现代制造技术--第5章 精密、超精密加工技术.ppt

文档介绍：第五章精密与超精密加工技术
第一节概述
一、精密与超精密加工概念
随着现代工业的不断发展,精密加工和超精密加工在机械工业、轻工业、电子工业及国防等工业中已占有越来越重要的地位。精密加工是指在一定的发展时期,加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺。
超精密加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工工艺。过去的超精密加工在今天来说就是精密加工或一般加工。
精密加工和超精密加工的界限将随着科学技术进步而逐步向前推移。
当前一般加工,加工精度在10µm左右,表面粗糙度Ra≤~µm的加工技术,如车、铣、刨、磨、镗、铰等。适用于汽车、拖拉机和
机床等产品的制造。
精密加工是指被加工零件的加工精度为1~µm,~µm的加工技术;如金刚镗、研磨、珩磨、超精加工、砂带磨削、镜面磨削和冷压加工等。适用于精密机床、精密测量仪器等产品中关键零件的加工,如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密轴承等。
µm~ µm ,表面粗糙度Ra≤µm,µm的加工技术。如金刚石刀具超精密车削、超精密磨料加工、超精密特种加工和复合加工等。适合于精密元件、计量标准元件、大规模和超大规模集成电路的制造。目前超精密加工精度正处于亚纳米级工艺,
正在向纳米级(10-2~10-3µm,1nm=10-3µm)的加工技术发展。
纳米加工技术是当前最精密的制造工艺,从物质加工精度的理论上分析,纳米工艺的加工方法(如离子溅射去除、镀膜和注入等)可以达到去除、附着或结合以原子或分子为单位的物质层,因此已经深入到物质内部结构,这往往已经是单纯常规加工所难以达到的了,
因此超精密加工技术是指该时代接近于加工极限的加工技术。
图2-1给出了当前一般加工、精密加工和超精密加工的发展历程。
从图中可以看出,预计21世纪初,普通机械加工、精密加工和超精密加工可以分别达到1µm、µµm的水平。
二、精密加工和超精密加工方法分类
根据加工方法的机理和特点,精密加工和超精密加工方法可分为以下四类。

包括精密加工和超精密车削、精密加工和超精密铣削、精密加工和超精密镗削和微孔钻削。一般采用金刚石刀具、立方氮化硼、陶瓷及硬质合金刀具对有色金属及其合金、其它各种材料进行切削加工。
加工精度可达1~µm,~µm。
其中金刚石刀具超精密车削主要是应用天然单晶金刚石车刀对铝、铜和其它软金属进行切削加工,可得到极高的精度及表面粗糙度,所以称为镜面车削。金刚石刀具超精密铣削和镗削分别用来加工平面、型面和内孔。

精密和超精密磨料加工是利用细粒度的磨粒和微粉主要对黑色金属、硬脆材料等进行加工,按具体地加工方法分为精密和超精密磨削,加工精度可达5~µm,~µm);精密和超精密研磨(加工精度可达10~µm,~µm);