精密超精密加工和特种加工方法
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精密和超精密加⼯复习整理资料1.精密和超精密加⼯⽬前包含的三个领域:超精密切削、精密和超精密磨削研磨和精密特种加⼯2.超精密加⼯中超稳定的加⼯环境条件主要指(恒温)、(恒湿)、(防振)和(超净)四个⽅⾯的条件。
3.电⽕花型腔加⼯的⼯艺⽅法有:(单电极平动法)、(多电极更换法)、(分解电极法)、简单电极数控创成法等。
4.超精密加⼯机床的总体布局形式主要有以下⼏种:(T形布局)、(⼗字形布局)、(R-θ布局)、(⽴式结构布局)等。
5.实现超精密加⼯的技术⽀撑条件主要包括:(超精密加⼯机理与⼯艺⽅法)、(超精密加⼯机床设备)、(超精密加⼯⼯具)、(精密测量和误差补偿)、⾼质量的⼯件材料、超稳定的加⼯环境条件等。
6.激光加⼯设备主要包括电源、(激光器)、(光学系统)、(机械系统)、控制系统、冷却系统等部分。
7.精密和超精密加⼯机床主轴轴承的常⽤形式有(液体静压轴承)和(空⽓静压轴承)。
8.⾦刚⽯晶体的激光定向原理是利⽤⾦刚⽯在不同结晶⽅向上(因晶体结构不同⽽对激光反射形成不同的衍射图像)进⾏的。
9.电⽕花加⼯蚀除⾦属材料的微观物理过程可分为(介质电离击穿)、(介质热分解、电极材料熔化、⽓化)、(蚀除物抛出)和(间隙介质消电离)四个阶段。
10.超精密加⼯机床的关键部件主要有:(精密主轴部件)、(导轨部件)和(进给驱动系统)等。
11.三束加⼯是指电⼦束、离⼦束和激光束。
12.所谓空⽓洁净度是指空⽓中含尘埃量多少的程度。
13.⼯业⽣产中常见的噪声主要有空⽓动⼒噪声、机械噪声和电磁噪声。
14.纳⽶级加⼯精度包含:纳⽶级尺⼨精度、纳⽶级⼏何形状精度、纳⽶级表⾯质量。
15.超精密切削时积屑瘤的⽣成规律:1)在低速切削时,h0值⽐较稳定;在中速时值不稳定。
2)在进给量f很⼩时,h0较⼤3)在背吃⼑量a p<25um时,h0变化不⼤;在a p>25um时,h0将随a p的值增⼤⽽增⼤。
16.超精密切削时积屑瘤对切削过程的影响:积屑瘤⾼时切削⼒⼤,积屑瘤⼩时切削⼒⼩。
2213 精密加工与特种加工第一章概论 P1领会: 精密与特种加工技术基本概念,对材料可加工性和结构工艺性等的影响1.精密与特种加工技术基本概念精密加工含:微细加工、光整加工、精整加工特种加工(NTM):利用机、光、电、声、热、化学、磁、原子能的能源进行加工的非传统加工方法。
2.精密与特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响1)提高了材料的可加工性2)改变了零件的典型工艺路线3)大大缩短新产品试制周期4)对零件结构的设计产生很大的影响5)对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生重要影响掌握: 精密与特种加工技术分类、应用特点1.按加工成形原理特点分类:1)去除加工(从工件上去除多余材料),分散流;2)结合加工(利用理化方法将不同材料结合在一起,分为附着<电镀、气相沉积>、注入<表面渗碳、离子注入>、连接 <焊接、粘接>),汇合流;3)变形加工——流动加工(利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形改变其尺寸、形状、性能<锻造、锻造,液晶定向>),直通流。
2.按加工方法机理分类:传统加工(使用刀具进行切削加工)、非传统加工(利用机、电、声、热、化学、磁、原子能等能源进行加工)、复合加工(采用多种加工方法)3.技术特点:1)不主要依靠机械能,而主要依靠其他能量去除工件材料2)工具的硬度可低于被加工工件材料的硬度,有些不需要工具;3)加工过程中,工具与工件之间没有显著的机械切削力,适合精密加工低刚度零件;4.特种加工技术的应用:1)难切削材料的加工;2)特殊复杂型面的加工;3)各种超精密、光整零件的加工;4)特殊要求零件的加工。
可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属、非金属、复合材料,适合于加工复杂、微细表面、低刚度的零件,有些还进行超精密加工、镜面加工、光整加工及纳米级加工。
第二章金刚石刀具精密切削加工 P11领会:精密切削加工方法、种类及其实现条件,超精密机床组成及其关键部件1.超精密加工方法1)按加工方式分为:切削加工、磨料加工<固结磨料、游离磨料>、特种加工、复合加工;2)按机理分类:去除加工、结合加工、变形加工,还可分为传统加工(指利用刀具切削加工、固结磨料和游离磨料加工)、非传统加工(指利用电、磁、声、光、化学、核等能量对材料进行加工处理)、复合加工(多种加工方法结合),目前以切削、磨削、研磨的传统方法占主导。
第一章1、精密加工:加工精度在0.1~1μm、表面粗糙度在0.02~0.1μm之间的加工方法。
超精密加工:加工精度高于0.1μm、表面粗糙度小于0.01μm的加工方法。
2、现代制造技术的前沿:精密工程、微细工程、纳米技术。
3、现代机械工业致力于提过加工精度的原因:提高制造精度可以提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;可以促进产品的小型化;增强零件的互换性,促进自动化装配。
4、精密和超精密加工的三个领域:超精密切削;精密和超精密磨削、研磨;精密特种加工。
5、超精密加工是一个系统工程:需要超精密的机床设备和刀具;需要超稳定的环境条件;还需要运用计算机技术进行实时检测,反馈补偿。
6、超精密机床设备的构成:主轴采用空气轴承、液体静压轴承,刚度高、动态性能好;采用精密数字伺服方式,内置CNC控制装置和激光干涉测长仪,实现随机测量定位;采用压电式微位移机构实现刀具的微量进给;采用恒温油淋浴系统,消除热变形;采用压电晶体误差补偿技术。
7、金刚石刀具的两个主要问题:晶面选择——各向异性,对刀具使用性能有重要关系;刀具研磨质量——切削刃钝圆半径r n,它关系到切削变形和最小切削厚度。
8、超精密加工时,金刚石刀具的性能、切削刃钝圆半径、最小切削厚度、积屑瘤等对提高切削表面质量、减少变质层和减少表面残留应力有直接关系。
9、工件材料对超精密切削有重要影响的主要原因:表面有不纯物;结晶的晶界出现阶梯;加工工件有残留应力和变形;对金刚石刀具的亲合性,产生粘结现象;晶体材料的各向异性,影响切削变形和表面质量。
10、检测:需要比加工精度高一个数量级的测量精度;采用激光干涉、非接触式测量。
11、超精密加工中的测量,包括机床超精密部件运动精度的检测(三点检测主轴回转误差、激光测量工作台运动精度)和加工精度的直接检测。
12、超稳定的加工环境条件:恒温、恒湿、防振、超净。
热变形产生的误差占全部误差的50%以上。
防振方法:防振沟、大底基、空气弹簧隔振。