精密加工与特种加工

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1、精密加工与特种加工目录1精密与特种加工的产生背景12精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响23精密与特种加工的方法及分类53.1加工成形的原理53.2加工方法机理73.3精密与特种加工技术的地位和作用104精密加工与特种加工的一些具体方面124.1金刚石刀具精密切削加工124.2电火花加工134.3电化学加工144.4激光加工154.5超声波加工154.6电子束和离于束加工154.6.1电子束加工154.6.2离子束加工164.7超高压水射流切割164.8其他精密与特种加工技术17第17页共17页精密加

2、工与特种加工精密与特种加工技术1精密与特种加工的产生背景制造技术的发展已经有几千年的历史，从石器时代、铜器时代、铁器时代到现代的高分子塑料时代；从手工制作、机器制作到现代的智能控制自动化制作：同时，从一般精度加工、精密加工到现代的超精密加工及纳米加工，代表了当前先进制造技术发展的重要方向。由于现代科学技术的迅猛发展，机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。为了适应这些要求

3、，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现。其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使机械制造面临着一系列严峻的任务：1)解决各种难切削材料的加工问题。如硬质合金、钛台金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。2)解决各种特殊复杂型面的加上问题。如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面，各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔，饱管内膛线、喷油嘴，喷丝头上

4、的小孔、窄缝等的加工。3)解决各种超精密、光整零件的加工问题。如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、精密光学透镜、激光核聚变用的曲面镜、高灵敏度的红外传感器等零件的精细表面加工，形状和尺寸精度要求在0．1m以上，表面粗糙度要求在0．01m以上。4)特殊零件的加工问题。如大规模集成电路、光盘基片、复印机和打印机的感光鼓、微型机械和机器人零件、细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。第17页共17页精密加工与特种加工要解决上述一系列问题，仅仅依据传统的切削加工方法很难实现，有些根本无法实现。在生产的迫

5、切需求下，人们通过各种渠道，借助于多种能量形式，不断研究和探索新的加工方法。精密和特种加工技术就是在这种环境和条件下产生和发展起来的。日前，精密与特种加上已经成为制造领域不可缺少的重要方面，在难切削材料、复杂型面、精细零件、低刚度零件、模具加工、快速原形制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用。1精密与特种加工的特点及其对机械制造领域的影响精密与特种加工是一门多学科的综合高级技术，要获得高精度和高质量的加工表面，不仅要考虑加工方法本身，而且涉及被加工的工件材料、加上设备及工艺装备、检测方法、工作环境

6、和人的技艺水平等等。精密与特种加工技术与系统论、方法论、汁算机技术、信息技术、传感器技术、数字控制技术的结合，促成了精密与特种加工系统工程的形成。精密加工的范畴包括微细加工、光整加工和精整加工等，与特种加工关系密切。特种加工是指利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工的非传统加工方法(NTM，Non-TraditionalMaching)，它们与传统切削加工的不同特点主要有；①不是主要依靠机械能，而是主要用其他的能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能等)去除工件材料；②工具的硬度可以低于被加

7、工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加工、离子束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具；⑦在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力作用，工件不承受机械力，特别适合于精密加工低刚度零件。由于具有上述持点，就总体而言，特种加工技术可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属材料或复合材料，而且特别适合于加工复杂、微细表面和低刚度的零件，同时。有些方法还可以用于进行超精密加工、镜面加工、光整加工以及纳米级(原子级)的加工。第17页共17页精密加工与特种加工特种加工技术不仅可以采取单独

8、的加工方法．更可以采用复合加工的方法。近年来复合加工的方法发展迅速，应用十分广泛。目前，许多精密加工和超精密加工力法采用了激光加工、电子束加工、离子束加工等特种加工工艺．开辟了精密加工和超精密加工的新途径，一些高硬度、高脆性的难加工材料，例如淬火钢、硬质合金、陶瓷、石英、金刚石等等，一些刚度差、加工中易变形的零件、例如薄壁零件、弹性零件等等，在精密加工和超精密加工时．特种加工已经成为必要的手段，甚至