第3章 先辈制作工艺(收费下载)[整理版].pptVIP

第3章 先进制造工艺;第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing Process;;;;第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing Process;;图3-1 精密加工与超精密加工的发展;;;;;;;;;; 金刚石刀具刃磨 — 通常在铸铁研磨盘上进行研磨 — 晶向选择应使晶向与主切削刃平行 — 圆角半径越小越好（理论可达到1nm）;;;进给;;;; 几种常见砂带磨削方式（图7-27）;;;;;;;;;第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing Process; 微细加工 —— 通常指1mm以下微细尺寸零件的加工，其加工误差为0.1μm ～ 10μm 。 超微细加工 —— 通常指1μm以下超微细尺寸零件的加工，其加工误差为0.01μm ～0.1μm。 精度表示方法——一般尺寸加工，其精度用误差尺寸与加工尺寸比值表示；微细加工，其精度用误差尺寸绝对值表示。 “加工单位”—— 去除一块材料的大小，对于微细加工，加工单位可以到分子级或原子级。 微切削机理——切削在晶粒内进行，切削力要超过晶体内分子、原子间的结合力，单位面积切削阻力急剧增大。;;;;;;图3-37 电磁驱动装置（直线电机）工作原理;;;电极线沿着导丝器中的槽以5～10mm/min的低速滑动，可加工圆柱形的轴（图3-39）。如导丝器通过数字控制作相应的运动，还可加工出各种形状的杆件（图3-40 ）。;;要求：定位精度 0.1μm，重复定位精度 0.01μm 导轨：硬质合金滚动体导轨，或液（气）静压导轨 工作台：粗动 — 伺服电机 + 滚珠丝杠 微动 — 压电晶体电致伸缩机构;利用氩（Ar）离子或其它带有 10keV 数量级动能的惰性气体离子，在电场中加速，以极高速度“轰击”工件表面，进行“溅射”加工。;;◎离子束溅射去除加工可用于非球面透镜成形（需要5坐标运动），金刚石刀具和冲头的刃磨（图3-45），大规模集成电路芯片刻蚀等。;;;;;;;;;;（2）隧道电流反馈控制（图3-54）;;;;图3-57 AFM实物照片;;;;第3章 先进制造工艺 Advanced Manufacturing Process;3.4.1 高速加工技术概述;高速切削不能简单地用某一具体的切削速度值来定义，对于不同的工件材料，其高速切削的速度范围是不同的。考虑到目前的生产实际，不同工件材料切削速度范围的划分如图3-1所示。 ;3.4.1 高速加工技术概述;萨洛蒙曲线 1931年4月德国切削物理学家萨洛蒙 (Carl Salomon)曾根据一些实验曲线，即人们常提及的著名的“萨洛蒙曲线”(图3-2)，提出了超高速切削的理论。;超高速切削的概念 超高速切削的概念可用图3-3表示。萨洛蒙指出：在常规切削速度范围内(图3-3中A区)，切削温度随切削速度的增大而升高。但是，当切削速度增大到某一数值vc之后，切削速度再增加，切削温度反而降低。图3-3中B区在美国被称为“死谷”(Dead valley)。如果能越过这个“死谷”而在超高速区(图3-3中C区)进行加工，则有可能用现有刀具进行超高速切削。;3.4.3 高速加工技术的特点和优势;切削力小，切削温度低。和常规切削加工相比，高速切削加工切削力至少可降低30％，这对于加工刚性较差的零件(如细长轴、薄壁件)来说，可减少加工变形，提高零件加工精度。同时，采用超高速切削，单位功率材料切除率可提高40％以上，有利于延长刀具使用寿命，通常刀具寿命可提高约70％。 工件热变形减少。95％以上的切削热来不及传给工件，而被切屑迅速带走，零件不会由于温升导致弯翘或膨胀变形。因而，超高速切削特别适合于加工容易发生热变形的零件。 加工效率高。超高速切削加工比常规切削加工的切削速度高5～10倍，进给速度随切削速度的提高也可相应提高5～10倍，这样，单位时间材料切除率可提高3—6倍，因而零件加工时间通常可缩减到原来的1／3 。;加工精度高、加工质量好。 由于超高速切削加工的切削力和切削热影响小，使刀具和工件的变形小，工件表面的残余应力小，保持了尺寸的精确性。同时，由于切屑被飞快地切离工件，可以使工件达到较好的表面质量。 加工过程稳定。 超高速旋转刀具切削加工时的激振频率高，已远远超出“机床一工件一刀具”系统的固有频率范围，不会造成工艺系统振动，使加工过程平稳，有利于提高加工精度和表面质量。 加工成本降低 可实现绿色制造。高速加工通常采用干切削方式，使用压缩空气进行冷却，无需切削液及其设备，从