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第4章 精密加工和特种加工 精密加工 特种加工 第1节 精密加工 精密加工：加工精度为 1um ，Ra 0.1以下 包括：精整加工、光整加工 精整加工：切除很薄的材料层，提高加工精度，减小Ra 包括：研磨、珩磨 光整加工：不切除或切除极薄的材料层，减小Ra 包括：超级光磨，抛光 一、研磨 1、原理 在研具与工件间放研磨剂，并作复杂的相对运动，在机械和化学作用下切除很薄的一层材料。 2、研磨方法 手工研磨 3、工艺特点 研磨设备简单 可提高尺寸精度和形状精度，0.1 ~ 0.3 um 减小Ra，0.025 um 以下 但不能提高位置精度 生产效率低，加工余量 0.01 ~ 0.03 mm 研磨剂易飞溅，污染环境 4、应用 平面、圆柱面、圆锥面、螺纹、齿面、配合面 精密零件的终加工，如量块、钢球、光学元件、半导体晶体 二、珩磨 1、原理 油石是由磨料制成的，相当砂轮，磨料更微细 珩磨头与主轴浮动连接，可沿孔壁自动导向 尾座孔要珩磨 2、工艺特点 生产效率高，加工余量比研磨大 尺寸精度和形状精度高 ， Ra 0.8 ~ 0.05 但不能提高位置精度 珩磨表面耐磨 珩磨头结构复杂 3、应用 大孔、深孔的精整加工 珩磨外圆、平面、球面和齿面 大批大量生产和单件小批生产中都有应用 三、超级光磨 细磨粒、低硬度油石的磨头，对工件表面光整加工的方法 注入光磨液（煤油），形成油膜 Ra 0.1 ~ 0.01 四、抛光 高速旋转的抛光轮（毛毡、橡胶、皮革等）上涂以磨膏，对工件进行光整加工，也称 “ 镜面加工 ” 多为手工抛光 提高光亮程度，起装饰作用，既不提高精度，也不降低 Ra 五、比较 第2节 特种加工 一、电火花加工 二、电解加工 三、超声波加工 四、激光束加工 五、电子束加工 六、离子束加工 一、电火花加工 1、原理 2、工艺特点 可加工难切削材料 即硬、脆、软、韧、高熔点的导电材料 无切削力，不接触加工 “以柔克刚” ，工具材料软（铜、石墨） 可加工复杂型面零件 3、应用 电火花成型加工 煅模、异型孔 电火花线切割 切割、冲模 电火花小孔加工 喷丝孔 表面强化、打印记 二、电解加工 电化学加工： 电解加工：从工件上去除金属 电镀 ：向工件上沉积金属 1、原理（阳极溶解） 工件阳极反应： Fe2+ + 2(OH)— Fe(OH)2 （沉淀） 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 工具阴极反应：2H+ + 2e— H2 2、工艺特点 （与电火花相同的方面） 可加工难切削材料，如淬火钢、硬质合金 无切削力 可加工复杂型面零件 （与电火花不同的方面） 工具不损耗 生产效率高 精度低、表面无应力和毛刺，Ra 低 对机床有腐蚀 3、应用 型腔、型孔、复杂型面 套料、去毛刺、刻印 电解磨削 适合于大批量生产 三、超声波加工 1、原理（水滴石穿） 超声波频率在16000-25000 Hz间 2、工艺特点 加工硬脆材料，如半导体，玻璃，陶瓷，钻石，玛瑙，金刚石 可加工复杂型面。 作用力小，振幅0.05-0.1 工具硬度低，如45钢 3、应用 加工硬、脆材料的孔加工。如异型孔拉丝模 切割，雕刻。如切硅片 超声波清洗 超声波焊接 四、激光加工 1、原理 2、工艺特点 几乎可以加工任何金属和非金属材料 加工速度快，效率高 无机械力，非接触加工 可透过空气、惰性气体、光学透明介质（玻璃）等加工，如焊接真空管内部器件 3、应用 孔加工。拉丝模、钟表宝石轴承、陶瓷、玻璃、硬质合金、不锈钢材料的小孔加工。 切割、雕刻 激光焊接、激光表面处理。 如淬火、表面合金 五、电子束加工 1、原理 2、工艺特点与应用 几乎可以加工任何材料 加工速度快，效率高 无机械力，非接触加工 可加工深孔、窄缝 在真空中加工，可防止氧化，化学纯度高 可控制性能好 六、离子束加工 1、原理 2、工艺特点与应用 离子束的直径在1um以内 真空中加工，防止氧化 微观作用力 主要用作纳米加工，甚至是分子级、原子级加工，IC 制造 * * 机械研磨 孔 加工各种表面 应用范围 复杂 稍复杂 简单 工具设备 既降低 Ra，又提高尺寸、形状精度 降低 Ra 提高光亮程度 加工质量 生产效率 最低 研磨 较高 最高 珩磨 超级光磨 抛光 *