9特种加工绪论

特种加工技术金洙吉大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室金洙吉工学博士、教授、博士生导师1995年哈尔滨工业大学机械学专业博士毕业现任中国机械工程学会光整加工专业委员会副主任委员中国特种加工研究会青年工作委员会委员主要研究方向：精密超精密加工、精密特种加工Tel:[phone]E-mail:[e-mail]办公室：现代制造技术研究所220房间1.概论产品/系统中的零件数量一次性打火机：26自行车：102缝纫机：103电视机：103～104汽车：104喷气式飞机：105火箭：106宇宙空间站：106～107制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市场与外部环境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储…）质量控制加工精度对整机性能的影响——东芝机床事件因螺旋桨加工精度问题，美国海军在200海里外即可检测到前苏联核潜艇1983年，日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动数控铣（禁售品）1985年，新型潜艇噪音仅相当于原来潜艇的10％，只能在20海里以内才能侦测出来1986年，一艘美国核潜艇与苏联潜艇相撞。高新技术的发展对加工的要求不断采用硬、脆、软等新型特殊材料（工程陶瓷、复合材料、KDP晶体）采用高精度复杂结构（核潜艇螺旋桨、非球面镜）采用特大或微小件（大型电站设备、微电子产品）采用薄壁低刚度零件（核电站屏蔽泵）直径8.2mm光学元件的纳米加工红外成像导引头整流罩材料—蓝宝石蓝宝石：硬度仅次于金刚石高速飞行中与空气激烈摩擦产生的高温、高热，起到隔热保护作用外，还要具有良好的红外光学性能美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、以色列的“怪蛇5”等大都采用了蓝宝石整流罩金刚石晶圆未来高频高功率电子器件的理想衬底材料金刚石半导体器件的工作温度可达600℃，是硅半导体器件的2倍工作频率高达81GHz，可用于微波、毫米波段超高速计算机芯片等大尺寸多晶金刚石晶圆表面声波滤波器用金刚石晶圆CVD金刚石窗加工工具材料硬度随着被加工材料硬度的提高，加工工具的硬度↑核聚变发电用非线性光学材料—KDP晶体KDP晶体：磷酸二氢钾（KH2PO4）莫氏硬度仅为2.5左右，脆性大，极易潮解用于核聚变发电和强激光武器的光路系统中国神光—Ⅲ原型装置示意图超精密加工得到的KDP晶体非球面光学系统优点：矫正像差、改善像质、扩大视场和增大作用距离集成电路制造中的加工技术1.拉单晶2.切割成硅片3.磨削（或研磨）4.抛光10.平坦化9.沉积金属Cu8.形成阻挡层和籽晶层7.介质层刻蚀6.沉积介质层11.形成多层电路12.划片13.封装14.集成电路10层以上硅片硅片硅片硅片介质层特种加工的概念（Non-TraditionalMachining)是指应用物理的（力、热、声、光、电）或化学的方法，对具有特殊要求或特殊加工对象（难加工材料、形状复杂或尺寸微小件、低刚度工件等）进行加工的手段。也称非传统加工。特种加工的产生与发展1943年，前苏联科学院院士拉扎连柯夫研制出RC放电回路的电火花加工装置50年代初，日本三菱、瑞士阿奇公司研制出电火花加工机床1951年起我国开始了电火花加工的实验研究1959年，哈工大、电工所、上交大等单位派人到前苏联进修1963年，研制出高速走丝数控线切割机床样机1963年，哈工大开设特种加工课程和实验1981年，成立高校特种加工教学研究会特种加工的特点工具硬度可低于被加工材料的硬度属非接触式加工，适合加工低刚度件和弹性元件利用简单的进给运动，可加工复杂型面工件可实现微细加工，获得高尺寸精度和高表面质量的工件特种加工的分类-1特种加工的分类-2