精密和超精密加工论文27672

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1、精密和超精密加工技术【摘要】本世纪的精密加工发展到超精密加工历程比较复杂且难度大，目前超精密加工日趋成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密研磨、超精密特种加工等。尽管超精密加T迄今尚无确切的定义，但是它仍然在向更高的层次发展。超精密加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。在不久的将来，精密加工也必将实现精密化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。创新思想及先进制造模式的提出也必将为精密与超精密技术发展提供策略。环保也是制造业发展的必然趋势。一、精密和超精密加工的概念与范畴通常，按

2、加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为ro.l?;m,表面粗糙度为RaO.ro.01?;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的•般加工。精密加工所耍解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、壬行磨、精密研磨与抛光等。a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨

3、具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。b・精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高广2个等级。c.術磨,用油石砂条组成的玷磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达RaO.TO.l?;m,最好可到RaO.025?;m,主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，

4、使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度RaWO.025?;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。e・抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用來降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超芮波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。手工或机械抛光加工后工件表面粗糙度Ra^O.05?;m,可用于

5、平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。超声波抛光加工精度O.OrO.02?;m,表面粗糙度RaO.l?;mo化学抛光加工的表面粗糙度一般为Ra^O.2?;mo电化学抛光可提高到RaO.CO.08?mo超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.lum,表面粗糙度Ra小于0.025um,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.Olum的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，J1正在向纳米级加工技术发展。超精密加工包

6、括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对值来表示，而不是用所加工尺寸与尺寸误差的比值来表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质的加工方法，不着重于提高加工精度，其典型加工方法有玷磨、研磨、超精加工及无屑加工等。实际上，这些加工方法不仅能提高表面质量，而且可以提高加工精度。精整加工是近年来提出的一个新的名词术语，它与光整加工是对应的，是指既耍降低表面粗糙度和提高表

7、面层力学机械性质，乂要提高加工精度（包括尺寸、形状、位置精度）的加工方法。二、超精密加工的分类a超精密切削超精密切削以SPDT技术开始，该技术以空气轴承主轴、气动滑板、高刚性、高精度工具、反馈控制和环境温度控制为支撑，可获得纳米级表面粗糙度。多采用金刚石刀具铳削，广泛用于铜的平面和非球面光学元件、有机玻璃、塑料制品（如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片等）、陶瓷及复合材料的加工等。未来的发展趋势是利用镀膜技术来改善金刚石刀具在加工硬化钢材时的磨耗。b超精密磨削超精密磨削是在一般精密磨削基础上发展起来的一种镜面磨削方法，其关键技术是金刚石砂轮的修整，使磨粒具有微刃性

8、和等高性。超精密磨削的加工对象主要是脆