精密和超精密加工的課件.ppt

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1、第九章精密和超精密加工的支撐環(huán)境支撐環(huán)境是指精密和超精密加工工藝系統(tǒng)與工人的操作經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平之外的必須加以控制的各個(gè)外部環(huán)境。包括空氣環(huán)境、熱環(huán)境、振動(dòng)環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境和電場(chǎng)、電磁環(huán)境等。各種不同的精密和超精密加工方法，需要對(duì)不同的支撐環(huán)境方面進(jìn)行不同程度的控制。第一節(jié)空氣環(huán)境和熱環(huán)境一、空氣環(huán)境表9—2日常環(huán)境中空氣的含塵量表9—3空氣潔凈度等級(jí)表9—4各潔凈度級(jí)別的上限濃度空氣環(huán)境中主要應(yīng)控制的品質(zhì)除了潔凈度之外，還有氣流速度、壓力和有害氣體等。二、熱環(huán)境熱環(huán)境中主要應(yīng)控制的品質(zhì)為溫度和濕度。1)溫度對(duì)機(jī)床

2、的影響；2)溫度對(duì)工件加工精度的影響；3)溫度對(duì)測(cè)量的影響。恒溫條件:1)恒溫基數(shù)2)恒溫精度精密和超精密加工對(duì)環(huán)境的相對(duì)濕度也有一定的要求。相對(duì)濕度：空氣中水蒸汽分壓力和同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比。它反映了濕空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度。相對(duì)濕度值小，表示空氣離飽和程度遠(yuǎn)，空氣較為干燥，吸收水蒸汽能力強(qiáng)，相對(duì)濕度值大，表示空氣接近飽和程度，空氣較為潮濕，吸收水蒸汽能力弱。1、濕度過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生許多對(duì)精密和超精密加工不利的因素①相對(duì)濕度超過(guò)50％時(shí)會(huì)使機(jī)床和儀器發(fā)生銹蝕，光學(xué)鏡頭出現(xiàn)霉斑，嚴(yán)重影響儀器設(shè)備的性能。②

3、相對(duì)濕度超過(guò)55％時(shí)會(huì)使冷卻水管壁上出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，假如是發(fā)生在精密裝置的電路系統(tǒng)當(dāng)中，將是引發(fā)各種事故的隱患。③濕度太高時(shí)，空氣中的水分子將把硅片表面粘著的塵?；瘜W(xué)吸附在表面上而難于清除。2、相對(duì)濕度過(guò)低也不利于精密和超精密加工當(dāng)相對(duì)濕度低于30%時(shí)，有些材料由于干燥而變脆和易燃；靜電力的作用使塵埃更易吸附于物體表面，某些半導(dǎo)體器件容易發(fā)生擊穿。一般情況下，相對(duì)濕度應(yīng)．控制在35％到45％之間，濕度的波動(dòng)范圍相應(yīng)規(guī)定了±10％、±5%和±2%幾個(gè)等級(jí)。當(dāng)前精度要求非常嚴(yán)格的某些半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)需要將濕度度波動(dòng)范圍控制為

4、1%，而且今后會(huì)更加嚴(yán)格。三、潔凈室潔凈室：將室內(nèi)空氣中塵埃微粒、溫度、濕度、壓力流速和氣流的分布形式及其形狀等控制在一定范圍內(nèi)的房間。它為精密和超精密加工提供了必需的空氣環(huán)境和熱環(huán)境，是整個(gè)支撐環(huán)境的重要基礎(chǔ)設(shè)施。1、實(shí)現(xiàn)空氣凈化的基本要求(1)發(fā)塵量要小(2)及時(shí)排除塵埃(3)供給潔凈的空氣（形成壓差，外面的一般空氣進(jìn)不去）2、空氣過(guò)濾器空氣過(guò)濾器是空氣凈化的關(guān)鍵設(shè)備。3、氣流組織主要作用：①把已有的塵埃盡快而有效地排出去，②并阻止外界塵埃進(jìn)入。注意：在此過(guò)程中要防止塵埃二次飛揚(yáng)，以減少塵埃對(duì)工藝過(guò)程的污染。工作

5、區(qū)的氣流速度應(yīng)滿足空氣潔凈度的要求。潔凈室的氣流組織型式主要有亂流和層流兩種型式。4、正壓控制——室內(nèi)空氣壓力高于室外5、溫度和濕度的控制四、分層次的局部環(huán)境①精密和超精密加工要求的支撐環(huán)境因行業(yè)不同而有所不同，②即使是同一種行業(yè)，不同工序要求的環(huán)境也不相同。第二節(jié)振動(dòng)環(huán)境一、振動(dòng)干擾的影響振動(dòng)影響加工精度和表面質(zhì)量。振動(dòng)的振幅和頻率對(duì)加工都有影響。1)室內(nèi)振動(dòng)：人員行走產(chǎn)生的振動(dòng)設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)物料搬運(yùn)產(chǎn)生的振動(dòng)輔助設(shè)施產(chǎn)生的振動(dòng)2)室外振動(dòng)：交通運(yùn)輸產(chǎn)生的振動(dòng)工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)建設(shè)施工產(chǎn)生的振動(dòng)輔助設(shè)備產(chǎn)生的振

6、動(dòng)3)自然界振動(dòng)：常時(shí)微動(dòng)及風(fēng)等二、振動(dòng)干擾的消除1、內(nèi)部振動(dòng)干擾的消除——防振(1)提高設(shè)備回轉(zhuǎn)零件的動(dòng)平衡精度(2)減少設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)干擾(3)減少液壓系統(tǒng)的干擾(4)提高加工設(shè)備的抗振性2、外界振動(dòng)干擾的消除——隔振第三節(jié)噪聲環(huán)境一、噪聲及其影響噪聲：使人煩惱和對(duì)工作有妨礙的聲音。組成：由各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音雜亂無(wú)章地組合而成的。噪聲的影響主要是對(duì)操作工人的影響衡量潔凈室噪聲的主要指標(biāo)是：(1)把噪聲使人產(chǎn)生的煩惱情緒分為①極安靜、②很安靜、③較安靜、④稍嫌吵鬧，⑤比較吵鬧和⑥極吵鬧六個(gè)等級(jí)。(2)從三

7、個(gè)方面評(píng)價(jià)噪聲對(duì)工作效率的影響①集中精神高影響率、②動(dòng)作準(zhǔn)確性高影響率③工作速度高影響率。一般噪聲在70dB以下時(shí)對(duì)工作效率影響不大。(3)把噪聲對(duì)綜合通訊的干擾分為①清楚或滿意、②稍困難、③困難、④不可能四個(gè)等級(jí)。資料表明在65dB以下時(shí)，能保證一般通話。二、噪聲源①空氣動(dòng)力噪聲②機(jī)械噪聲③電磁噪聲④固體噪聲三、噪聲控制1、從噪聲源入手，盡量減少噪聲源或降低噪聲輻射，包括①盡可能選用低速低噪聲的加工設(shè)備和輔助設(shè)施，②嚴(yán)格控制送風(fēng)管道等空調(diào)系統(tǒng)中的氣流速度，③使用高質(zhì)量、高性能的電．器元件，④遠(yuǎn)離外界的強(qiáng)噪聲源，如公

8、路、工廠、學(xué)校等，這些都是控制噪聲源的有效措施。2、在噪聲傳播的過(guò)程中采取控制措施，它們包括①隔聲②吸聲③消聲第四節(jié)其它環(huán)境一、光環(huán)境潔凈室的照明方式有三種：①一般照明。②局部照明。③混合照明。大多數(shù)的精密和超精密加工場(chǎng)合都是采用混合照明。光環(huán)境有兩個(gè)主要指標(biāo)：①照度②眩光1、照度：?jiǎn)挝槐徽彰娣e上接受的光通量（單位是Lx）。加工時(shí)，操作越精細(xì)，