精密与特种加工.doc

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1、精密与超精密加工1什么是精密与超精密加工?目前在工业发达国家中,一般工厂能稳定掌握的加工精度是1微米。与此相应,通常将加工精度在0.1~1微米、加工表面粗糙度Ra在0.02~0.1微米之间的加工方法称为精密加工;而将加工精度高于0.1微米、加工表面粗糙度Ra小于0.01微米的加工方法称为超精密加工。2积屑瘤对切削力的影响规律;能够画出积屑瘤的模型;会解释积屑瘤产生规律的原因规律:积屑瘤高时切削力大,积屑瘤小时切削力也小,和普通切削钢时的规律正好相反。普通切削切钢时,积屑瘤可增加刀具的前角,故积屑瘤增大可使切削力下降,但是超精密切削时积屑瘤增大反而使切削力增大;模型如图;产生原

2、因:1)积屑瘤前端R大约2~3μm,实际切削力由积屑瘤刃口半径R起作用,切削力明显增加。2)积屑瘤与切削层和已加工表面间的摩擦力增大,切削力增大。3)实际切削厚度超过名义值,切削厚度增加,切削力增加。3会画金刚石晶体三个面的原子分布图、面网距、面网密度的计算。100晶面110晶面111晶面面积=面积=面积=原子数4x1/4+1=2原子数4x1/4+2x1/2+2=4原子数3x1/6+3x1/2=2面网密度面网密度面网密度面网距面网距面网距4理解掌握我国采用哪个晶面作为前后刀面;为什么?应考虑因素:刀具耐磨性好;刀刃微观强度高,不易产生微观崩刃;刀具和被加工材料间摩擦系数低,使

3、切削变形小,加工表面质量高;制造研磨容易。选用(100)晶面的原因:(111)不适合作前后面。推荐采用(100)晶面作金刚石刀具的前后面,理由如下:1)(100)晶面的耐磨性高于(110)晶面;2)(100)晶面的微观破损强度高于(110)晶面,(100)晶面受载荷时的破损机率比(110)晶面低很多;3)(100)晶面和有色金属之间的摩擦系数要低于(110)晶面的摩擦系数。5理解晶体的解理现象;金刚石哪个晶面容易产生解理现象,为什么?解理现象:是某些晶体特有的现象,晶体受到定向的机械力作用时,沿平行于某个平面平整的劈开的现象;原因:(111)面的宽的面间距(0.154nm)是

4、金刚石晶体中所有晶面间距中的最大的一个,并且其中的连接共价键数最少,只需击破一个价键就可使其劈开,故劈开比较容易。金刚石内部的解理劈开,在绝大多数情况下是与(111)面网平行,在两个相邻的加强(111)面网之间。在解理劈开时,可以得到很平的劈开平面。6精密磨削加工机理;精密磨削砂轮如何选择?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微细的磨削痕迹,残留高度极小,加上无火花磨削阶段的作用,获得高精度和小表面粗糙度表面,因此精密磨削机理可以归纳为以下几点:a微刃的微切削作用;b微刃的等高切削作用;c微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。精密磨削使所

5、用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其等高性为原则。包括砂轮的粒度选择,砂轮结合剂的选择。7超精密磨削加工机理(会画图解释单颗粒的磨削过程)(1)超微量切除精密和超精密磨削是一种极薄切削,切屑厚度极小,磨削深度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急速地增加并变得非常大,可能接近被磨削材料的剪切强度的极限。同时,磨粒切削刃处受到高温和高压作用,要求磨粒材料有很高的高温强度和高温硬度。对于普通磨,在这种高温、高压和高剪切力的作用下,磨粒将会很快磨损或崩裂,以随机方式不断形成新切削刃,虽然使连续磨损成为

6、可能,但得不到高精度、低表面粗糙度值的磨削质量。因此,在超精密磨削时般多采用人造金刚石、立方氮化硼等超硬磨料砂轮。(2)单颗粒磨削加工过程砂轮中的磨粒分布是随机的,磨削时磨粒与工件的接触也是无规律的,为研究方便起见,对单颗粒的磨削加工过程进行分析。1)磨粒是一颗具有弹性支承(结合剂)的和大负前角切削刃的弹性体。2)磨粒切削刃的切入深度是从零开始逐渐增加,到达最大值再逐渐减少,最后到零。3)磨粒磨削时在工件中,开始是弹性区,继而塑性区、切削区、塑性区,最后是弹性区。4)超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用,同时还有滑擦作用。磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实质是

7、工件被磨削的表层,在无数磨粒瞬间的挤压,摩擦作用下产生变形,而后转为磨屑,并形成光洁表面的过程。(3)连续磨削加工过程磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实质是工件被磨削的表层,在无数磨粒瞬间的挤压,摩擦作用下产生变形,而后转为磨屑,并形成光洁表面的过程。8理解掌握砂带磨削方式,特点(加以描述)及应用范围。方式:闭式砂带磨削和开式砂带磨削;(1)闭式砂带磨削采用无接头或有接头的环形砂带,通过张紧轮撑紧,由电动机通过接触论带动砂带高速回转,并有工件回转,砂带头架或工作台作纵向及横向进给运动,从而对工件进行

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