精密和超精密加工論文27672

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1、精密和超精密加工技術(shù)【摘要】本世紀(jì)的精密加工發(fā)展到超精密加工歷程比較復(fù)雜且難度大，目前超精密加工日趨成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特種加工等。盡管超精密加T迄今尚無確切的定義，但是它仍然在向更高的層次發(fā)展。超精密加工將向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工藝整合化、在線加工檢測一體化、綠色化等方向發(fā)展。在不久的將來，精密加工也必將實現(xiàn)精密化、智能化、自動化、高效信息化、柔性化、集成化。創(chuàng)新思想及先進(jìn)制造模式的提出也必將為精密與超精密技術(shù)發(fā)展提供策略。環(huán)保也是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。一、精密和超精密加工的概念與范疇通常，按

2、加工精度劃分，機(jī)械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前，精密加工是指加工精度為ro.l?;m,表面粗糙度為RaO.ro.01?;m的加工技術(shù)，但這個界限是隨著加工技術(shù)的進(jìn)步不斷變化的，今天的精密加工可能就是明天的?般加工。精密加工所耍解決的問題，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面狀況；二是加工效率，有些加工可以取得較好的加工精度，卻難以取得高的加工效率。精密加工包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等加工技術(shù)。傳統(tǒng)的精密加工方法有砂帶磨削、精密切削、壬行磨、精密研磨與拋光等。a.砂帶磨削是用粘有磨料的混紡布為磨具對工件進(jìn)行加工，屬于涂附磨

3、具磨削加工的范疇，有生產(chǎn)率高、表面質(zhì)量好、使用范圍廣等特點。b?精密切削，也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高精密的機(jī)床和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削加工，主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工，如計算機(jī)用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的金屬反光鏡等，比一般切削加工精度要高廣2個等級。c.術(shù)磨,用油石砂條組成的玷磨頭，在一定壓力下沿工件表面往復(fù)運動，加工后的表面粗糙度可達(dá)RaO.TO.l?;m,最好可到RaO.025?;m,主要用來加工鑄鐵及鋼，不宜用來加工硬度小、韌性好的有色金屬。d.精密研磨與拋光通過介于工件和工具間的磨料及加工液，工件及研具作相互機(jī)械摩擦，

4、使工件達(dá)到所要求的尺寸與精度的加工方法。精密研磨與拋光對于金屬和非金屬工件都可以達(dá)到其他加工方法所不能達(dá)到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度RaWO.025?;m加工變質(zhì)層很小，表面質(zhì)量高，精密研磨的設(shè)備簡單，主要用于平面、圓柱面、齒輪齒面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量規(guī)、量塊、噴油嘴、閥體與閥芯的光整加工。e?拋光是利用機(jī)械、化學(xué)、電化學(xué)的方法對工件表面進(jìn)行的一種微細(xì)加工，主要用來降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或機(jī)械拋光、超芮波拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光及電化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工等。手工或機(jī)械拋光加工后工件表面粗糙度Ra^O.05?;m,可用于

5、平面、柱面、曲面及模具型腔的拋光加工。超聲波拋光加工精度O.OrO.02?;m,表面粗糙度RaO.l?;mo化學(xué)拋光加工的表面粗糙度一般為Ra^O.2?;mo電化學(xué)拋光可提高到RaO.CO.08?mo超精密加工就是在超精密機(jī)床設(shè)備上，利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴(yán)格約束的相對運動，對材料進(jìn)行微量切削，以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過程。當(dāng)前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.lum,表面粗糙度Ra小于0.025um,以及所用機(jī)床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0.Olum的加工技術(shù)，亦稱之為亞微米級加工技術(shù)，J1正在向納米級加工技術(shù)發(fā)展。超精密加工包

6、括微細(xì)加工、超微細(xì)加工、光整加工、精整加工等加工技術(shù)。微細(xì)加工技術(shù)是指制造微小尺寸零件的加工技術(shù)；超微細(xì)加工技術(shù)是指制造超微小尺寸零件的加工技術(shù)，它們是針對集成電路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的絕對值來表示，而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的加工方法，不著重于提高加工精度，其典型加工方法有玷磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上，這些加工方法不僅能提高表面質(zhì)量，而且可以提高加工精度。精整加工是近年來提出的一個新的名詞術(shù)語，它與光整加工是對應(yīng)的，是指既耍降低表面粗糙度和提高表

7、面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì)，乂要提高加工精度（包括尺寸、形狀、位置精度）的加工方法。二、超精密加工的分類a超精密切削超精密切削以SPDT技術(shù)開始，該技術(shù)以空氣軸承主軸、氣動滑板、高剛性、高精度工具、反饋控制和環(huán)境溫度控制為支撐，可獲得納米級表面粗糙度。多采用金剛石刀具銃削，廣泛用于銅的平面和非球面光學(xué)元件、有機(jī)玻璃、塑料制品（如照相機(jī)的塑料鏡片、隱形眼鏡鏡片等）、陶瓷及復(fù)合材料的加工等。未來的發(fā)展趨勢是利用鍍膜技術(shù)來改善金剛石刀具在加工硬化鋼材時的磨耗。b超精密磨削超精密磨削是在一般精密磨削基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種鏡面磨削方法，其關(guān)鍵技術(shù)是金剛石砂輪的修整，使磨粒具有微刃性

8、和等高性。超精密磨削的加工對象主要是脆