精密加工和超精密加工

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1、现代制造技术精密加工和超精密加工一、概念精密加工：在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到很高程度的加工工艺。超精密加工：加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺。2.1概述桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系加工精度在10µ左右,IT7～IT5,表面粗超度Ra0.8～0.2µm;用于汽车、拖拉机制造等工业，车铣磨刨绞等。一般加工精密加工加工精度在10～0.1µ之间,IT5以上,表面粗超度Ra0.3～0.03µm;用于精密机床、精密测量仪器等中的关键零件加工；金刚车、镗，研磨，珩磨，超精研，砂带磨，镜面磨削，冷压加工等。超精加工加工精度在0.1～0.01µ之间,IT5以上,表面粗超度Ra0

2、.03～0.005µm;用于镜面加工，大规模集成电路基片及上面图形加工，金刚石刀具超精密切削、超精密磨削和研磨、超精密特种加工二、分类桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系三、工艺特点要有相应的精密测量手段3加工不受外界条件变化的干扰21以精密元件为加工对象4常常与微细加工结合在一起5常常和自动控制联系在一起6常常采用复合加工技术桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系2.2精密、超精密切削加工一、起源60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、磁盘，光学扫描用的多面棱镜，大功率激光核聚变装置用的大直径非圆曲面镜，以及各种复杂形状的红外光用的立体镜等等，各种反射镜和多面棱镜精度要求极高，使用磨削、

3、研磨、抛光等方法进行加工，不但加工成本很高，而且很难满足精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、开发了使用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切削加工的方法加工。金刚石刀具拥有很高的高温强度和硬度，而且材质细密，经过精细研磨，切削刃可磨得极为锋利，表面粗糙度值很小，因此可进行镜面切削。金刚石刀具超精密切削主要用于加工铜、铝等有色金属，如高密度硬磁盘的铝合金基片、激光器的反射镜、复印机的硒鼓、光学平面镜，凹凸镜、抛物面镜等。二、金刚石刀具的特点三、影响超精密切削的因素YourTextHereYourTextHereYourTextHere主轴工作环境工件材质导轨液体静压轴承主轴空气静压轴承主轴磁悬浮

4、轴承液体静压导轨空气静压导轨污染振动温度均匀四、应用平面镜的切削多面镜的切削其它零件的切削平面度<0.06µm，表面粗糙度Rmax<0.02µm。面分度精度7.5”，面倾斜精度3.6”，平面度<0.07µm，表面粗糙度Rmax<0.02µm。用于激光印刷机、复印机。球面（球轴承）车削，复印机硒鼓（圆柱面）车削，磁盘基片的车削。四、发展趋势工艺整合化智能化在线加工检测一体化高精度、高效率极端化绿色化一、概念精密砂轮磨削：利用精细修正的粒度为60#～80#的普通砂轮进行磨削，其加工精度可达1µm，表面粗糙度可达Ra0.025µm。超精密砂轮磨削：利用经过仔细修正的粒度为W40～W5的砂轮进行磨削，

5、可以获得加工精度为0.1µm，表面粗糙度为Ra0.025～Ra0.008µm的加工表面。特点：表面变质层和残余应力较小，加工效率比切削加工高。2.3精密、超精密磨削加工普通刚玉、碳化硅磨料、粘合剂、气孔工作层、基体、过渡层工作层（金刚石层）：磨料、结合剂、气孔过渡层（非金刚石层）：结合剂、金属粉、气孔是砂轮的工作部分将金刚石层牢固地连接在基体上承接磨料层，并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨床主轴上基体二、磨料金刚石立方氮化硼（CBN）自然界人类认识的最坚硬的物质，莫氏硬度10；硬度莫氏硬度9.8-10导热系数、热膨胀系数和研磨能力都很突出；导热系数、热膨胀系数和研磨能力也很突出；加工很多硬而脆的

6、材料如硬质合金、陶瓷、宝石玛瑙、玻璃、石材、建材、混凝土和半导体材料等及砂轮的修整；稳定性和化学惰性大大优于金刚石不适宜加工铁族金属材料。适合加工普通磨料难以加工且金刚石又不宜加工的硬而韧的金属材料如工具钢、模具钢、不锈钢、耐热合金等特别是高钒高速钢、铝高速钢等对磨削温度较为敏感的金属材料。三、加工原理精密磨削机理：精密磨削主要是靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极细微的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨削阶段的作用，获得高精度和低表面粗糙度表面。微刃的微切削作用微刃的等高切削作用微刃的滑挤、摩擦、抛光作用1、超精磨削是一种极薄切削，切屑厚度极小，磨削深度

7、可能小于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进行，因此磨削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力，从而磨粒上所承受的切应力就极速地增大，可能接近被磨削材料的剪切强度极限。同时，磨粒切削刃处收到高温和高压的作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高温硬度。超精精磨削机理：2、磨削运动由于弹性弹性让刀量的存在，磨削系统要求高刚度，砂轮修锐质量好，形成切屑的磨削深度小。利用无火花磨削状态，可以降低表面粗超度。四