《精密超精密加工》PPT課件

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1、超精密加工是指被加工零件的尺寸精度為0.1～0.01μm，加工表面粗糙度達Ra0.03～0.0051μm數(shù)量級的加工技術(shù)。隨著加工技術(shù)的發(fā)展，超精密加工的技術(shù)指標也在不斷變化。一般加工：精度10μm左右，Ra0.3～0.8μm；精密加工：精度10—0.1μm左右，Ra0.3—0.03μm；超精密加工：精度0.1—0.01μm左右，Ra0.03—0.05μm；納米加工：精度高于0.001μm，Ra小于0.005μm。超精密加工的主要方法有：1）金剛石刀具超精密切削；2）精密和鏡面磨削；3）精密研磨和拋光；精密與超精密加工技術(shù)1.金剛石刀具超

2、精密切削金剛石刀具擁有很高的高溫強度和硬度，而且材質(zhì)細密，經(jīng)過精細研磨，切削刃可磨得極為鋒利，表面粗糙度值很小，因此可進行鏡面切削。金剛石刀具超精密切削主要用于加工銅、鋁等有色金屬，如高密度硬磁盤的鋁合金基片、激光器的反射鏡、復印機的硒鼓、光學平面鏡，凹凸鏡、拋物面鏡等。2.精密和鏡面磨削磨削時尺寸精度和幾何精度主要靠精密磨床保證，可達亞微米級精度（指精度為1~10-2μm）。在某些超精密磨床上可磨出十納米精度的工件。在精密磨床上使用細粒度磨粒砂輪可磨削出Ra=0.1～0.05μm的表面。使用金屬結(jié)合劑砂輪的在線電解修整砂輪的鏡面磨削技術(shù)

3、可得到Ra0.01～0.002μm的鏡面。3.精密研磨和拋光精密研磨和拋光技術(shù)意指：使用超細粒度的自由磨料，在研具的作用和帶動下加工表面，產(chǎn)生壓痕和微裂紋，依次去除表面的微細突出處，加工出Ra0.01～0.02μm的鏡面。超精密加工是以精密元件為加工對象。超精密加工必須具有穩(wěn)定的加工環(huán)境，即必須在恒溫、超凈、防振等條件下進行。另外，精密測量是超精密加工的必要手段，否則無法判斷加工精度。切削在晶粒內(nèi)進行；切削力＞原子結(jié)合力（剪切應力達13000N/mm2）；刀尖處溫度極高，應力極大，普通刀具難以承受高速切削（與傳統(tǒng)精密切削相反），工件變形小

4、，表層高溫不會波及工件內(nèi)層，可獲得高精度和好表面質(zhì)量。金剛石超精密加工技術(shù)◆機理、特點用于銅、鋁及其合金精密切削（切鐵金屬，由于親合作用，產(chǎn)生“碳化磨損”，影響刀具壽命和加工質(zhì)量）；加工各種紅外光學材料如鍺、硅、ZnS和ZnSe等加工有機玻璃和各種塑料；典型產(chǎn)品：光學反射鏡、射電望遠鏡主鏡面、大型投影電視屏幕、照像機塑料鏡片、樹脂隱形眼鏡鏡片等。◆應用◆金剛石刀具超精切削刀具材料：天然金剛石，人造單晶金剛石性質(zhì)用途無色透明、正八面體形狀的固體，加工后有奪目光澤。經(jīng)仔細琢磨后，成為裝飾品——鉆石。劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探

5、機的鉆頭鉆鑿堅硬的巖層。自然界中存在的最硬物質(zhì),熔點高。金剛石刀具磨損的常見形式為機械磨損和破損。機械磨損——∵機械摩擦、非常微??；破損——∵本身裂紋、沖擊和振動。刀具磨損直接影響到加工質(zhì)量。（具體視加工材料而定）金剛石刀具只能安裝在機床主軸轉(zhuǎn)動非常平穩(wěn)的高精度機床上使用。（不能有振動）。金剛石車床加工4.5mm陶瓷球圖金剛石車床及其加工照片金剛石車床主要性能指標數(shù)控系統(tǒng)分辯率/μm400×2005000～1000050000.1～0.01≤0.2/100≤0.1≤0.1≤1/150≤2/100徑向1140軸向1020640720最大車削

6、直徑和長度/mm最高轉(zhuǎn)速r/min最大進給速度mm/min重復精度(±2σ)/μm主軸徑向圓跳動/μm滑臺運動的直線度/μm主軸前靜壓軸承（φ100mm）的剛度/（N/μm）主軸后靜壓軸承（φ80mm）的剛度/（N/μm）縱橫滑臺的靜壓支承剛度/（N/μm）表1金剛石車床主要性能指標主軸軸向圓跳動/μm橫滑臺對主軸的垂直度/μm精密切削加工精密加工：加工精度為0.1~1um，表面粗糙度為0.02~0.1um。3、增強互換性、促進自動化裝配應用。提高加工精度的好處：1、提高產(chǎn)品的性能與質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性；2、促進產(chǎn)品的小型化；精密加工的關(guān)

7、鍵技術(shù)：1、精密加工機床2、金剛石刀具3、精密切削機理5、誤差補償4、穩(wěn)定的加工環(huán)境6、精密測量技術(shù)精密切削研究最早從金剛石車削開始——金剛石銑削——金剛石鏜削，來加工型面和內(nèi)孔。刀具材料從金剛石刀具材料——立方氮化硼、復合陶瓷等。精密加工的經(jīng)濟性：過去尤其其昂貴的價格、高要求的加工環(huán)境在一定程度上限制精密加工的應用范圍?，F(xiàn)在由于科學技術(shù)發(fā)展和生活水平的提高，精密加工深入到各個領(lǐng)域。機械制造業(yè)：加工工具、卡具、量具，發(fā)達國家已經(jīng)開始零件的精密加工。精密切削機理：采用微量切削方法，對普通切削影響不顯著的因素將成為影響精密切削的主要因素。過渡

8、切削：切削時，刀具的切削刃與工件表面存在的關(guān)系。彈性滑動——塑性滑動——切削——塑性滑動——彈性滑動零件的最終工序的最小切入深度應小于或等于零件的加工精度。切削力的來源：1、切削層金屬、切屑和