简介机械制造技术的发展

《简介机械制造技术的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、简介机械制造技术的发展第一节　精密加工与细微加工一、精密与超精密加工(一)精密与超精密加工的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。现阶段精密加工的误差范围达到0.1～1μｍ，表面粗糙度Ｒa＜0.1μｍ，称为亚微米加工；超精密加工则是指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到最高程度的加工工艺，现阶段超精密加工的误差可以控制到小于0.1μｍ，表面粗糙度Ｒa＜0.01μｍ，已发展到纳米加工的水平。1983年，日本的田口教授在考察了许多精密与超精密加工实例的基础上，

2、对精密与超精密加工的现状进行了总结，并对其发展趋势进行了预测，如图9-1所示。20多年后的今天重新审视这张图，仍然较准确地把握了精密与超精密加工的过去、现状和未来。精密与超精密加工属于机械制造中的尖端技术，是发展其他高新技术的基础和关键。例如，为了提高导弹的命中精度，导航陀螺仪球的圆度误差要求控制在0.1μｍ之内，表面粗糙度要求Ｒa＜0.01μｍ；喷气发动机转子的加工误差从60μｍ降到12μｍ，可使发动机的压缩效率从89％提高到94％；磁盘记录的密度也在很大程度上取决于磁盘基片加工的平面度水平。因

3、而精密与超精密加工技术的高低是衡量一个国家制造业水平的重要标志。精密与超精密加工技术涉及到许多基础学科(如物理学、化学、力学、电磁学、光学等)和多种新兴技术(如材料科学、计算机技术、自动控制技术、精密测量技术、现代管理科学等)。精密与超精密加工技术的发展，既有赖于这些学科和技术的发展，又会带动和促进相关科学技术的发展，精密与超精密加工技术已经构成高新技术的一个重要生长点。(二)精密与超精密加工的特点(1)“进化”加工原理　一般加工时机床的精度总是高于被加工零件的精度，这一规律称为“蜕化”原理。(2

4、)微量切削机理　与传统切削机理不同，精密与超精密加工中，背吃刀量一般小于晶粒大小，切削在晶粒内进行，必须克服分子与原子之间的结合力，才能形成微量或超微量切屑。(3)综合制造工艺　精密与超精密加工中，要达到加工要求，需要综合考虑加工方法、加工设备与工具、检测手段、工作环境等多种因素。(4)自动化　在精密与超精密加工中，广泛采用计算机控制、自适应控制、在线自动检测与误差补偿技术，以减少人为影响因素，保证加工质量。(5)精密测量　精密测量是精密与超精密加工的必要条件，常成为精密与超精密加工的关键。(6)

5、特种加工与复合加工　传统切削与磨削方法，加工精度有限，精密与超精密加工常采用特种加工与复合加工等新的加工方法。(三)精密与超精密加工方法1.金刚石刀具超精密切削16金刚石刀具超精密切削是微量切削，故其机理与一般切削有较大的差别。金刚石刀具超精密切削时，其背吃刀量可能小于晶粒的大小，切削在晶粒内进行，切削力一定要超过晶体内部原子、分子结合力，刀刃上所承受的应力就急剧增加。切削低碳钢时，其应力值接近抗剪强度。因此刀刃会受到很大的应力，同时产生很大的热量，刀刃切削处的温度将极高，要求刀具材料应有很高的高

6、温强度和红硬性。金刚石刀具不仅具有很高的高温强度和红硬性，而且由于金刚石材料质地细密，经精细研磨，切削刃钝圆半径可达0.02～0.005μｍ，表面粗糙度值可以很小，因此能够进行Ｒa为0.05～0.008μｍ的镜面切削。一般精密与超精密切削通常都是在低速、低压、低温下进行，切削力小，切削温度低，工件被加工表面塑性变形小，加工精度高，表面粗糙度值小，尺寸稳定性好。金刚石刀具超精密切削是在高速、小背吃刀量、小进给量下进行，是高应力、高温切削，由于切屑极薄，切削速度高，不会波及工件内层，因此塑性变形小，可

7、以获得高精度、低表面粗糙度值的加工表面。金刚石刀具切削含碳铁金属材料时，因产生碳铁亲和作用而产生碳化磨损(扩散磨损)，不仅易使刀具磨损，而且影响加工质量。目前金刚石刀具主要用于切削铜、铝及其合金。2.精密磨削1)微刃的微切削作用。2)微刃的等高切削作用。3)微刃的滑挤、磨擦、抛光作用。3.超硬磨料砂轮精密与超精密磨削(1)车削法　用单点、聚晶金刚石笔修整，修整精度和效率较高，但砂轮切削能力较低。(2)磨削法　用碳化硅砂轮修整，修整质量好，效率较高，是目前最广泛采用的方法。(3)电加工法　电解加工法

8、有电解修锐法、电火花修整法，用于金属结合剂砂轮修整，效果较好。4.精密和超精密砂带磨削因此砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小而均匀，具有抛光作用，加工表面粗糙度值小。2)砂带磨粒用静电植砂法制作，磨粒具有方向性，尖端向上，同时磨粒的切削间隔时间长，摩擦热少，散热时间长，热作用小，切屑不易堵塞，有较好的切削性，有效地减少了工件变形和表面烧伤。3)采用强力砂带磨削，其效率可与铣削、砂轮磨削媲美。4)砂带制作比较简单，易于批量生产，价格便宜，使用方便，砂带磨削是一种“廉价”磨削。5)砂带磨削