超精密加工技術(shù)

發(fā)布日期:2015-12-23    蘭生客服中心    瀏覽:14145

  當(dāng)前精密和超精密加工精度從微米到亞微米,乃至納米,在汽車、家電、IT電子信息高技術(shù)領(lǐng)域和軍用、民用工業(yè)有廣泛應(yīng)用。同時(shí),精密和超精密加工技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)械、模具、液壓、電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、傳感器和測量技術(shù)及金屬加工工業(yè)的發(fā)展。
  精密及超精密加工-概念與范疇  
  精密加工 
  通常,按加工精度劃分,機(jī)械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個(gè)階段。目前,精密加工是指加工精度為1~0.1µm,表面粗糙度為Ra0.1~0.01µm的加工技術(shù),但這個(gè)界限是隨著加工技術(shù)的進(jìn)步不斷變化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。 
精密加工所要解決的問題,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面狀況;二是加工效率,有些加工可以取得較好的加工精度,卻難以取得高的加工效率。  
  精密及超精密加工-分類 
1、傳統(tǒng)的精密加工方法有砂帶磨削、精密切削、珩磨、精密研磨與拋光等。  
a.砂帶磨削是用粘有磨料的混紡布為磨具對工件進(jìn)行加工,屬于涂附磨具磨削加工的范疇,有生產(chǎn)率高、表面質(zhì)量好、使用范圍廣等特點(diǎn)。  
b.精密切削,也稱金剛石刀具切削(SPDT),用高精密的機(jī)床和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削加工,主要用于銅、鋁等不宜磨削加工的軟金屬的精密加工,如計(jì)算機(jī)用的磁鼓、磁盤及大功率激光用的金屬反光鏡等,比一般切削加工精度要高1~2個(gè)等級(jí)。  
c.珩磨,用油石砂條組成的珩磨頭,在一定壓力下沿工件表面往復(fù)運(yùn)動(dòng),加工后的表面粗糙度可達(dá)Ra0.4~0.1µ;m,最好可到Ra0.025µ;m,主要用來加工鑄鐵及鋼,不宜用來加工硬度小、韌性好的有色金屬。  
d.精密研磨與拋光通過介于工件和工具間的磨料及加工液,工件及研具作相互機(jī)械摩擦,使工件達(dá)到所要求的尺寸與精度的加工方法。精密研磨與拋光對于金屬和非金屬工件都可以達(dá)到其他加工方法所不能達(dá)到的精度和表面粗糙度,被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025µ;m加工變質(zhì)層很小,表面質(zhì)量高,精密研磨的設(shè)備簡單,主要用于平面、圓柱面、齒輪齒面及有密封要求的配偶件的加工,也可用于量規(guī)、量塊、噴油嘴、閥體與閥芯的光整加工。  
e.拋光是利用機(jī)械、化學(xué)、電化學(xué)的方法對工件表面進(jìn)行的一種微細(xì)加工,主要用來降低工件表面粗糙度,常用的方法有:手工或機(jī)械拋光、超聲波拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光及電化學(xué)機(jī)械復(fù)合加工等。手工或機(jī)械拋光加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05µ;m,可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的拋光加工。超聲波拋光加工精度0.01~0.02µ;m,表面粗糙度Ra0.1µ;m;瘜W(xué)拋光加工的表面粗糙度一般為Ra≤0.2µ;m。電化學(xué)拋光可提高到Ra0.1~0.08µm。
2、精密加工包括微細(xì)加工和超微細(xì)加工、光整加工等加工技術(shù)。 微細(xì)加工技術(shù)是指制造微小尺寸零件的加工技術(shù); 
超微細(xì)加工技術(shù)是指制造超微小尺寸零件的加工技術(shù),它們是針對集成電路的制造要求而提出的,由于尺寸微小,其精度是用切除尺寸的絕對值來表示,而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。 
光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的加工方法,不著重于提高加工精度,其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實(shí)際上,這些加工方法不僅能提高表面質(zhì)量,而且可以提高加工精度。精整加工是近年來提出的一個(gè)新的名詞術(shù)語,它與光整加工是對應(yīng)的,是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學(xué)機(jī)械性質(zhì),又要提高加工精度(包括尺寸、形狀、位置精度)的加工方法。
3、超精密加工就是在超精密機(jī)床設(shè)備上,利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴(yán)格約束的相對運(yùn)動(dòng),對材料進(jìn)行微量切削,以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過程。當(dāng)前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及所用機(jī)床定位精度的分辨率和重復(fù)性高于0.01μm的加工技術(shù),亦稱之為亞微米級(jí)加工技術(shù),且正在向納米級(jí)加工技術(shù)發(fā)展。

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