第6章精密加工与特种加工简 介 6.1精密加工和超精密加工 62特种加工
第6章 精密加工与特种加工简 介 6.1 精密加工和超精密加工 6.2 特种加工
6.1精密加工和超精密加工 ·6.1.1精空加1和超精密加的基本概念 ·6.1.2精密加工和超精密加工的持点 6.1.3精密加工和超精密加方法
6.1 精密加工和超精密加工 • 6.1.1 精密加工和超精密加工的基本概念 • 6.1.2 精密加工和超精密加工的特点 • 6.1.3 精密加工和超精密加工方法
61.1精加和超精签加的基本 概念 精密加工是指在一定的发展时期,加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺。 超精加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工工艺。可见,精密加 工和超精密加工的概念是与某个时期的加工工艺水平相关联的,随着科技进步精 密加工和超精密加工所能达到的精度将逐步提高。例如在19世纪,加工工件尺寸 公差为lμm的加工被称为超精密加工,而现在超精密加工一般是指工件的尺寸公 差为0.1pm-0.01pm数量级的加工方法
6.1.1 精密加工和超精密加工的基本 概念 • 精密加工是指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺。 超精加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工工艺。可见，精密加 工和超精密加工的概念是与某个时期的加工工艺水平相关联的，随着科技进步精 密加工和超精密加工所能达到的精度将逐步提高。例如在19世纪，加工工件尺寸 公差为1μm的加工被称为超精密加工，而现在超精密加工一般是指工件的尺寸公 差为0.1μm-0.01μm数量级的加工方法
6.1.2精溶加无和超精签加工的持点 1.加工方法 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类: 切削加工:精密切削、微量切削和超精密切削等: 磨削加工:精密磨削、微量磨削和超精密磨削等 特种加工:电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等 复合加工:将几种加工方法复合在一起,如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多 2.加工原则 般加工时,机床的精度总是髙于这被加工零件的精度,这一规律被称为“蜕化 原则。而对于精密加工和超精密加工时,有时可利用低于工件精度的设备、工具, 逕辩方法素挖艺装备,加工出精度商于“母机”的工作母机或工件 ·3.加工设备 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件,如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术
6.1.2 精密加工和超精密加工的特点 • 1. 加工方法 • 目前精密和超精密加工方法根据加工机理可分为四大类： • 切削加工：精密切削、微量切削和超精密切削等； • 磨削加工：精密磨削、微量磨削和超精密磨削等； • 特种加工：电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等； • 复合加工：将几种加工方法复合在一起，如机械化学研磨、超声磨削、电解抛光 等。 • 在精密和超精密加工中特种加工和复合加工方法应用得越来越多。 • 2. 加工原则 • 一般加工时，机床的精度总是高于这被加工零件的精度，这一规律被称为“蜕化” 原则。而对于精密加工和超精密加工时，有时可利用低于工件精度的设备、工具， 通过工艺手段和特殊的工艺装备，加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。 这种方法称为进化加工。 • 3. 加工设备 • 加工设备的几何精度向亚微米级靠近。关键元件，如主轴、导轨、丝杆等广泛采 用液体静压或空气静压元件。 • 定位机构中采用电致伸缩、磁致伸缩等微位移结构。 • 设备广泛采用计算机控制、适应控制、在线检测与误差补偿等技术
·4.切削性能 ·当精密切削的切深在1um以下时,切深可能小于工件材料晶粒的尺寸,因此切削 就在晶粒内进行,这样切削力一定要超过晶粒内部非常大的原子结合力才能切除 切,-n千是县上的剪却应力就雾得常大,2具 刃必须能够承受这个巨大 般的刀具或磨粒材料是无法承受 的。这就需要找到满足加工精度要求的刀具材料和结构。 5.加工环境 密加工和超精密加工环境必须满足恒温、防振、超浄三个方面对环境提出的要 6.工件材料 陧和酊-姴罄栾知玕閃嚣續烈專觌。工件材料必须具有均匀 7.加工与检测一体化 精密测量是进行精密加工和超精密加工的必要条件。不具备与加工精度相适应的 技术,就无法判断被加工件的精度。在精密和超精密加工中广泛采用精密光
• 4. 切削性能 • 当精密切削的切深在1um以下时，切深可能小于工件材料晶粒的尺寸，因此切削 就在晶粒内进行，这样切削力一定要超过晶粒内部非常大的原子结合力才能切除 切屑，于是具上的剪切应力就变得非常大，刀具的切削刃必须能够承受这个巨大 的剪切应力和由此产生的很大的热量，这对于一般的刀具或磨粒材料是无法承受 的。这就需要找到满足加工精度要求的刀具材料和结构。 • 5. 加工环境 • 精密加工和超精密加工环境必须满足恒温、防振、超净三个方面对环境提出的要 求。 • 6. 工件材料 • 用于精密加工和超精密加工的材料要特别注重其加工性。工件材料必须具有均匀 性和性能的一致性，不允许存在内部或外部的微观缺陷。 • 7. 加工与检测一体化 • 精密测量是进行精密加工和超精密加工的必要条件。不具备与加工精度相适应的 测量技术，就无法判断被加工件的精度。在精密和超精密加工中广泛采用精密光 栅、激光干涉仪、电磁比较仪、圆度仪等精密测量仪器