机械制造技术资源 吉卫喜 主编第五章 精密与超精密加工.ppt

第四节 精密及超精密磨削加工 ? ? ? 精密和超精密磨料加工 ? ? 固结磨料加工 ? 固结磨具 精密砂轮磨削 油石研磨 精密珩磨 涂覆磨具 砂带磨削 砂带研抛 游离磨料加工 精密研磨 ? 精密抛光 一 磨削机理 图5-11 磨粒的微刃性和等高性 二 精密及超精密磨床特点和磨削用量 表5-1 * * * * * * * * * 第一节 概述 一 精密和超精密加工范畴 通常按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工。由于生产技术的不断发展，划分的界限将随着历史进程而逐渐向前推移，过去的精密加工对今天来说已经是普通加工，因此，其划分的界限是相对的，并且在具体数值上至今没有固定的界说。　　当前，精密加工是指加工精度为1 μm～0.1 μm、表面粗糙度为0.1 μm～0.025 μm的加工技术；超精密加工是指加工精度高于0.1 μm、表面粗糙度小于0.025 μm的加工技术。因此，超精密加工又称之为亚微米级加工。超精密加工已进入纳米级精度阶段，故出现了纳米加工及其相应的纳米技术。　　 二 常用精密与超精密加工方法 ? 超 精 密 加 工 ? 高精度加工 高尺寸精度 高形位精度 低粗糙度 金刚石切削 超精密磨削 超精密研磨与抛光 ? ? 微尺寸加工细 ? 物理加工 电火花加工 激光加工 超声波加工 微波加工 喷射加工 ? ? 化学加工 化学能加工 光刻加工 精密电铸 电解加工 ? 三 影响精密和超精密加工的主要因素 ? 1 机床? ??机床必须具有很高的几何精度,定位精度,分辨率及稳定性,还要具有很高的刚度. 三 影响精密和超精密加工的主要因素 ? 2?工作环境? ??精密加工和超精密加工的工作环境对加工质量的影响很大，因此，工作环境是保证加工质量的必要条件。工作环境主要有温度、湿度、净化和防振等方面的要求。? ??(l)恒温。 ??(2)恒湿。??(3)净化。?  三 影响精密和超精密加工的主要因素 ? 3 计量??精密和越精密加工必须具备相应的检测技术和手段，不仅要检测零件的精度和表面粗糙度，而且要检测加工设备及基础元、部件的精度。? 高精度的尺寸、几何形状及位置尺寸等可采用分辨力为0.l～0.01μm的电子测微计、分辨力为0.01～0.001μm的电感测微仪、电容测微仪，以及自准直仪、双频激光干涉仪、圆度仪等来检测。? 三 影响精密和超精密加工的主要因素 ? 4?误差补偿 误差预防、误差补偿、误差预报是精密加工和超精密加工中提高加工精度的重要有效举措。误差预防是通过提高工艺系统精度、保证工作环境的条件等来减少误差源、减少误差的影响，具有治本性；误差补偿是通过修正来抵消或消除误差，具有治标性；而误差预报是根据误差出现的发展趋势，得出预测值，进行相应的补救措施，并可真正做到无滞后的实时补偿，具有主动性。?  图5-1 精密和超精密加工的影响因素 四 精密及超精密加工的特点 (1) 相对性，随时间的推移而变化； (2) 不普及性、必威体育官网网址性； (3) 属于尖端技术； (4) 与测量技术密切相关； (5) 国际竞争中取得成功的关键技术。 第二节 金刚石刀具的超精密切削 一 切削机理 金刚石刀具越精密切削时,刀具切削刃钝圆半径小,切薄能力强,形成流动切屑,因此切削作用是主要的。但由于实际切别刃钝因半径不可能为零,以及修光刃等的作用,因此还伴随着挤压作用。所以金刚石刀具超精密车削表面是由微切削和微挤压而形成,并以微切削为主。 5-2 二、金刚石刀具及其刃磨 三 超精密机床的结构特点 1 超精密机床的总体布局 超精密加工机床是实现超精密加工的首要条件，目前超精密加工机床一般是采用高精度空气静压轴承支撑主轴系统，空气静压导轨支撑进给系统的结构模式。 2 超精密机床主轴部件 主轴 能高速旋转 高精度、高刚度、高稳定性 液体静压轴承 空气静压轴承 主轴驱动方式 电机通过带传递驱动 电机通过柔性联轴器驱动机床主轴 采用内装式同轴电动机驱动机床主轴 5-5 3 床身导轨 床身和导轨材料 优质耐磨铸铁 花岗岩 人造花岗岩 4 进给驱动系统和微量进给机构 进给驱动系统 能实现准确的微量位移和精确定位 滚珠丝杠副驱动 液体静压和空气静压丝杠副驱动 摩擦驱动 导轨结构形式 V-平面 双V形 滚动导轨