《超精密加工技术》PPT课件

第一章 精密和超精密加工技术及其发展展望

精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，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、超精密加工三个阶段。

什么叫精密加工？

加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工。

什么叫超精密加工？

加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精密加工。

以下哪些是精密和超精密加工的分类？

A.去除加工； B.结合加工；

C.变形加工； D.切削加工；

E.磨粒加工； F.特种加工；

G.复合加工；

影响精密与超精密加工的因素有哪些？

加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元部件、加工工具、检测与误差补偿、工作环境等。

我国今后发展精密与超精密加工技术的重点研究内容包括什么？

（1）超精密加工的加工机理；（2）超精密加工设备制造技术；（3）超精密加工刀具、磨具及刃磨技术；（4）精密测量技术及误差补偿技术；（5）超精密加工工作环境条件。

第二章 超精密切削与金刚石刀具

举例说明超精密切削的应用范围有哪些？

陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等由有色金属和非金属材料制成的零件。

超精密切削速度是如何选择的？

超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。

金刚石刀具的尺寸寿命甚高，高速切削时刀具磨损亦甚慢，因此刀具是否磨损以加工表面质量是否下降超差为依据，切削速度并不受刀具寿命的制约。

第二章 超精密切削与金刚石刀具

• 举例说明超精密切削的应用范围有哪些？

1当前精密和超精密加工精度从微米到亚微米，乃至纳米，在汽车、家电、IT电子信息高技术领域和军用、民用工业有广泛应用。同时，精密和超精密加工技术的发展也促进了机械、模具、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术及金属加工工业的发展。

精密及超精密加工-概念与范畴

精密加工

通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1µm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01µm的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。

精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。

精密及超精密加工-分类

1、传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。

a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。

b.精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。

c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1µ;m，最好可到Ra0.025µ;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。

d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025µ;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。

现代超精密加工技术

作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数：588 更新时间：2012/5/27 20:37:26 热 ★★★

械制造技术从提高精度与生产率两个方面同时迅速发展起来。在提高生产率方面，提高自动化程度是各国致力发展的方向，近年来，从C N C到C I M S发展迅速，并且在一定范围内得到了应用。从提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，这也是世界各主要发达国家致力发展的方向。其精度从微米到亚微米，乃至纳米，其应用范围日趋广泛，在高技术领域和军用工业以及民用工业中都有广泛应用。如激光核聚变系统、超大规模集成电路、高密度磁盘、精密雷达、导弹火控系统、惯导级陀螺、精密机床、精密仪器、录象机磁头、复印机磁鼓、煤气灶转阀等都要采用超精密加工技术。

它与当代一些主要科学技术的发展有密切的关系，是当代科学发展的一个重要环节，超精密加工技术的发展促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

1．超精密加工技术概述

超精密加工目前就其质来说是要实现以现有普通精密加工手段还达不到的高精度加工，就其量来说是要加工出亚微米乃至毫微米级的形状与尺寸赖皮并获得纳米级的表面粗糙度，但究竟多少精度值才算得上超精密加工一段要视零件大小、复杂程度以及是否容易变形等因素而定。

超精密加工主要包括超精密切削(车、铣) 超精密磨削、超精密研磨(机械研磨、机械化学研磨、研抛、非接触式浮动研磨、弹性发射加工等)以及超精密特种加工(电子束、离子束以及激光束加工等)。上述各种方法均能加工出普通精密加工所达不到的尺寸精度、形状精度和表面质量。每种超精密加工方法都是针对不同零件的要求而选择的。

1．1超精密切削加工

超精密切削加工的特点是采用金刚石刀具。金刚石刀具与有色金属亲和力小，其硬度、耐磨性以及导热性都非常优越，且能刃磨得非常锋利(刃口圆弧半径可小于 ρ0．01 μm，实际应用一般ρ0，05 μm) 可加工出优于Ra0．01 μm的表面粗糙度。此外，超精密切削加工还采用了高精度的基础元部件(如空气轴承、气浮导轨等)、高精度的定位检测元件(如光栅、激光检测系统等)以及高分辨率的微量进给机构。机床本身采取恒温、防振以及隔振等措施，还要有防止污染工件的装置。机床必须安装在洁净室内。进行超精密切削加工的零件材料必须质地均匀，没有缺陷。在这种情况下加工无氧铜，表面粗糙度可达到Ba0．005μm，加工φ800mm

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《精密与超精密加工技术》知识点总结

1.加工的定义：改变原材料、毛坯或半成品的形状、尺寸及表面状态，使之符合规定要求的各种工作的统称。 规定要求：加工精度和表面质量。

2. 加工精度：是指零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状、位置）与图纸规定的理想零件的几何参数相符合的程度。符合程度越高，加工精度则越高。

3. 表面质量：指已加工表面粗糙度、残余应力及加工硬化。

4.精密加工定义：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到较高程度的加工技术（工艺）。

5. 超精密加工：是指在一定时期，加工精度和表面质量达到最高程度的加工技术（工艺）。

6. 加工的划分 普通加工（一般加工）、精密加工和超精密加工。 普通加工：加工精度在 1m 以上（粗加工IT13～IT9、半精加工IT8～IT7、精加工 IT6～IT5），粗糙度 Ra0.1-0.8m。 加工方法： 车、铣、刨、磨等。 适用于:普通机械（汽车、拖拉机、机床）制造等。

精密加工： 加工精度在 1～0.1m ，粗糙度 Ra0.1m 以下（一般Ra0.1～0.01m ）的加工方法。

加工方法：车削、磨削、研磨及特种加工。 适用于：精密机床、精密测量仪器等中的关键零件的制造。

超精密加工：加工精度在 0.1～0.01m ，粗糙度小于 Ra0.01m（Ra0.01～Ra0.001m）的加工方法。

加工方法： 金刚石刀具超精密切削、超精密磨削、超精密特种加工。 适用于：精密元件的制造、计量标准元件、集成电路等的制造。

7.精密加工影响因素

8. 切削、磨削加工：精密切削和磨削、超精密切削与磨削。

9. 特种加工：是指一些利用热、声、光、电、磁、原子、化学等能源的物理的，化学的非传统加工方法。

10. 精密加工和超精密加工的发展趋势：向高精度方向发展、向大型化，微型化方向发展、向加工检测一体化发展、研究新型超精密加工方法的机理、新材料的研究。