现代制造理论与技术三(精密加工及超精密加工理论与方法)

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1、现代制造理论和技术学分3机械工程学院2021/6/22精密与超精密加工2第一部分主要内容第1章机械加工精度第2章机械加工表面质量第3章精密及超精密加工理论与方法第4章高速加工技术第5章机械制造过程中的建模与分析2021/6/22精密与超精密加工33精密与超精密加工理论与方法3.1精密加工和超精密加工技术形成与发展3.2精密加工机理与工艺原则3.3精密加工和超精密加工的体系结构3.4精密加工和超精密切削加工3.5精密加工和超精密特种加工3.6细微加工与纳米制造技术参考资料：张世昌编著，先进制造技术．天津大学出版社，2004王先逵．精密加工技术手册．机械工业出

2、版社，2001内容概要2021/6/22精密与超精密加工43.1精密加工和超精密加工技术形成与发展1）作用和地位精密和超精密加工技术是先进制造技术的基础和关键，也是一个国家制造工业水平的重要标志之一。产品精密化、微型化的发展趋势需要精密与超精密加工技术；发展尖端技术，发展国防工业，发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备；精密工程、微细工程和纳米技术是现代制造技术的前沿，也是今后技术发展的基础。精密加工理论2021/6/22精密与超精密加工5精密加工理论2）精密加工和超精密加工的发展精密加工和超精密加工是在20世纪60年代日本著名学者谷口纪

3、男教授提出来的。2021/6/22精密与超精密加工62）精密加工和超精密加工发展一般加工加工误差大于1μm、表面粗糙度大于Ra0.1μm；精密加工是指加工精度为1~0.1μm、表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术；超精密加工是指加工误差小于0.1~0.01μm、表面粗糙度小于0.01~0.001μm的加工技术，又称之为亚微米级加工。超精密加工现已进入纳米级（加工误差小于0.01~0.001μm、表面粗糙度小于0.0001μm），称之为纳米加工及相应的纳米技术。精密加工和超精密加工的范畴：主要包括微细加工和超微细加工（指制造微小尺寸零件的加工）、光

4、整加工和精整加工（指降低表面粗糙度值和提高表面层力学及机械性质为主的加工）等加工技术。精密加工理论2021/6/22精密与超精密加工7精密加工理论2）精密和超精密加工的发展向高精度、高效率方向发展向大型化、微型化方向发展微细尺寸(1μm)的加工，称为微细加工；超微细尺寸(1nm)的加工，则称为超微细加工。向加工检测一体化发展在线检测与误差补偿新型超精密加工方法的机理新材料的研究超精密加工理论基础和应用技术的发展，提出了量子技术、量子能量的利用，并将和太空技术联系起来。2021/6/22精密与超精密加工83）精密和超精密加工的应用国防工业、宇航工业、信息产品

5、、民品科技1kg重的陀螺转子质量中心偏离其对称轴0.5nm，导弹产生100m的射程误差和50m的轨道误差。飞机发动机转子叶片的加工精度从60μm提高到12μm，而加工表面粗糙度由0.5μm减小到0.2μm，发动机的压缩效率将从89%提高到94%。大型天体望远镜的透镜、微型卫星、纳米卫星，超大规模集成电路、计算机上的芯片、磁板基片、光盘基片，现代小型、超小型的成像设备、激光打印机等。精密加工理论2021/6/22精密与超精密加工94）精密加工和超精密加工的特点(1)形成了系统工程。精密加工和超精密加工是一门多学科的综合高级技术，是加工技术与系统论、方法论、计

6、算机技术、信息技术、传感器技术、检测技术、数字控制技术等的综合。(2)与微细加工和超微细加工关系密切。(3)与特种加工关系密切。(4)加工检测一体化。在精密加工和超精密加工中，加工和检验都是难题，在线检测与动态误差补偿是加工检测一体化的重要举措。(5)与自动化技术联系密切。(6)技术发展与产品需求联系紧密。精密加工理论2021/6/22精密与超精密加工105）精密加工和超精密加工方法与分类加工成形原理分类：去除加工又称为分离加工，是从工件上去除一部分材料。结合加工是利用理化方法将不同材料结合在一起，按结合的机理、方法、强弱等又可分为附着（沉积加工）、注入（

7、渗入加工）和连接三种。变形加工又称为流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能。精密加工理论2021/6/22精密与超精密加工113.2精密加工机理与工艺原则1）加工机理(l)新工艺新方法。传统刀具切削加工、磨料加工、特种加工等已占有重要地位；复合加工，如电解研磨、超声珩磨等，都是加工机理的创新。(2)加工、处理的新概念。突破表现在明确提出了去除加工、结合加工和变形加工，特别是以快速成形制造为代表的“堆积”加工的出现，对加工技术的发展具有里程碑意义。(3)极薄加工具有无限生命力。超精密加工的最终目标是实现原子级加工。目前的

8、极薄切削水平是纳米级，随着科学技术的发展，这个极限将逐步前移。(4