第1章精密切削加工ppt课件.ppt

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1、精密与特种加工第1章精密切削加工1.1概述1.2精密切削加工机理1.3精密切削加工机床及应用1.4超精密切削加工简介第1章精密切削加工1.1概述Introduction1.1.1概念精密加工精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。不同的发展时期，其技术指标有所不同。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1μm，与之相对应，将加工精度为0.01~1μm，加工表面粗糙度Ra在0.02～0.1μm范围内的加工方法称为精密加工。1983年,日本田口教授经大量考察精密与特种加工厂后,对当代多种加工方法所能达到的精度

2、及其发展趋势有个预测本(下页)图分两个层面来看:各种加工方法的极限;发展趋势.1.1.1概念多种加工方法所能达到的精度及具发展趋势预测见图。1.1.1概念英国Rolls-Royce公司的资料表明，将飞机发动机转子叶片的加工精度由60μm提高到12μm，加工表面粗糙度由Ra0.5μm减少到Ra0.2μm，则发动机的压缩效率将从89％提高到94％。1.1.1概念机械工业提高零件加工精度的主要原因提高零件的加工精度，可提高产品的性能和质量，提高产品的稳定性和可靠性。20世纪80年代初，前苏联从日本引进了四台精密数控铣床，用于加工螺旋桨曲面，

3、使其潜艇的水下航行噪声大幅度下降，即使使用精密的声纳探测装置也很难发现潜艇的行踪。1.1.1概念传动齿轮的齿形及齿距误差直接影响了其传递扭矩的能力。若将该误差从目前的3~6μm降低到1μm，则齿轮箱单位重量所能传递的扭矩将提高近一倍，从而可使目前的齿轮箱尺寸大大缩小。BM公司开发的磁盘，其记忆密度由1957年的300bit/cm2提高到1982年的254万bit/cm2，提高了近l万倍，这在很大程度上应归功于磁盘基片加工精度的提高和表面粗糙度的减小。1.1.1概念提高零件的加工精度可促进产品的小型化。自动化装配是提高装配生产率和装配质

4、量的重要手段。自动化装配的前提是零件必须完全互换，这就要求严格控制零件的加工公差，从而导致零件的加工精度要求极高，精密加工使之成为可能。1.1.1概念提高零件的加工精度可增强零件的互换性，提高装配生产率，促进自动化装配应用，推进自动化生产。1.1.1概念精密加工技术是综合性的技术。实现精密加工的条件：①精密的机床工具设备和刀具；②超精密加工的机理与工艺方法；③精密测量及误差补偿技术；④超精密加工中的工件材料；⑤稳定的环境条件。1.1.1概念精密加工机床精密加工机床是实现精密加工的首要条件。主要研究方向是提高机床主轴的回转精度，工作台的

5、直线运动精度以及刀具的微量进给精度。①采用超精密级的滚动轴承。②采用液体静压轴承和空气静压轴承。其静、动态性能更加优异。精密机床主轴要求具有很高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于主轴轴承。1.1.1概念工作台的直线运动精度是由导轨决定的。精密机床使用的导轨有：滚动导轨液体静压导轨气浮导轨空气静压导轨普通车床精度0.015-0.002mm弹性变形式和电致伸缩式微量进给机构比较适用，尤其是电致伸缩微量进给装置，可以进行自动化控制，有较好的动态特性，在精密机床进给系统中得到广泛的应用。1.1.1概念为了提高刀具的进给精度，必须使用微量

6、进给装置(1)金刚石晶体的晶面选择，这对刀具的使用性能有重要的影响；(2)金刚石刀具刃口的锋利性，即刀具刃口的圆弧半径，它直接影响到切削加工的最小切削深度，影响到微量切除能力和加工质量。1.1.1概念金刚石刀具金刚石刀具是精密切削加工的重要手段金刚石刀具有两个重要的问题要解决：先进国家刃磨金刚石刀具的刃口半径可以小到数纳米的水平。我国目前刃磨的金刚石刀具的刃口半径只能达到0.1～0.3μm。当刃口半径小于0.0lμm时，必须解决测量上的难题。1.1.1概念金刚石刀具精密切削是微量切削，微量切削过程中许多机理方面的问题都有其特殊性，如积

7、屑瘤的形成，鳞刺的产生，切削参数及加工条件对切削过程的影响，以及它们对加工精度和表面质量的影响，都与常规切削有很大的不同。1.1.1概念精密切削机理精密切削加工必须能够均匀地切除极薄的金属层，微量切除是精密加工的重要特征之一。1.1.1概念稳定的加工环境精密加工必须在稳定的加工环境下进行，主要包括恒温恒湿、防振和空气净化三个方面的条件。(1)恒温恒湿.精密加工必须在严格的多层恒温条件下进行，即不仅工作间应保持恒温，还必须对机床本身采取特殊的恒温措施，使加工区的温度变化极小。(2)防振.为了提高精密加工系统的动态稳定性，除在机床结构设计

8、和制造上采取各种减振措施外，还必须用隔振系统来消除外界振动的影响。(3)空气净化.由于精密加工的加工精度和表面粗糙度要求极高，空气中的尘埃将直接影响加工零件的精度和表面粗糙度，因此必须对加工环境的空气进行净化，对大于某一