簡介。

基本要求：

1）了解和掌握精密和超精密磨削的基本原理。

2）掌握超硬磨料砂輪磨削的特點(diǎn)、砂輪修整方法和磨削工藝。

3）掌握超精密磨削的機(jī)理及對(duì)工藝系統(tǒng)的要求。4）了解砂帶磨削的特點(diǎn)和基本原理。重點(diǎn): 1）精密和超精密磨削的機(jī)理及工藝特點(diǎn)。2）超硬磨料砂輪磨削的特點(diǎn)及砂輪修整方法。3）超精密磨削對(duì)工藝系統(tǒng)的要求。難點(diǎn): 1）精密和超精密磨削的機(jī)理。2）超硬磨料砂輪修整方法。第4章 精密研磨和拋光（4學(xué)時(shí)）

研磨拋光機(jī)理、工藝因素，采用新原理的研拋工藝方法。基本要求：

1）了解和掌握研磨和拋光加工的機(jī)理及工藝特點(diǎn)。2）了解影響研磨和拋光加工的主要工藝因素。

3）了解各種新原理的研磨拋光加工方法的機(jī)理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍等。

重點(diǎn):

1）研磨和拋光加工的機(jī)理及工藝特點(diǎn)。2）各種新原理的研磨拋光加工方法 難點(diǎn): 1）研磨和拋光加工的機(jī)理。

2）新原理的研磨拋光加工方法的機(jī)理。第5章 精密和超精密加工的機(jī)床設(shè)備（4學(xué)時(shí)）

精密和超精密加工機(jī)床發(fā)展概述，典型超精密機(jī)床簡介，超精密機(jī)床的主要部件及關(guān)鍵技術(shù)。

基本要求：

1）超精密加工對(duì)機(jī)床的技術(shù)要求、超精密機(jī)床的基本概念。2）了解超精密機(jī)床的技術(shù)特點(diǎn)。

3）掌握超精密機(jī)床主軸、床身和導(dǎo)軌、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等的工作原理和性能特點(diǎn)。

重點(diǎn):

1）超精密機(jī)床的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2）超精密機(jī)床主軸、床身和導(dǎo)軌、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等的工作原理和性能特點(diǎn)。

難點(diǎn):

不同工作原理的機(jī)床主要部件的性能特點(diǎn)及選用。第6章 精密加工中的測量技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

精密加工中長度、直線度、圓度的測量方法，激光測量技術(shù)?；疽螅?/p>

1）了解長度、直線度、圓度的測量方法。2）了解和掌握激光測量原理和特點(diǎn)。重點(diǎn):

1）長度、直線度、圓度的測量原理。2）激光干涉測量原理。難點(diǎn):

激光干涉測量原理。

第7章 在線檢測與誤差補(bǔ)償技術(shù)（2學(xué)時(shí)）在線檢測與誤差補(bǔ)償方法，微位移技術(shù)。基本要求：

1）了解和掌握在線檢測與誤差補(bǔ)償方法的原理和特點(diǎn)。2）了解和掌握微位移技術(shù)的原理和應(yīng)用特點(diǎn)。重點(diǎn):

1）在線檢測與誤差補(bǔ)償方法的原理。2）各種微位移裝置的工作原理 難點(diǎn):

在線檢測與誤差補(bǔ)償方法的原理。

第8章 精密和超精密加工的環(huán)境技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

空氣環(huán)境和熱環(huán)境，振動(dòng)環(huán)境，噪聲和其它環(huán)境，精密和超精密加工的環(huán)境要求及技術(shù)設(shè)施。

基本要求：

1）了解和掌握精密和超精密加工對(duì)環(huán)境的要求。2）了解和掌握振動(dòng)、溫度等環(huán)境對(duì)超精密加工的影響。重點(diǎn):

1）精密和超精密加工對(duì)環(huán)境的要求及措施。2）振動(dòng)、溫度等環(huán)境對(duì)超精密加工的影響。難點(diǎn):

振動(dòng)、溫度等環(huán)境對(duì)超精密加工的影響。

第9章 典型零件的精密和超精密加工技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

典型精密件的加工工藝，半導(dǎo)體基片、光學(xué)非球面等器件加工技術(shù)。基本要求：

了解和掌握半導(dǎo)體基片、光學(xué)非球面等典型器件加工技術(shù)。重點(diǎn):

精密和超精密加工技術(shù)在半導(dǎo)體基片、光學(xué)非球面等重要器件加工中的應(yīng)用。

難點(diǎn):

超精密加工新工藝的綜合應(yīng)用。

第10章 微細(xì)加工和納米加工技術(shù)簡介（2學(xué)時(shí)）

微細(xì)加工技術(shù)的概念、加工機(jī)理及方法簡介，納米和納米加工技術(shù) 5 概述，微機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)簡介。

基本要求：

1）了解和掌握微細(xì)加工技術(shù)的概念、加工機(jī)理及方法 2）了解納米加工技術(shù)和微機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念。重點(diǎn):

1）微細(xì)加工技術(shù)的概念及加工機(jī)理。

2）納米加工技術(shù)和微機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念。難點(diǎn):

微細(xì)加工的機(jī)理。

（五）教學(xué)環(huán)節(jié)

1．課堂講授（28學(xué)時(shí)）任課教師必須做到下面幾點(diǎn)：

1）認(rèn)真?zhèn)湔n，做好教案，熟練掌握課程的基本內(nèi)容。

2）采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、分析問題能力和解決問題能力。

3）講課思路要清晰，包括：問題的提出、解決問題的條件、建立模型、分析解決問題的思路、解題和總結(jié)等；

概念要準(zhǔn)確，重點(diǎn)要突出，理論聯(lián)系實(shí)際，要適時(shí)反映本學(xué)科發(fā)展的前沿理論和技術(shù)，特別是將本單位的科研成果引入課堂。

4）教學(xué)手段要完備，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求，恰當(dāng)運(yùn)用圖片、掛圖、CAI課件和多媒體等。

5）教書育人，為人師表，上課精神飽滿，以人格的魅力和精神氣質(zhì)激發(fā)學(xué)生的求知欲和思維活動(dòng)。

教學(xué)組要開展以下教學(xué)活動(dòng)：

1）集體備課。2）制作CAI課件。3）試講。4）相互聽課。

5）組織課堂教學(xué)檢查，教學(xué)講評(píng)。6）教學(xué)研討，撰寫教研論文。2．實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，由于條件和學(xué)時(shí)限制，安排了2學(xué)時(shí)的超精密車削和磨削實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)每組人數(shù)10人，任課教師要指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，并且批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，寫出評(píng)語，評(píng)出成績。

（六）考核辦法

1.采用累加式考試方法

平時(shí)成績（包括作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考核）20﹪，期末考試成績80﹪。2.期末考試，以考基本理論、基本知識(shí)、考綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力為主，防止死記硬背,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

第二篇：超精密加工與超高速加工技術(shù)

超精密加工與超高速加工技術(shù)

一、技術(shù)概述

超高速加工技術(shù)是指采用超硬材料的刃具，通過極大地提高切削速度和進(jìn)給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。

超高速加工的切削速度范圍因不同的工件材料、不同的切削方式而異。目前，一般認(rèn)為，超高速切削各種材料的切速范圍為：鋁合金已超過1600m/min，鑄鐵為1500m/min，超耐熱鎳合金達(dá)300m/min，鈦合金達(dá)150-1000m/min，纖維增強(qiáng)塑料為2000-9000m/min。各種切削工藝的切速范圍為：車削700-7000m/min，銑削300-6000m/min，鉆削200-1100m/min，磨削250m/s以上等等。

超高速加工技術(shù)主要包括：超高速切削與磨削機(jī)理研究，超高速主軸單元制造技術(shù)，超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)，超高速加工用刀具與磨具制造技術(shù)，超高速加工在線自動(dòng)檢測與控制技術(shù)等。

超精密加工當(dāng)前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μ

m，表面粗糙度Ra小于0.025μ m，以及所用機(jī)床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0.01μ

m的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級(jí)加工技術(shù)，且正在向納米級(jí)加工技術(shù)發(fā)展。

超精密加工技術(shù)主要包括：超精密加工的機(jī)理研究，超精密加工的設(shè)備制造技術(shù)研究，超精密加工工具及刃磨技術(shù)研究，超精密測量技術(shù)和誤差補(bǔ)償技術(shù)研究，超精密加工工作環(huán)境條件研究。

二、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢

1．超高速加工

工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)超高速加工的研究起步早，水平高。在此項(xiàng)技術(shù)中，處于領(lǐng)先地位的國家主要有德國、日本、美國、意大利等。

在超高速加工技術(shù)中，超硬材料工具是實(shí)現(xiàn)超高速加工的前提和先決條件，超高速切削磨削技術(shù)是現(xiàn)代超高速加工的工藝方法，而高速數(shù)控機(jī)床和加工中心則是實(shí)現(xiàn)超高速加工的關(guān)鍵設(shè)備。目前，刀具材料已從碳素鋼和合金工具鋼，經(jīng)高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷材料，發(fā)展到人造金剛石及聚晶金剛石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（CBN）。切削速度亦隨著刀具材料創(chuàng)新而從以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂輪材料過去主要是采用剛玉系、碳化硅系等，美國G．E公司50年代首先在金剛石人工合成方面取得成功，60年代又首先研制成功CBN。90年代陶瓷或樹脂結(jié)合劑CBN砂輪、金剛石砂輪線速度可達(dá)125m/s，有的可達(dá)150m/s，而單層電鍍CBN砂輪可達(dá)250m/s。因此有人認(rèn)為，隨著新刀具（磨具）材料的不斷發(fā)展，每隔十年切削速度要提高一倍，亞音速乃至超聲速加工的出現(xiàn)不會(huì)太遙遠(yuǎn)了。

在超高速切削技術(shù)方面，1976年美國的Vought公司研制了一臺(tái)超高速銑床，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了20000rpm。特別引人注目的是，聯(lián)邦德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所（PTW）從1978年開始系統(tǒng)地進(jìn)行超高速切削機(jī)理研究，對(duì)各種金屬和非金屬材料進(jìn)行高速切削試驗(yàn)，聯(lián)邦德國組織了幾十家企業(yè)并提供了2000多萬馬克支持該項(xiàng)研究工作，自八十年代中后期以來，商品化的超高速切削機(jī)床不斷出現(xiàn)，超高速機(jī)床從單一的超高速銑床發(fā)展成為超高速車銑床、鉆銑床乃至各種高速加工中心等。瑞士、英國、日本也相繼推出自己的超高速機(jī)床。日本日立精機(jī)的HG400III型加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)36000-40000r/min，工作臺(tái)快速移動(dòng)速度為36~40m/min。采用直線電機(jī)的美國Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心進(jìn)給移動(dòng)速度為60m/min。

在高速和超高速磨削技術(shù)方面，人們開發(fā)了高速、超高速磨削、深切緩進(jìn)給磨削、深切快進(jìn)給磨削（即HEDG）、多片砂輪和多砂輪架磨削等許多高速高效率磨削，這些高速高效率磨削技術(shù)在近20年來得到長足的發(fā)展及應(yīng)用。德國Guehring Automation公司1983年制造出了當(dāng)時(shí)世界第一臺(tái)最具威力的60kw強(qiáng)力CBN砂輪磨床，Vs達(dá)到140-160m/s。德國阿享工業(yè)大學(xué)、Bremen大學(xué)在高效深磨的研究方面取得了世界公認(rèn)的高水平成果，并積極在鋁合金、鈦合金、因康鎳合金等難加工材料方面進(jìn)行高效深磨的研究。德國Bosch公司應(yīng)用CBN砂輪高速磨削加工齒輪齒形，采用電鍍CBN砂輪超高速磨削代替原須經(jīng)滾齒及剃齒加工的工藝，加工16MnCr5材料的齒輪齒形，Vs＝155m/s，其Q達(dá)到811mm3/mm.s，德國Kapp公司應(yīng)用高速深磨加工泵類零件深槽，工件材料為100Cr6軸承鋼，采用電鍍CBN砂輪，Vs達(dá)到300m/s，其Q`＝140mm3/mm.s，磨削加工中，可將淬火后的葉片泵轉(zhuǎn)子10個(gè)一次裝夾，一次磨出轉(zhuǎn)子槽，磨削時(shí)工件進(jìn)給速度為1.2m/min，平均每個(gè)轉(zhuǎn)子加工工時(shí)只需10秒鐘，槽寬精度可保證在2μ m，一個(gè)砂輪可加工1300個(gè)工件。目前日本工業(yè)實(shí)用磨削速度已達(dá)200m/s，美國Conneticut大學(xué)磨削研究中心，1996年其無心外圓高速磨床上，最高砂輪磨削速度達(dá)250m/s。

近年來，我國在高速超高速加工的各關(guān)鍵領(lǐng)域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進(jìn)給電機(jī)、陶瓷滾動(dòng)軸承等方面也進(jìn)行了較多的研究，但總體水平同國外尚有較大差距，必須急起直追。

2．超精密加工

超精密加工技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位的國家有美國、英國和日本。這些國家的超精密加工技術(shù)不僅總體成套水平高，而且商品化的程度也非常高。

美國是開展超精密加工技術(shù)研究最早的國家，也是迄今處于世界領(lǐng)先地位的國家。早在50年代末，由于航天等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，美國首先發(fā)展了金剛石刀具的超精密切削技術(shù)，稱為“SPDT技術(shù)”（Single Point Diamond Turning）或“微英寸技術(shù)”（1微英寸＝0.025μ m），并發(fā)展了相應(yīng)的空氣軸承主軸的超精密機(jī)床。用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及載人飛船用球面非球面大型零件等等。如美國LLL實(shí)驗(yàn)室和Y－12工廠在美國能源部支持下，于1983年7月研制成功大型超精密金剛石車床DTM－3型，該機(jī)床可加工最大零件?2100mm、重量4500kg的激光核聚變用的各種金屬反射鏡、紅外裝置用零件、大型天體望遠(yuǎn)鏡（包括X光天體望遠(yuǎn)鏡）等。該機(jī)床的加工精度可達(dá)到形狀誤差為28nm（半徑），圓度和平面度為12.5nm，加工表面粗糙度為Ra4.2nm。該機(jī)床與該實(shí)驗(yàn)室1984年研制的LODTM大型超精密車床一起仍是現(xiàn)在世界上公認(rèn)的技術(shù)水平最高、精度最高的大型金剛石超精密車床。

在超精密加工技術(shù)領(lǐng)域，英國克蘭菲爾德技術(shù)學(xué)院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所（簡稱CUPE）享有較高聲譽(yù)，它是當(dāng)今世界上精密工程的研究中心之一，是英國超精密加工技術(shù)水平的獨(dú)特代表。如CUPE生產(chǎn)的Nanocentre（納米加工中心）既可進(jìn)行超精密車削，又帶有磨頭，也可進(jìn)行超精密磨削，加工工件的形狀精度可達(dá)0.1μ m，表面粗糙度Ra<10nm。

日本對(duì)超精密加工技術(shù)的研究相對(duì)于美、英來說起步較晚，但是當(dāng)今世界上超精密加工技術(shù)發(fā)展最快的國家。日本的研究重點(diǎn)不同于美國，前者是以民品應(yīng)用為主要對(duì)象，后者則是以發(fā)展國防尖端技術(shù)為主要目標(biāo)。所以日本在用于聲、光、圖象、辦公設(shè)備中的小型、超小型電子和光學(xué)零件的超精密加工技術(shù)方面，是更加先進(jìn)和具有優(yōu)勢的，甚至超過了美國。

我國的超精密加工技術(shù)在70年代末期有了長足進(jìn)步，80年代中期出現(xiàn)了具有世界水平的超精密機(jī)床和部件。北京機(jī)床研究所是國內(nèi)進(jìn)行超精密加工技術(shù)研究的主要單位之一，研制出了多種不同類型的超精密機(jī)床、部件和相關(guān)的高精度測試儀器等，如精度達(dá)0.025μ m的精密軸承、JCS－027超精密車床、JCS－031超精密銑床、JCS－035超精密車床、超精密車床數(shù)控系統(tǒng)、復(fù)印機(jī)感光鼓加工機(jī)床、紅外大功率激光反射鏡、超精密振動(dòng)－位移測微儀等，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。航空航天工業(yè)部三零三所在超精密主軸、花崗巖坐標(biāo)測量機(jī)等方面進(jìn)行了深入研究及產(chǎn)品生產(chǎn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在金剛石超精密切削、金剛石刀具晶體定向和刃磨、金剛石微粉砂輪電解在線修整技術(shù)等方面進(jìn)行了卓有成效的研究。清華大學(xué)在集成電路超精密加工設(shè)備、磁盤加工及檢測設(shè)備、微位移工作臺(tái)、超精密砂帶磨削和研拋、金剛石微粉砂輪超精密磨削、非圓截面超精密切削等方面進(jìn)行了深入研究，并有相應(yīng)產(chǎn)品問世。此外中科院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所、華中理工大學(xué)、沈陽第一機(jī)床廠、成都工具研究所、國防科技大學(xué)等都進(jìn)行了這一領(lǐng)域的研究，成績顯著。但總的來說，我國在超精密加工的效率、精度可靠性，特別是規(guī)格（大尺寸）和技術(shù)配套性方面與國外比，與生產(chǎn)實(shí)際要求比，還有相當(dāng)大的差距。

超精密加工技術(shù)發(fā)展趨勢是：向更高精度、更高效率方向發(fā)展；向大型化、微型化方向發(fā)展；向加工檢測一體化方向發(fā)展；機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展；不斷探討適合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世紀(jì)初十年將是超精密加工技術(shù)達(dá)到和完成納米加工技術(shù)的關(guān)鍵十年。

三、“十五”目標(biāo)及主要研究內(nèi)容

1．目標(biāo)

超高速加工到2005年基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min，進(jìn)給速度達(dá)40-60m/min，砂輪磨削速度達(dá)100-150m/s；超精密加工基本實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)加工，加強(qiáng)納米級(jí)加工技術(shù)應(yīng)用研究，達(dá)到國際九十年代初期水平。

2．主要研究內(nèi)容

（1）超高速切削、磨削機(jī)理研究。對(duì)超高速切削和磨削加工過程、各種切削磨削現(xiàn)象、各種被加工材料和各種刀具磨具材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工藝參數(shù)優(yōu)化等進(jìn)行系統(tǒng)研究。

（2）超高速主軸單元制造技術(shù)研究。主軸材料、結(jié)構(gòu)、軸承的研究與開發(fā)；主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及熱態(tài)性研究；柔性主軸及其軸承的彈性支承技術(shù)研究；主軸系統(tǒng)的潤滑與冷卻技術(shù)研究；主軸的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)研究；主軸換刀技術(shù)研究。

（3）超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)研究。高速位置芯片環(huán)的研制；精密交流伺服系統(tǒng)及電機(jī)的研究；系統(tǒng)慣量與伺服電機(jī)參數(shù)匹配關(guān)系的研究；機(jī)械傳動(dòng)鏈靜、動(dòng)剛度研究；加減速控制技術(shù)研究；精密滾珠絲杠副及大導(dǎo)程絲杠副的研制等。

（4）超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究開發(fā)各種超高速加工（包括難加工材料）用刀具磨具材料及制備技術(shù)，使刀具的切削速度達(dá)到國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家90年代末的水平，磨具的磨削速度達(dá)到150m/s以上。

（5）超高速加工測試技術(shù)研究。對(duì)超高速加工機(jī)床主軸單元、進(jìn)給單元系統(tǒng)和機(jī)床支承及輔助單元系統(tǒng)等功能部位和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)，對(duì)超高速加工用刀具磨具的磨損和破損、磨具的修整等狀態(tài)以及超高速加工過程中工件加工精度、加工表面質(zhì)量等在線監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究。

（6）超精密加工的加工機(jī)理研究。“進(jìn)化加工”及“超越性加工”機(jī)理研究；微觀表面完整性研究；在超精密范疇內(nèi)的對(duì)各種材料（包括被加工材料和刀具磨具材料）的加工過程、現(xiàn)象、性能以及工藝參數(shù)進(jìn)行提示性研究。

（7）超精密加工設(shè)備制造技術(shù)研究。納米級(jí)超精密車床工程化研究；超精密磨床研究；關(guān)鍵基礎(chǔ)件，如軸系、導(dǎo)軌副、數(shù)控伺服系統(tǒng)、微位移裝置等研究；超精密機(jī)床總成制造技術(shù)研究。

（8）超精密加工刀具、磨具及刃磨技術(shù)研究。金剛石刀具及刃磨技術(shù)、金剛石微粉砂輪及其修整技術(shù)研究。

（9）精密測量技術(shù)及誤差補(bǔ)償技術(shù)研究。納米級(jí)基準(zhǔn)與傳遞系統(tǒng)建立；納米級(jí)測量儀器研究；空間誤差補(bǔ)償技術(shù)研究；測量集成技術(shù)研究。

（10）超精密加工工作環(huán)境條件研究。超精密測量、控溫系統(tǒng)、消振技術(shù)研究；超精密凈化設(shè)備，新型特種排屑裝置及相關(guān)技術(shù)的研究

第三篇：納米材料與精密加工課程論文

納米生物機(jī)器人與藥物靶向遞送技術(shù)概述

天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)2013級(jí)碩士生

摘要：本文結(jié)合納米技術(shù)課程所學(xué)相關(guān)知識(shí)，對(duì)納米生物機(jī)器人與藥物靶向遞送技術(shù)進(jìn)行概述。首先從該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)生背景著眼，介紹國內(nèi)外對(duì)于納米機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，并引出用于醫(yī)學(xué)的藥物靶向遞送機(jī)器人，論述其應(yīng)用前景和實(shí)用優(yōu)勢；其次，著重介紹該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理以及應(yīng)用進(jìn)展，并總結(jié)目前該技術(shù)中存在主要難題和研究方向；最后，展望微納米生物機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)特別是藥物靶向遞送領(lǐng)域的未來前景及巨大的發(fā)展?jié)摿?。關(guān)鍵詞：納米機(jī)器人 藥物靶向遞送技術(shù)

0 前言

納米機(jī)器人通常是指按照分子水平生物學(xué)原理設(shè)計(jì)制造的可對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”，也稱分子機(jī)器人，屬于分子仿生學(xué)的范疇 ；某些情況下，能進(jìn)行納米尺度微加工或操作的自動(dòng)化裝置也被稱之為納米機(jī)器人。

當(dāng)前生物納米機(jī)器人研究工作已從第一代生物機(jī)械簡單結(jié)合系統(tǒng)（例如用碳納米管作結(jié)構(gòu)件，分子馬達(dá)作為動(dòng)力組件，DNA關(guān)節(jié)作為連接件等）發(fā)展到第二代由原子或分子裝配的具有特定功能的分子器件（例如直接用原子、DNA片斷或者蛋白質(zhì)分子裝配成生物納米機(jī)器人），未來還將向第三代包含納米計(jì)算機(jī)在內(nèi)的進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的操控性納米機(jī)器人發(fā)展。第三代生物納米機(jī)器人目前還處于設(shè)想階段。[1]

納米醫(yī)療機(jī)器人是可以在細(xì)胞內(nèi)或血液中對(duì)納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”,在生物醫(yī)學(xué)工程 中可充當(dāng)微型醫(yī)生,解決傳統(tǒng)醫(yī)生難以解決的問題。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，納米機(jī)器人尚在研究開發(fā)階段，但其潛在應(yīng)用十分廣泛，主要體現(xiàn)在醫(yī)療和軍事上，其中，納米機(jī)器人在醫(yī)療上的潛在應(yīng)用價(jià)值尤其被國內(nèi)外研究人員重視。在生物醫(yī)學(xué)上，納米技術(shù)具有無限的潛力，納米機(jī)器人的研制成功成為納米研發(fā)領(lǐng)域的驕傲。納米機(jī)器人不但能夠修復(fù)細(xì)胞與基因，還能夠清除體內(nèi)垃圾、養(yǎng)護(hù)血管。

2005 年，美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家研制出一種微型機(jī)器，該微型機(jī)器能夠憑借自

身生長的肌肉行走。科學(xué)家在一個(gè)長約200微米的硅制框架上，附上肌肉細(xì)胞，這些細(xì)胞從鼠的心臟中取出，在機(jī)器接近自然狀況的培養(yǎng)環(huán)境中生長分裂。肌肉從溶液中吸收葡萄糖，進(jìn)行收縮和舒張，使得附著在肌肉上的這種衛(wèi)星及其能緩慢前行。這項(xiàng)發(fā)明為微型機(jī)器人動(dòng)力研制提供了方法，以后可能用于研制納米機(jī)器人，在醫(yī)學(xué)上可用于來清除血管內(nèi)的脂肪斑。[2]

2010 年，美國哥倫比亞大學(xué)科學(xué)家研制出一種由DNA分子構(gòu)成的“納米蜘蛛”微型機(jī)器人，如圖 1，它只有4納米，可以跟隨 DNA 運(yùn)行軌跡行走、移動(dòng)，并且具有在二維體表面行走 100 納米的能力，比以前提高了 30 多倍，如果將其用于醫(yī)療事業(yè)，可以幫助人類診療癌癥病患，幫助人類完成外科手術(shù)，清理動(dòng)脈血管垃圾等。[3]

圖1 美國研制的“納米蜘蛛”

加拿大很多醫(yī)學(xué)博士院校也都在這個(gè)領(lǐng)域投入大量的資金，如薩斯卡徹溫大學(xué)工程學(xué)院 Chris ZHANG 的研究團(tuán)隊(duì)已建立了精確追蹤流體介質(zhì)中的納米粒子的理論，該理論的建立為追蹤人體如血管中的納米機(jī)器人奠定了基礎(chǔ)[4]。2007 年 3 月，蒙特利爾理工大學(xué)納米機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的研究人員在醫(yī)用機(jī)器人領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一個(gè)重大技術(shù)突破。他們第一次在計(jì)算機(jī)控制下，成功地引導(dǎo)一個(gè)微型裝置在活體動(dòng)脈內(nèi)以每秒10厘米的速度運(yùn)動(dòng)[5]。

2007 年，法國與德國科學(xué)家合作首次成功研制出可旋轉(zhuǎn)的“分子輪”，并組裝出第一臺(tái)真正意義上的分子機(jī)器——生物納米機(jī)器，其包括2個(gè)直徑0.7納米、由三苯甲基分子組成的“車輪”，所有的分子機(jī)器的化學(xué)結(jié)構(gòu)均被固定在銅基上。該研究成果對(duì)于以后制造復(fù)雜的納米機(jī)器人有著非比尋常的意義[6]。瑞士蘇黎世實(shí)驗(yàn)室和巴塞爾大學(xué)的科學(xué)家也都在研究利用DNA（脫氧核糖核酸）的結(jié)構(gòu)特性為微型機(jī)器人提供動(dòng)力的新方法。利用這一方法，科學(xué)家可能制造出不用電池的新一代微型機(jī)器人。

國內(nèi)的重慶某研究院研制的名為“OMOM 膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)”的納米機(jī)器人醫(yī)生[7]，如圖2所示。

圖2 OMOM膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)

它可以鉆進(jìn)人的肚子里把人體內(nèi)的圖像傳輸?shù)诫娔X屏幕上，該項(xiàng)技術(shù)在全球領(lǐng)先地位。據(jù)介紹，該納米機(jī)器人醫(yī)生以納米技術(shù)的微機(jī)電系統(tǒng)為核心，內(nèi)置有攝像與信號(hào)傳輸?shù)戎悄苎b置，外包無毒耐酸堿塑料，為一次性使用品。中科院沈陽自動(dòng)化所成功研制了一臺(tái)“納米微操作”的機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)，即可以在納米尺度上進(jìn)行操作，其在移動(dòng)納米碳管的操作中，重復(fù)定位精度達(dá)到30 nm。納米生物機(jī)器人與藥物靶向遞送技術(shù)進(jìn)行概述

2.1 背景介紹

將納米生物機(jī)器人用于癌癥治療的藥物靶向遞送技術(shù)是納米機(jī)器人學(xué)和納米醫(yī)學(xué)、納米生物學(xué)的有機(jī)結(jié)合，顯示了引人矚目的應(yīng)用前景。癌癥是嚴(yán)重危害人類健康的常見病、多發(fā)病。大多數(shù)實(shí)體腫瘤外科手術(shù)移除后，剩余的癌細(xì)胞用放療、化療、免疫療法等進(jìn)行處理。但是一旦癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，化療就成為主要的手段了。在傳統(tǒng)的藥物遞送系統(tǒng)里，常規(guī)化療藥物可以靜脈注射，也可以口服。藥物從被注射的地方或者經(jīng)胃腸吸收進(jìn)入血液循環(huán)，運(yùn)動(dòng)到心臟再到全身其他區(qū)域，對(duì)于藥物要靶向的小區(qū)域來說，這個(gè)方法的效率非常低，想達(dá)到希望濃度就導(dǎo)致要使用大劑量化療劑(通常為有毒藥物)，化

療劑在殺傷癌細(xì)胞的同時(shí)，也產(chǎn)生了全身嚴(yán)重的毒副作用。因此迫切需要研究如何采用最有效的方法和途徑使藥物進(jìn)入并作用到身體的希望靶點(diǎn)。藥物靶向遞送治療可以有效解決這些問題，它通過將藥物盡可能有選擇地運(yùn)送到靶部位，提高靶部位的藥物濃度，減少藥物對(duì)全身正常組織毒副作用，來改善癌癥治療的效果。因此，藥物靶向遞送有巨大的潛力。

藥物靶向遞送有多種分類，目前主要采用按靶 向作用方式分類：被動(dòng)靶向，對(duì)靶細(xì)胞無識(shí)別能力，但可經(jīng)血循環(huán)到達(dá)它們不能通過的毛細(xì)血管床，并在該部位釋藥；主動(dòng)靶向，表面經(jīng)修飾的藥物載體可以不被吞噬系統(tǒng)識(shí)別，或連接有特定的配體，與靶細(xì)胞的受體結(jié)合；物理靶向，應(yīng)用外加溫度或磁場等將藥物載體控制靶向到特定部位。

被動(dòng)靶向和主動(dòng)靶向都是按照藥物在體內(nèi)的沉積來完成的，在靶向精確性、藥物濃度方面還存在很多不足。因此，用于把藥物定向到靶點(diǎn)物理靶向是一個(gè)很有前途的方法。磁性藥物靶向治療是物理靶向藥物遞送的一種。常用的一種方法是磁性納米粒子表面涂覆高分子，與藥物結(jié)合后靜脈注射到動(dòng)物體內(nèi)，在外加磁場下通過納米微粒的磁性導(dǎo)航，使其移向病變部位，達(dá)到定向治療的目的。這就是磁性納米粒子在藥物學(xué)中應(yīng)用的基本原理。這里，將磁性納米粒子看作是納米機(jī)器人，它可以自復(fù)制，且被外加磁場所控制，在血管中運(yùn)動(dòng)到靶部位并在靶部位聚集以釋放藥物。

本文介紹了納米技術(shù)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，特別是用于癌癥治療的磁性藥物靶向遞送技術(shù)的研究進(jìn)展。提出用紅細(xì)胞包覆磁性納米粒子作為治療藥物載體的假設(shè)，這樣一群磁性載藥紅細(xì)胞機(jī)器人在磁場控制下，完成在血管里的運(yùn)動(dòng)并將藥物遞送到期望靶點(diǎn)(腫瘤等)。2.2 應(yīng)用機(jī)理

攜帶藥物的磁性載體機(jī)器人在外磁場作用下，在體內(nèi)定位移動(dòng)、聚集，以提高靶部位藥物的濃度，降低藥物對(duì)正常組織的毒性和副作用。磁性藥物靶向的原理由兩步驟組成：一，遞送載藥機(jī)器人到器官里的靶部位。二，載體機(jī)器人在靶部位釋放藥物。其中遞送載藥機(jī)器人到器官靶部位是更為關(guān)鍵的步驟，實(shí)現(xiàn)這一步驟的方法有以下幾種。（1）外部磁場作用下的磁性藥物靶向系統(tǒng)

單一磁場作用在磁性靶向系統(tǒng)上，最常見的一種是在腫瘤部位加外磁場，磁場裝置可以是永磁鐵或電磁鐵，結(jié)構(gòu)可以采用單極式、雙極式。單極式指在腫瘤部位的一側(cè)加磁極；雙極式指在腫瘤部位的兩側(cè)加磁極，將上下磁極做成不同的形狀使其產(chǎn)生不均勻磁場。基于磁性靶向的藥物遞送對(duì)于體內(nèi)藥物定位是很有吸引力的方法，因?yàn)榇帕梢栽谙鄬?duì)大的范圍內(nèi)作用，而且磁場不會(huì)對(duì)絕大多數(shù)生物組織產(chǎn)生影響。過去對(duì)于遞送磁性載體藥物到體內(nèi)特定點(diǎn)的設(shè)備和方法依賴于單個(gè)磁場源，磁場既要磁化載體又要拉動(dòng)它們到體內(nèi)特定點(diǎn)。而且，隨著靶向點(diǎn)在體內(nèi)的深入，場強(qiáng)度很快衰減。因此，考慮外部磁場結(jié)合 內(nèi)部植入共同作用成為新的研究課題。（2）外部磁場與內(nèi)部植入磁體共同作用下的磁性藥物靶向系統(tǒng)

雖然身體外部磁場源能非常好地磁化載體顆粒,但是它們僅能提供一個(gè)弱的磁場梯度來吸引載體顆粒。而內(nèi)部磁體植入提供了一個(gè)強(qiáng)的磁場梯度來吸引載體顆粒，但是它的場強(qiáng)衰退得非?？欤灾劣诓荒艽呕罅孔⑷氲妮d體顆粒。因此一個(gè)新的方法就是利用兩個(gè)獨(dú)立的磁性源來將藥物靶向遞送到局部區(qū)域。分別通過利用微米大小的磁體植入以及結(jié)合大范圍的外部磁場來分別完成磁化載體和提供磁場梯度。

（3）利用高梯度磁性分離原理指導(dǎo)磁性藥物靶向

在磁場區(qū)域(血管分叉點(diǎn))放置一磁性金屬絲，來增加局部磁場梯度，當(dāng)外部磁場作用時(shí)，金屬絲被賦予磁能，金屬絲的曲率越高(比如直徑越小)，磁場的梯度越大，因此磁性藥物載體顆粒受到的力越大。其目的是考慮用磁場的磁力引導(dǎo)磁性藥物載體顆粒通過血液流到靶點(diǎn)，并被磁力駐留在靶點(diǎn)上。該系統(tǒng)由一個(gè)鐵磁體探針(比如針、導(dǎo)管或者外科植入)、磁場生成器(比如外部永磁鐵或電磁場)和磁性藥物載體顆粒組成。用這個(gè)方法能創(chuàng)建一個(gè)有效的磁性藥物靶向系統(tǒng)，來治療人類疾病。

這種利用HGMS原理的新型磁性藥物靶向方法，雖然由于要插入探針、注射器或者導(dǎo)管而導(dǎo)致輕微的介入，但是比傳統(tǒng)的非介入法(比如單獨(dú)應(yīng)用外部磁場)，對(duì)于在靶點(diǎn)收集磁性藥物載體顆粒更有優(yōu)勢，特別在局部疾病點(diǎn)比如腫瘤及心血管疾病的治療上。

（4）利用磁流變特性形成栓塞的磁性靶向系統(tǒng)

Folkman[8]的研究表明，腫瘤包含一個(gè)復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)腫瘤達(dá)到幾個(gè)立方毫米大小時(shí)，它朝著相鄰血管釋放出血管生成因子，發(fā)生了血管新生。

一旦腫瘤得到新的血液供應(yīng)，它將繼續(xù)成長直到擴(kuò)散到其他器官，因而需提出血管新生抑制物作為新的癌癥治療方式。但癌細(xì)胞可能會(huì)變異來抵制藥物，表現(xiàn)為藥物的不可選擇性。目前有不少工作已經(jīng)證明，用磁流變流體和一個(gè)應(yīng)用磁場來阻止血液流動(dòng)到腫瘤來治療腫瘤是可行的。

由于磁流變流體的顯微結(jié)構(gòu)具有因磁場變化而變化的特性，當(dāng)磁場存在時(shí)，流體從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?。與其他固體栓塞形成之后就不再變化不同，磁流變流體的固化僅僅是在磁場下，一旦磁場移走，熱能導(dǎo)致固化的顆粒分解，并轉(zhuǎn)變?yōu)槠湓嫉囊后w狀。注射磁流變流體到血液里，在腫瘤部位加磁場，使其在磁場作用下固化而堵塞腫瘤血管，使血液不能供給腫瘤，最終導(dǎo)致腫瘤死亡。

2.3 納米機(jī)器人及靶向藥物遞送的關(guān)鍵技術(shù)和主要

難題

將納米生物機(jī)器人用于磁性藥物靶向遞送可 以解決傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)無法解決的難題，不過國內(nèi)外磁性藥物靶向治療的整體發(fā)展水平仍然處于基礎(chǔ)研究階段。用納米生物機(jī)器人進(jìn)行靶 向藥物遞送的研究，關(guān)鍵技術(shù)和主要難題如下：

（1）磁性載藥機(jī)器人本身的性質(zhì)，如粒徑大小、磁粒子含量、藥物含量、穩(wěn)定性及釋藥速率等。要保證在磁場作用下，合適的顆粒粒徑能在腫瘤或腫瘤周圍的血管系統(tǒng)形成較高濃度。

（2）磁場性質(zhì)，如磁場強(qiáng)度、磁場梯度、磁場時(shí)間和外磁場的類型等。要保證足夠大 的磁場梯度以吸引磁性載藥機(jī)器人能到達(dá)靶部位。（3）為了理解納米機(jī)器人的原理以及在體內(nèi)微循環(huán)水平上在組織里聚集藥物的機(jī)制，還需要考慮載藥機(jī)器人的參數(shù)(載藥機(jī)器人的表面特征、體積、濃度、邊界條件、血管脈動(dòng)、血液流速、藥物綁定的可逆性和強(qiáng)度及釋放特征)，載藥機(jī)器人接近器官的方式(注入的時(shí)間/路線/期限/率)、磁場的尺寸和強(qiáng)度及磁場應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間。

（4）腫瘤部位的性質(zhì)，如血管分布、通透性、腫瘤部位離磁場的距離、腫瘤部位離給藥部位的距離等。（5）生物安全問題，可分以下幾點(diǎn)：電磁場對(duì)人體是否有影響，涉及到電磁場對(duì)人體生物效應(yīng)的問題，關(guān)于載體的生物可降解性。藥物載體的降解和磁粒子的降解也是非常重要的問題，即藥物載體必須采用良好的生物可降解性材料制備，否則會(huì)發(fā)生阻塞毛細(xì)血管的危險(xiǎn)。3 納米機(jī)器人與藥物靶向遞送技術(shù)展望

納米機(jī)器人學(xué)是獨(dú)具特色、自成體系的，其建立不僅是因?yàn)橛衅惹械男枰?，而且也因?yàn)橛辛藢?shí)現(xiàn)的可能。對(duì)于人體疾病的探索，從肉眼觀察的器官水平，到光學(xué)顯微鏡觀察的細(xì)胞水平，再到電子顯微鏡觀察的納米結(jié)構(gòu)水平的發(fā)展過程，每一步前進(jìn)雖然都帶來過一次飛躍，但疾病對(duì)人類的威脅依然存在，人們對(duì)疾病的征服還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能達(dá)到理想的水平。

把納米生物機(jī)器人技術(shù)的理論與方法引入醫(yī)學(xué)的相關(guān)研究領(lǐng)域，將成為納米科技的重要分支，它是機(jī)器人學(xué)、動(dòng)力學(xué)、納米科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的交叉產(chǎn)物，雖然在國際上剛嶄露頭角，而且各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都處于基礎(chǔ)研究階段，但其發(fā)展的巨大潛力己經(jīng)明示在人們面前。美國、日本、英國等國家紛紛投入大量資金開始這方面的研究。相信在不久的將來，隨著各個(gè)學(xué)科的飛速發(fā)展，微納米生物機(jī)器人在藥物靶向治療上的研究將發(fā)展到一個(gè)新的高度，在臨床上得到廣泛的應(yīng)用，在造福人類的領(lǐng)域建功立業(yè)。

[1]平朝霞.納米機(jī)器人的研究進(jìn)展[J].新材料產(chǎn)業(yè),2012,12:25-28.[2] 佚名.美國研制出納米機(jī)器人[E].中國高?？萍寂c產(chǎn)業(yè)化,2004,(5):12.[3] 美科學(xué)家指出納米機(jī)器人清理動(dòng)脈血管垃圾[EB/OL].新華網(wǎng),2010-5.[4] Wenting Chen.Investigation of Functionalized Carbon Nanotubes as a Delivery System for Enhanced Gene Expression with Implications in Developing DNA Vaccines for Hepatitis C Virus [D].Saskatoon，Canada，2008.[5] 未艾.世界醫(yī)用機(jī)器人中第一個(gè)成功地?zé)o線控制動(dòng)脈內(nèi)裝置運(yùn)動(dòng)[E].中國醫(yī)療器械雜志,2007,31(3):162.[6] 科技日?qǐng)?bào)評(píng)出的2007年國際十大科技新聞[N].科技日?qǐng)?bào),2005.[7] 楊愛敏.納米機(jī)器人——人體健康的清道夫[J].農(nóng)村實(shí)用科技,2007,(3):40.[8] Folkman.J.Fighting cancer by attacking its blood supply[J].Scientific American, 1996, 275(3): 150.

第四篇：Chapt.7_精密與特種加工技術(shù)(課件)

第一章

概

論

第一節(jié)

精密與特種加工的產(chǎn)生背景

機(jī)械制造面臨著一系列嚴(yán)峻的任務(wù)：

⑴ 解決各種難切削材料的加工問題。

⑵ 解決各種特殊復(fù)雜型面的加工問題。

⑶ 解決各種超精密、光整零件的加工問題。

⑷ 特殊零件的加工問題。

第二節(jié)

精密與特種加工的特點(diǎn) 及其對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域的影響

精密與特種加工是一門多學(xué)科的綜合高級(jí)技術(shù)；

精密加工包括微細(xì)加工、光整加工和精整加工等，與特種加工關(guān)系密切。

特種加工是指利用機(jī)、光、電、聲、熱、化學(xué)、磁、原子能等能源來進(jìn)行加工的非傳統(tǒng)加工方法（NTM，Non-Traditional Machining），它們與傳統(tǒng)切削加工的不同特點(diǎn)主要有： ① 主要不是依靠機(jī)械能；

② 刀具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度； ③ 在加工過程中，工具和工件之間不存在顯著的 機(jī)械切削力作用。

精密與特種加工技術(shù)引起了機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的許多變革：

⑴ 提高了材料的可加工性。

⑵ 改變了零件的典型工藝路線。

⑶ 大大縮短新產(chǎn)品試制周期。

⑷ 對(duì)產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生很大的影響。

⑸ 對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的衡量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生重要影響。

第三節(jié)

精密與特種加工的方法及分類

1．加工成形的原理

分為去除加工、結(jié)合加工、變形加工三大類。

去除加工又稱為分離加工，是從工件上去除多余的材料。

結(jié)合加工是利用理化方法將不同材料結(jié)合在一起。

又可分為附著、注入、連接三種。

變形加工又稱為流動(dòng)加工，是利用力、熱、分子運(yùn)動(dòng)等手段使工件產(chǎn)生變形，改變其尺寸、形狀和性能。

2．加工方法機(jī)理

按機(jī)理精密與特種加工分為傳統(tǒng)加工、非傳統(tǒng)加工、復(fù)合加工。

第四節(jié) 精密與特種加工技術(shù)的地位和作用

先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段之一。

發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策，同時(shí)又是一個(gè)國家獨(dú)立自主、繁榮富強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、科技保持先進(jìn)領(lǐng)先的長遠(yuǎn)大計(jì)。

從先進(jìn)制造技術(shù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)而論，主要有精密、超精密加工技術(shù)和制造自動(dòng)化兩大領(lǐng)域。

精密與特種加工技術(shù)水平是一個(gè)國家制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。

精密與特種加工技術(shù)已經(jīng)成為國際競爭中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。產(chǎn)品的實(shí)際制造，必然要依靠精密加工技術(shù)。第二章

金剛石刀具精密切削加工

第一節(jié)

概

述

精密與超精密加工和制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的兩大領(lǐng)域。

加工精度在0.1~1μm，表面粗糙度Ra在0.02~0.1μm之間的加工稱為精密加工；加工精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.01μm的加工稱為超精密加工。

一、超精密加工的難點(diǎn)

精度難以控制； 剛度和熱變形影響； 去除層薄，切應(yīng)力大； 猶如對(duì)不連續(xù)體進(jìn)行切削。

二、超精密加工的方法

按加工方式分：

切削加工、磨料加工、特種加工和復(fù)合加工 按加工機(jī)理和特點(diǎn)分：

去除加工、結(jié)合加工和變形加工 還可分為 傳統(tǒng)加工、非傳統(tǒng)加工和復(fù)合加工

三、超精密加工的實(shí)現(xiàn)條件

超精密加工是多學(xué)科交叉的綜合性高新技術(shù)

① 超精密加工的機(jī)理與工藝方法； ② 超精密加工工藝裝備； ③ 超精密加工工具；

④ 超精密加工中的工件材料； ⑤ 精密測量及誤差補(bǔ)償技術(shù)；

⑥ 超精密加工工作環(huán)境、條件等。

在超精密加工的中，必須綜合考慮以上因素。

第二節(jié)

超精密機(jī)床及其關(guān)鍵部件

一、典型超精密機(jī)床

超精密加工對(duì)機(jī)床的基本要求：

⑴ 高精度 ⑵ 高剛度 ⑶ 高穩(wěn)定性 ⑷ 高自動(dòng)化

大型光學(xué)金剛石車床 ——LODTM

FG-001超精密機(jī)床

OAGM 2500大型超精密機(jī)床

AHNIO型高效專用車削、磨削超精密機(jī)床

二、超精密機(jī)床的主軸部件

主軸部件是保證超精密機(jī)床加工精度的核心。超精密加工對(duì)主軸的要求是極高的回轉(zhuǎn)精度，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，無振動(dòng)。

液體靜壓軸承主軸

空氣靜壓軸承主軸

⑴ 雙半球空氣軸承主軸

⑵ 徑向—推力空氣靜壓軸承主軸

⑶ 球形—徑向空氣軸承主軸

⑷ 立式空氣軸承主軸

主軸的驅(qū)動(dòng)方式

⑴ 柔性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)

⑵ 內(nèi)裝式同軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

超精密機(jī)床主軸和軸承的材料

應(yīng)考慮以下主要因素：① 耐磨損；② 不易生銹腐蝕；③ 熱膨脹系數(shù)小；④ 材料的穩(wěn)定性好。

制造空氣主軸和軸承的材料主要有： ① 經(jīng)表面氮化和低溫穩(wěn)定處理的38CrMoAl氮化鋼；

② 不銹鋼；

③ 多孔石墨和軸承鋼。

另外還有銦鋼、花崗巖、微晶玻璃和陶瓷等。

三、精密導(dǎo)軌部件

超精密機(jī)床的總體布局

T形布局

十字形布局

R-θ 布局

立式結(jié)構(gòu)布局

常用的導(dǎo)軌部件 ⑴ 液體靜壓導(dǎo)軌

花崗巖靜壓導(dǎo)軌

⑵ 空氣靜壓導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌

空氣靜壓導(dǎo)軌

氣浮導(dǎo)軌

床身及導(dǎo)軌的材料

常用的床身及導(dǎo)軌材料有優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵、花崗巖、人造花崗巖等。

微量進(jìn)給裝置

超精密機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)—般采用精密滾珠絲杠副、液體靜壓和空氣靜壓絲杠副。

高精度微量進(jìn)給裝置則有電致伸縮式、彈性變形式、機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)式、熱變形式、流體膜變形式、磁致伸縮式等。

目前高精度微量進(jìn)給裝置的分辨力可達(dá)到0.001~0.01μm。

精密和超精密微位移機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足以下設(shè)計(jì)要求：

① 精微進(jìn)給和粗進(jìn)給分開。

② 運(yùn)動(dòng)部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定度的。

③ 末級(jí)傳動(dòng)元件必須有很高的剛度。

④ 內(nèi)部連接必須可靠，盡量采用整體結(jié)構(gòu)或剛性連接。

⑤ 工藝性好，容易制造。

⑥ 具有好的動(dòng)特性。

⑦ 能實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給的自動(dòng)控制。

⑴ 壓電和電致伸縮微進(jìn)給裝置

⑵ 摩擦驅(qū)動(dòng)裝置

⑶ 機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形微量進(jìn)給裝置

第五節(jié)

金剛石刀具的結(jié)構(gòu)

衡量金剛石刀具質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)：

① 能否加工出高質(zhì)量的超光滑表面；

② 能否有較長的切削時(shí)間保持刀刃鋒銳。設(shè)計(jì)金剛石刀具時(shí)最主要問題有三個(gè)： ① 確定切削部分的幾何形狀；

② 選擇合適的晶面作為刀具的前后面；

③ 確定金剛石在刀具上的固定方法和刀具結(jié)構(gòu)。

一、金剛石刀具切削部分的幾何形狀

⑴ 刀頭形式

金剛石刀具刀頭一般采用在主切削刃和副切削刃之間加過渡刃。國內(nèi)多采用直線修光刃，國外標(biāo)準(zhǔn)的金剛石刀具，推薦的修光刃圓弧半徑R=0.5~3mm。

金剛石刀具的主偏角一般為30?~90?，以45?主偏角應(yīng)用最為廣泛。

⑵ 前角和后角

根據(jù)加工材料不同，金剛石刀具的前角可取0?~5?，后角一般可取5?~6?。

美國EI Contour精密刀具公司的標(biāo)準(zhǔn)金剛石車刀結(jié)構(gòu)如上圖所示。該車刀采用圓弧修光刃，修光刃圓弧半徑R=0.5~1.5mm。后角采用10?，刀具前角可根據(jù)加工材料由用戶選定。

一種可用于車削鋁合金、銅、黃銅的通用金剛石車刀結(jié)構(gòu)如右圖所示?？色@得粗糙度Ra < 0.02~ 0.005μm的表面。

二、選擇合適的晶面作為金剛石刀具前、后面

三、金剛石刀具上的金剛石固定方法 ⑴ 機(jī)械夾固

⑵ 用粉末冶金法固定 ⑶ 使用粘結(jié)或釬焊固定

國內(nèi)外的金剛石刀具使用者一般都不自己磨刀；

Sumitomo公司推出一次性使用不重磨的精密金剛石刀具。

第三章

精密與超精密磨料加工

黑色金屬、硬脆材料的精密與超精密加工，主要是應(yīng)用精密和超精密磨料加工。

所謂精密和超精密磨料加工，就是利用細(xì)粒度的磨粒和微粉對(duì)黑色金屬、硬脆材料等進(jìn)行加工，以得到高加工精度和低表面粗糙度值。

精密和超精密磨料加工可分為固結(jié)磨料和游離磨料加工兩大類。

第一節(jié)

精密磨削

精密磨削是指加工精度為1~0.1μm、表面粗糙度為Ra0.2~0.025μm的磨削方法。

一、精密磨削機(jī)理

靠砂輪的具有微刃性和等高性的磨粒實(shí)現(xiàn)的。⑴ 微刃的微切削作用

⑵ 微刃的等高切削作用

⑶ 微刃的滑擠、摩擦、拋光作用

二、磨削用量

三、精密磨削砂輪

1．砂輪磨料

精密磨削時(shí)所用砂輪的磨料以易于產(chǎn)生和保持微刃及其等高性為原則。

鋼件及鑄鐵件，以采用剛玉磨料為宜。碳化硅磨料主要應(yīng)用于有色金屬加工。

2．砂輪粒度

粗粒度的微切削作用；細(xì)粒度的摩擦拋光作用。

3．砂輪結(jié)合劑

超精密加工用金屬類、陶瓷類結(jié)合劑

四、精密磨削中的砂輪修整

有單粒金剛石修整、金剛石粉末燒結(jié)型修整器修整和金剛石超聲波修整等。

修整用量有：修整導(dǎo)程、修整深度、修整次數(shù)和光修次數(shù)。

五、超精密磨削

超精密磨削是指加工精度達(dá)到或高于0.1μm、表面粗糙度低于Ra0.025μm的砂輪磨削方法，適宜于對(duì)鋼、鐵材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。

鏡面磨削是屬于精密磨削和超精密磨削范疇的加工，是指加工表面粗糙度達(dá)到Ra0.02~0.01μm、表面光澤如鏡的磨削方法。

影響超精密磨削的因素有：超精密磨削機(jī)理、被加工材料、砂輪及其修整、超精密磨床、工件的定位夾緊、檢測及誤差補(bǔ)償、工作環(huán)境、操作水平等。超精密磨削需要—個(gè)高穩(wěn)定性的工藝系統(tǒng)，對(duì)力、熱、振動(dòng)、材料組織、工作環(huán)境的溫度和凈化等都有穩(wěn)定性的要求，并有較強(qiáng)的抗擊來自系統(tǒng)內(nèi)外的各種干擾的能力。

1．超精密磨削機(jī)理

單顆粒磨削的切入模型如圖所示。說明：

① 可視為一彈性系統(tǒng)

②平面磨削的切屑形狀如圖所示

③ 磨削過程分為彈性區(qū)、塑性區(qū)、切削區(qū)、塑性區(qū)，最后為彈性區(qū)

④ 存在微切削作用、塑性流動(dòng)、彈性破壞作用和滑擦作用

磨削狀態(tài)與磨削系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。2．超精密磨削工藝

超精密磨削的砂輪選擇、砂輪修整、磨削液選擇等問題與精密磨削和超硬磨料砂輪磨削有關(guān)問題類同。

超精密磨削的磨削用量。

六、超硬磨料砂輪磨削

超硬磨料砂輪磨削主要是指用金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪加工硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體材料及石材等高硬度、高脆性材料。其突出特點(diǎn)為： ① 磨削能力強(qiáng)，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。② 磨削力小，磨削溫度低，加工表面質(zhì)量好，無燒傷、裂紋和組織變化。③ 磨削效率高。④ 加工成本低。

1．超硬磨料砂輪磨削工藝

⑴ 磨削用量 ⑵ 磨削液：要求磨削液有良好的潤滑性、冷卻性、清洗性和滲透性。

2．超硬磨料砂輪修整

修整是整形和修銳的總稱。

整形是使砂輪具有—定精度要求的幾何形狀； 修銳是去除磨粒間的結(jié)合劑，使磨粒突出結(jié)合劑一定高度，形成良好的切削刃和足夠的容屑空間。

超硬磨料砂輪修整的方法：① 車削法；② 磨削法；③ 滾壓擠軋法；④ 噴射法；⑤ 電加工法；⑥ 超聲波振動(dòng)修整法。

第二節(jié)

精密研磨與拋光

一、研磨加工機(jī)理

精密研磨屬于游離磨粒切削加工，是在剛性研具上注入磨料，在—定壓力下，通過研具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以達(dá)到高級(jí)幾何精度和優(yōu)良表面粗糙度的加工方法。

1．硬脆材料的研磨

硬脆材料研磨的加工模型如圖所示。

研磨磨粒為1μm的氧化鋁和碳化硅等。

2．金屬材料的研磨

金屬材料研磨相當(dāng)于普通切削和磨削的切削深度極小時(shí)的狀態(tài)。

二、拋光加工機(jī)理

拋光是指用低速旋轉(zhuǎn)的軟質(zhì)彈性或粘彈性材料拋光盤，或高速旋轉(zhuǎn)的低彈性材料拋光盤，加拋光劑，具有一定研磨性質(zhì)地獲得光滑表面的加工方法。

拋光使用的磨粒是1μm以下的微細(xì)磨粒。

拋光加工模型如圖3-9所示。

拋光加工是磨粒的微小塑性切削作用和加工液的化學(xué)性溶析作用的結(jié)合。

三、精密研磨、拋光的主要工藝因素

精密研磨拋光的主要工藝因素如表3-5所示。

在一定的范圍內(nèi)，增加研磨壓力可提高研磨效率。

超精密研磨對(duì)研磨運(yùn)動(dòng)軌跡有以下基本要求： ① 工件相對(duì)研磨盤作平面平行運(yùn)動(dòng)，使工件上各點(diǎn)具有相同或相近的研磨行程。

② 工件上任一點(diǎn)不出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的周期性重復(fù)。

③ 避免曲率過大的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角，保證研磨運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

④ 保證工件走遍整個(gè)研磨盤表面，以使研磨盤磨損均勻，進(jìn)而保證工件表面的平面度。

⑤ 及時(shí)變換工件的運(yùn)動(dòng)方向，以減小表面粗糙度值并保證表面均勻一致。

四、研磨盤與拋光盤

1．研磨盤

研磨盤是涂敷或嵌入磨料的載體。

研磨對(duì)研磨盤加工面的幾何精度要求很高。

研磨盤材料硬度要低于工件材料硬度，且組織均勻致密、無雜質(zhì)、無異物、無裂紋和無缺陷，并有一定的磨料嵌入性和浸含性。

常用的研磨盤材料有鑄鐵、黃銅、玻璃等。

研磨盤的結(jié)構(gòu)要具有良好的剛性、精度保持性、耐磨性、排屑性和散熱性。為了獲得良好的研磨表面，常在研磨盤面上開槽。開槽的目的為：

① 存儲(chǔ)多余的磨粒；

② 作為向工件供給磨粒的通道；

③ 作為及時(shí)排屑的通道。

固著磨料研磨盤是一種適用于陶瓷、硅片、水晶等脆性材料精密研磨的研具，具有表面精度保持性好、研磨效率高的優(yōu)點(diǎn)。

2．拋光盤

拋光盤平面精度及其精度保持性是實(shí)現(xiàn)高精度平面拋光的關(guān)鍵。

五、研磨劑與拋光劑

對(duì)研磨用磨粒的基本要求： ① 形狀、尺寸均勻一致；

② 能適當(dāng)?shù)仄扑?，以使切削刃鋒利； ③ 熔點(diǎn)高于工件熔點(diǎn)； ④ 在研磨液中容易分散。

對(duì)于拋光粉用磨粒，除上述要求外，還要考慮與工件材料作用的化學(xué)活性。

研磨拋光加工液主要作用是冷卻、潤滑、均布研磨盤表面磨粒及排屑。對(duì)研磨拋光液的要求： ① 有效地散熱，以防止研磨盤和工件熱變形； ② 粘附低，以保證磨料的流動(dòng)性； ③ 不污染工件；

④ 物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，不分解變質(zhì)； ⑤ 能較好地分散磨粒。

六、非接觸拋光

非接觸拋光是指在拋光中工件與拋光盤互不接觸，依靠拋光劑沖擊工件表面，以獲得加工表面完美結(jié)晶性和精確形狀的拋光方法，其去除量僅為幾個(gè)到十幾個(gè)原子級(jí)。

1．彈性發(fā)射加工

彈性發(fā)射加工是指加工時(shí)研具與工件互不接觸，通過微粒子沖擊工件表面，對(duì)物質(zhì)的原子結(jié)合產(chǎn)生彈性破壞，以原子級(jí)的加工單位去除工件材料，從而獲得無損傷的加工表面。

彈性發(fā)射加工原理

彈性發(fā)射加工方法如圖所示

對(duì)加工頭和工作臺(tái)實(shí)施數(shù)控，可實(shí)現(xiàn)曲面加工。EEM的數(shù)控加工裝置如圖3-11所示。

2．浮動(dòng)拋光

浮動(dòng)拋光裝置如圖所示 拋光機(jī)理

超精密拋光盤的制作是實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)拋光加工的關(guān)鍵。

3．動(dòng)壓浮離拋光 動(dòng)壓浮離拋光平面非接觸拋光裝置如圖所示

工作原理

加工過程中無摩擦熱和工具磨損，標(biāo)準(zhǔn)平面不會(huì)變化

該方法主要用于半導(dǎo)體基片和各種功能陶瓷材料及光學(xué)玻璃平晶的拋光，可同時(shí)進(jìn)行多片加工。4．非接觸化學(xué)拋光

通過向拋光盤面供給化學(xué)拋光液，使其與被加工面作相對(duì)滑動(dòng)，用拋光盤面來去除被加工件面上產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)生成物。這種以化學(xué)腐蝕作用為主，機(jī)械作用為輔的加工，又稱為化學(xué)機(jī)械拋光。水面滑行拋光借助于流體壓力使工件基片從拋光盤面上浮起，利用具有腐蝕作用的液體作加工液完成拋光。

5．切斷、開槽及端面拋光 采用非接觸端面拋光可實(shí)現(xiàn)對(duì)溝槽的壁面、垂直柱狀軸斷面進(jìn)行鏡面加工。

端面非接觸鏡面拋光裝置示意圖如圖所示。

該方法可用于直徑0.1mm左右的光導(dǎo)纖維線路零件的端面鏡面拋光以及精密元件的切斷。

第五篇：精密電火花加工機(jī)的共性技術(shù)

精密電火花加工機(jī)的共性技術(shù)

標(biāo)簽：精密電火花機(jī)|電火花加工

鼎億精密電火花機(jī)廠家為您解說精密精密電火花加工機(jī)的共性技術(shù)

1、自動(dòng)化技術(shù)

如今國內(nèi)人力資源豐富，自動(dòng)化似乎是一種奢侈和浪費(fèi)。但對(duì)于模具工業(yè)，由于熟練操作工的缺乏，能省人工還是很重要的。只要稍稍注意一下，類似信息很多。例如日本牧野公司推薦用一臺(tái)CNC工件和電極機(jī)外預(yù)調(diào)單元，一臺(tái)EDM CIM小型數(shù)據(jù)處理中心和一臺(tái)配置10個(gè)可交換工作臺(tái)的EDGE2電火花成形機(jī)來代替三臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行的EDGE2，人力成本可減少1/3，此外資金投入亦可降低18%，何樂而不為呢？

2、智能技術(shù)

電火花加工從一開始就采用伺服進(jìn)給，有一定的自動(dòng)化。從上世紀(jì)70年代末開始引入數(shù)控技術(shù)，機(jī)床能按編程自動(dòng)定位，手動(dòng)加工。但電火花加工工藝復(fù)雜，隨機(jī)事件多，按既定方針是無法處理的。例如加工間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物的堆積、集中放電、甚至起弧等，都要靠有經(jīng)驗(yàn)的技師不斷觀察、判斷，試探著調(diào)整，排除故障，優(yōu)化加工參數(shù)，才能安全高效，實(shí)在是不容易。這就出現(xiàn)了早期的智能技術(shù)---適應(yīng)控制。今天智能化已成為電火花加工機(jī)床的核心技術(shù)，先進(jìn)程度的標(biāo)志，已滲透到每一個(gè)部件中。這種人工智能體現(xiàn)在能根據(jù)加工要求，按應(yīng)用分類，配以相應(yīng)穩(wěn)定可靠的支撐硬件，以及在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)驗(yàn)證中生成的工藝數(shù)據(jù)庫和計(jì)算方法軟件，這樣一個(gè)完整的體系才稱之為專家系統(tǒng)。

3、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中國即將進(jìn)入WTO，模具工業(yè)和世界接軌勢在必行，所以機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(對(duì)品牌機(jī)這是常規(guī)功能)我們不要忽視了。例如東莞鼎億的機(jī)床可以網(wǎng)絡(luò)遙控完成機(jī)床上除了開機(jī)外所有的事，網(wǎng)上數(shù)據(jù)交換、培訓(xùn)、咨詢、維修保養(yǎng)服務(wù)。用戶只要增加一點(diǎn)點(diǎn)投資，開通聯(lián)網(wǎng)功能，他帶來的好處是長遠(yuǎn)的，非?？捎^的。

4、工藝訣竅

商品價(jià)格中創(chuàng)新(各種專利)和軟件所占比重明顯加大。例如一臺(tái)HP4噴油嘴專用小孔機(jī)，重不過500kg，裝置一眼就能看清楚，開價(jià)高達(dá)50萬美元，理由是它提供整套加工訣竅，能滿足最嚴(yán)格的小孔加工精度要求，CP值在2以上。過去買東西看得見摸得著，沉甸甸的一大堆，心里比較踏實(shí)，如今最值錢的可能就是幾張輕飄飄的盤。但這是按照“交鑰匙”協(xié)議，一旦安裝，立刻能投入正常生產(chǎn)，無需用戶調(diào)試和任何技術(shù)投入，這就是知識(shí)經(jīng)濟(jì)帶來的好處。