先进制造技术(精密加工)

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先进制造技术-3精密与超精密加工技术

先进制造技术-3精密与超精密加工技术
通常,研磨为次终加工工序,将平面度降低至数 微米以下,并去前道工序(通常为磨削)产生的损伤层。 抛光是目前主要的终加工手段,目的是降低表面粗糙 度并去除研磨形成的损伤层,获得光滑、无损伤的加 工表面。抛光过程中材料去除量十分微小,约为几个 微米。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
6、3、1 研磨加工的机制和特点
超微细加工以电子束、离子束和激光束三束加工 为基础,采用沉积、刻蚀、溅射和蒸镀等加工手段进 行各种处理。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
4、超精密加工的主要研究领域包括:
超精密加工技术是以高精度为目标的技术, 它必须综合应用各种新技术,在各个方面精益 求精的条件下,才有可能突破常规技术达不到 的程度界限,实现新的高精度指标。
6、2 超精密磨削
加工精度:0.1um,Ra0.002~0.02um的磨削方法 超精密磨削一般采用细粒度(80#-400#)砂轮,经过 精细修整,光磨4-6次,便可获得粗糙度为Ra 0.005 ~ 0.02 um的加工表面。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
(1)超精密磨削表面的形成机制
超精密磨削获得的极低的表面粗糙度,主要靠砂轮精 细修整得到的大量的、等高性很好的微刃来实现微量切削 作用。
升,以后磨损逐渐减慢。 注:由于积屑瘤的原因,一般将研磨好的锋利刀
尖有意加工成理想的稳定的磨损状态。 2)切削速度和振动
提高切削速度有利于获得良好的加工表面,但注意 以不产生振动为准则。
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
(a) 直线刃刀头 (b) 直线刃刀头
(c) 圆弧刃刀头
先进制造技术之四
精密与超精密加工技术
精密与超精密加工技术

先进制造技术及发展

先进制造技术及发展
AMT的特点包括高度集成化、智能化、柔性化、绿色化和全 球化。
先进制造技术的重要性
提高生产效率
通过自动化、数字化和智能 化等手段,提高生产线的运 行效率和设备的利用率。
降低成本
通过精益生产、六西格玛 等方法,降低制造成本、 库存成本和运营成本。
提升产品质量
通过先进的检测技术和 质量控制手段,提高产 品的合格率和一致性。
工业机器人
在生产线上自动执行任务的机器 人,提高生产效率和产品质量。
自动化生产线
实现生产流程的自动化和智能化, 减少人工干预,提高生产效率。
柔性制造技术
适应多品种、小批量生产需求的制 造技术,提高生产线的灵活性和效 率。
传感器与检测技术
智能传感器
能够实时监测生产过程中的各种 参数,为生产过程提供数据支持。
电子信息制造业的应用
微纳制造技术
应用于集成电路、微纳传感器等元器件的制造,实现高性能、高集 成度的电子产品生产。
柔性制造技术
应用于柔性电子产品的制造,如可穿戴设备、柔性显示屏等,提高 产品便携性和舒适性。
智能装备技术
通过引入自动化生产线、智能仓储等智能装备技术,提高电子信息制 造业的生产效率和质量水平。
无损检测技术
在不破坏产品的情况下,对产品 内部结构和性能进行检测,确保
产品质量。
在线检测技术
对生产线上的产品进行实时检测, 及时发现并处理质量问题。
物联网与大数据技术
工业物联网
01
将生产设备、产品等连接起来,实现设备间的信息交互和协同
工作。
大数据分析技术
02
对生产过程中产生的海量数据进行挖掘和分析,发现潜在问题
轻量化技术
采用高强度材料、结构优化设计和先进制造工艺,降低汽车重量, 提高燃油经济性和行驶性能。

先进制造技术名词解释

先进制造技术名词解释

先进制造技术名词解释:1、先进制造技术:制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的系统。

主要内容:现代设计技术,现代制造工艺技术,制造自动化技术,现代管理技术,现代生产制造系统。

2、现代设计技术:现代设计技术是根据产品功能要求和市场竞争的需要,应用现代技术和科学知识,经过设计人员创造性思维,规划和决策,制定可以用于制造的方案并使方案付诸实施的技术。

3、可靠性:产品在规定的条件下和规定的时间区间内,完成规定功能的能力。

4、并行工程:并行工程是一种对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行的和集成设计的系统化工作模式。

5、高压水射流切割:利用水或水中加添加剂的液体,经水泵至增压器,再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳,最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s的高速液体流速,喷射到工件表面,从而达到去除材料的加工目的。

6、超高速加工技术:是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备。

以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。

7、超高速切削理论(萨洛蒙曲线):在常规切削速度范围内(A)切削温度随切削速度增加而提高,但是,当切削速度增大至某一数值Ve后,切削速度再增加切削温度反而降低, Ve值与工件材料有关,对每种工件材料,存在一个速度范围,在这个范围内,切削温度太高,任何刀具无法承受,称为“死谷”。

如果能够超过这个“死谷”而在超高速区进行工作,则有可能用现有的刀具进行超高速切削,从而大幅度地减少切削工时,成功地提高机床的生产率。

超精密加工:指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺,从概念上讲具有相对性,随着加工技术的不断发展,超精密加工的技术指标也是不断变化的。

先进制造技术教案

先进制造技术教案

先进制造技术教案一、课程简介章节:第一章先进制造技术概述教学目标:1. 让学生了解先进制造技术的概念和发展历程。

2. 使学生掌握先进制造技术的主要特点和应用领域。

3. 培养学生对先进制造技术的兴趣和认识。

教学内容:1. 先进制造技术的定义和发展历程。

2. 先进制造技术的主要特点。

3. 先进制造技术的应用领域。

教学方法:1. 采用讲授法,讲解先进制造技术的概念和发展历程。

2. 采用案例分析法,分析先进制造技术在实际应用中的例子。

3. 采用小组讨论法,让学生分组讨论先进制造技术的特点和应用领域。

教学评估:1. 课堂问答,检查学生对先进制造技术概念的理解。

2. 小组报告,评估学生对先进制造技术特点和应用领域的掌握。

3. 课后作业,检验学生对课堂内容的复习和巩固。

二、教学内容章节:第二章计算机辅助设计(CAD)教学目标:1. 让学生了解计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。

2. 使学生掌握计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。

3. 培养学生运用计算机辅助设计(CAD)解决实际问题的能力。

教学内容:1. 计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。

2. 计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。

3. 计算机辅助设计(CAD)在工程设计中的应用实例。

教学方法:1. 采用讲授法,讲解计算机辅助设计(CAD)的概念和原理。

2. 采用操作演示法,展示计算机辅助设计(CAD)的基本操作和技巧。

3. 采用案例分析法,分析计算机辅助设计(CAD)在实际工程设计中的应用实例。

教学评估:1. 课堂问答,检查学生对计算机辅助设计(CAD)概念的理解。

2. 操作练习,评估学生对计算机辅助设计(CAD)基本操作和技巧的掌握。

3. 课后作业,检验学生对课堂内容的复习和巩固。

三、教学内容章节:第三章计算机辅助制造(CAM)教学目标:1. 让学生了解计算机辅助制造(CAM)的概念和原理。

2. 使学生掌握计算机辅助制造(CAM)的基本操作和技巧。

对“先进制造技术”的认识

对“先进制造技术”的认识

对“先进制造技术”的认识先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。

具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。

主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等[1]。

1先进制造技术简介1.1 先进制造技术的特点先进的制造技术是企业能够立足于国际竞争的必要条件,是计算机广泛应用于制造行业所带来的必然结果。

随着计算机技术的不断发展,将其融入制造技术中,对制造业来说要有一个新的理念,改变企业的思维模式,将传统的制造业带入一个全新时代。

因此,应该充分了解先进机械制造技术的特点。

1.1.1 先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的。

因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

1.1.2先进制造技术具有需求导向性先进制造技术是面向工业应用的技术,先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。

先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,是注重产生最好的实践效果,提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。

1.1.3先进制造技术的主体应具有世界水平先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。

一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。

先进制造技术有哪些

先进制造技术有哪些

先进制造技术有哪些先进制造技术是指应用新材料、新工艺和新装备等先进技术手段,改进传统制造过程,提高产品质量和生产效率的方法和技术。

随着科技的发展和创新的推动,先进制造技术不断涌现并得到应用,为制造业的提升和发展起到了重要作用。

本文将介绍其中几种主要的先进制造技术。

1. 3D打印技术3D打印技术,又称为增材制造技术,是一种通过逐层堆积材料构造物体三维模型的制造技术。

它通过计算机辅助设计(CAD)软件将物体切片成多层的二维图形,然后通过3D打印机逐层打印并堆叠材料,最终形成一个完整的物体。

3D打印技术具有成本低、生产周期短、个性化定制等优点,被广泛应用于医疗、航空航天、汽车制造等领域。

2. 精密加工技术精密加工技术是一种通过精密的工艺控制和高精度的设备加工制造产品的技术。

它包括精密切削加工、精密成型加工、精密模具加工等多种加工方法。

精密加工技术可以实现对产品尺寸、表面粗糙度和形状等要求的高度控制,提高产品的加工精度和质量。

目前,精密加工技术被广泛应用于光学、半导体、电子等工业领域。

3. 智能制造技术智能制造技术是指通过集成先进传感器、机器人、自动化控制系统和信息技术等手段,实现生产无人化、智能化和自动化的制造技术。

智能制造技术可以提高生产效率和产品质量,实现生产过程的可追溯性和灵活性。

例如,工厂中的机器人可以自动完成危险、重复和繁琐的任务,提高生产效率和工作环境安全性。

4. 柔性制造技术柔性制造技术是一种通过灵活调整生产工艺和生产线布局,快速响应市场需求和客户定制的制造技术。

柔性制造技术可以根据市场需求的变化,快速调整生产线的工艺流程和设备配置,实现快速转换和批量定制生产。

柔性制造技术可以有效提高生产效率和降低生产成本。

5. 网络化制造技术网络化制造技术是一种通过网络和信息技术实现制造生产过程中各个环节的信息共享、协同和优化的技术。

它可以实现企业内部各个生产环节的信息流通和协同;同时,还可以通过供应链和价值链的整合,实现企业之间的信息共享和合作。

《先进制造技术》教案

《先进制造技术》教案《先进制造技术》教案课程类型:理论课程关键词:先进制造技术,生产效率,制造业,技术创新一、课程简介先进制造技术是当前制造业中迅速发展的领域,涵盖了从产品设计到生产、装配、测试、质量控制和供应链管理的整个制造过程。

通过本课程的学习,学生将了解先进制造技术的概念、原理和应用,掌握相关工具和技术,并培养解决实际制造问题的能力。

二、课程目标1、掌握先进制造技术的核心概念和原理;2、了解先进制造技术在制造业中的应用;3、学会使用先进的制造工具和技术;4、提高解决实际制造问题的能力。

三、课程内容1、先进制造技术概述:介绍先进制造技术的定义、发展历程和基本原理。

2、制造系统:介绍先进的制造系统,包括计算机集成制造(CIM)、柔性制造系统(FMS)和智能制造系统(IMS)。

3、制造工艺与技术:介绍先进的制造工艺和技术,包括精密加工、超精密加工、快速原型制造、纳米制造等。

4、质量控制与保证:介绍先进的制造质量控制技术和保证方法,包括统计过程控制(SPC)、质量管理体系(QMS)和六西格玛等。

5、供应链管理:介绍先进的供应链管理技术和方法,包括精益供应链、协同供应链和智能供应链等。

四、教学方法1、理论讲解:通过课堂讲解,使学生了解先进制造技术的核心概念和原理。

2、案例分析:通过案例分析,使学生了解先进制造技术在制造业中的应用和效果。

3、实践操作:通过实践操作,使学生学会使用先进的制造工具和技术。

4、小组讨论:通过小组讨论,提高学生的参与度和解决问题的能力。

五、教学资源1、教材:选择一本或多本关于先进制造技术的教材或参考书籍。

2、软件:提供用于模拟和实验的软件工具,例如CAD/CAM软件、有限元分析软件等。

3、实验室设备:提供实验设备,例如精密加工设备、快速原型制造设备等。

4、网络资源:提供相关的网络资源,例如学术论文、专业网站和论坛等。

六、评估与考核1、课堂表现:包括课堂参与度、提问和回答问题的积极性等。

先进制造技术和材料的发展与应用

先进制造技术和材料的发展与应用随着信息化和技术创新的快速发展,先进制造技术和材料的应用范围越来越广泛。

先进制造技术和材料的发展可以提高生产效率,改善产品品质,优化资源利用效率,也可促进工业结构调整,推动经济转型升级。

先进制造技术的发展随着信息技术、材料科学、控制技术等多种技术的不断进步,先进制造技术的应用日益广泛。

先进制造技术主要包括精密加工技术、机器人技术、自动化控制技术、数字化设计制造技术等多个方面。

精密加工技术是先进制造技术中的一个重要方面。

通过数控技术和激光技术等手段,可以实现对复杂零件的高精度加工,提高生产效率和产品品质。

此外,微细加工技术、各向异性加工技术等新兴加工技术的快速发展,也为实现更高精度和更高效的加工提供了新的手段。

机器人技术是应用于制造业的一个重要领域。

机器人技术可替代人工完成重复性、危险性高的工作,力量大、速度快,可以提高生产效率和产品品质,降低生产成本。

目前,国内外企业开始越来越重视机器人技术的应用,部分传统行业也开始引入机器人自动化生产技术,提高生产制造水平。

自动化控制技术是先进制造技术中的重要组成部分。

自动化控制的优点是能够提高生产效率,简化人工操作,减少人工成本。

自动化控制技术应用的领域也越来越广泛,如汽车、机械、电子、印刷等多个行业。

数字化设计制造技术是近年来发展较快的领域。

通过数字化技术实现产品的快速设计和制造,提高生产效率和产品品质。

3D打印技术是数字化制造技术的重要组成部分,可以实现对复杂零件的高精度打印,为生产制造提供了全新的思路和手段。

先进制造材料的应用随着材料科学的不断发展,新型先进材料正在逐渐普及。

先进制造材料可以应用于多个领域,如建筑、航空航天、汽车、电子等。

高分子材料是当前应用较广泛的先进制造材料之一。

高分子材料具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点,主要应用于汽车、电子、建筑等领域。

未来,高分子材料在医疗、环保、新能源等领域的应用也将迅速发展。

金属材料是传统先进制造材料的重要代表。

先进制造技术有哪些

先进制造技术有哪些先进制造技术是指应用先进的科学技术手段,推动制造业实现高效、智能、绿色、可持续发展的技术。

具体来说,先进制造技术包括了一系列先进的制造方法、工艺和设备。

下面将从不同的角度探讨一些常见的先进制造技术。

一、先进工艺1. 激光加工技术:激光加工技术是利用激光器产生的高能激光束对工件进行加工的一种方法。

它具有非接触加工、高精度、高效率等特点,在3D打印、金属切割、焊接等领域得到了广泛应用。

2. 精密铸造技术:精密铸造是一种通过模具将熔融金属注入到模具中,然后冷却凝固得到所需形状的方法。

它能够生产出高精度、复杂形状的零件,被广泛应用于航天、汽车等领域。

3. 精密加工技术:精密加工技术是指能够处理毫米级以下精度的加工方法。

包括五轴联动加工、电火花加工、刻蚀加工等技术,用于加工精密部件。

二、先进设备1. 数控机床:数控机床是一种能够通过程序控制实现自动加工的机床。

它具有高精度、高效率和灵活性强等特点,被广泛应用于各类零部件的加工。

2. 机器人技术:机器人是指能够模拟和替代人类完成某些工作的自动化装置。

它具有高度的柔性和智能性,被应用于装配、喷涂、焊接等工艺中。

3. 先进材料先进材料指的是具有高强度、轻质、高温耐受性、耐腐蚀等特点的新型材料。

例如高分子复合材料、纳米材料等,被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

三、先进制造方法1. 3D打印技术:3D打印技术是一种通过将材料逐层堆叠并粘结在一起,构建出所需形状的制造方法。

它能够实现快速、个性化、可定制化生产,被应用于零部件制造、医疗器械等领域。

2. 智能制造技术:智能制造技术是指借助先进的信息技术,实现制造过程自动化、数字化和智能化的技术。

例如物联网、云计算等技术,能够提高制造过程的高效性和可追溯性。

3. 协同制造技术:协同制造是一种通过各个环节之间的信息共享和协调,实现整个制造过程高效协同的技术。

它能够提高生产效率,减少资源浪费。

四、先进制造技术的应用先进制造技术在各个领域都有广泛的应用。

先进制造技术名词解释及简答

名词解释:广义制造:包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一序列相互联系的生产活动。

狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

先进制造技术(AMT):是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

制造系统:是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。

工业机器人:工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备;柔性制造技术:是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。

柔性制造系统(FMS):由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

绿色产品(GP):绿色产品是指在产品全生命周期内,能节约资源和能源,对生态环境无危害或少危害,且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。

高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。

制造业:是指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。

计算机集成制造(CIM ):借助于以计算机为核心的信息技术,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,使企业内的各类功能得到整体优化。

计算机集成制造系统(CIMS ):CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上,通过计算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成,是适合多品种、中小批量生产的系统。

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先进制造技术(精密加工技术)姓名:左永博学号:2010010601311、精密加工技术简介目前,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。

美国是最早研制开发超精密加工技术的国家。

早在1962年,美国就开发出以单点金刚石车刀镜面切削铝合金和无氧铜的超精密半球车床,其主轴回转精度为0.125μm,加工直径为100μm的半球,尺寸精度为±0.6μm,粗糙度为Ra0.025μm。

1984年又研制成功大型光学金刚石车床,可加工重1350kg,Oslash;1625mm的大型零件,工件的圆度和平面度达0.025μm,表面粗糙度为Ra0.042μm。

在该机床上采用多项新技术,如多光路激光测量反馈控制,用静电电容测微仪测量工件变形,32位机的CNC系统,用摩擦式驱动进给和热交换器控制温度等;英国是较早从事超精加工技术研究的国家之一。

从1979年起,开发用于制造X射线望远镜的金属反射镜的立式超精密金刚石刀车床;日本的超精密加工技术的研究开发滞后于美国20年,但由于得到有关方面的重视和努力,发展较快。

与美国不同,日本完全是出于民用工业的考虑来发展超精密加工技术的,从多棱体反射镜加工机床到磁头微细加工机床,磁盘端面车床,发展到非球面加工机床和短波X射线反射镜面加工机床;德国、荷兰以及中国台湾的超精密加工机床,也都处于世界先进水平。

当然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,有时有无表面缺陷也是这一问题的核心;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。

精密加工应该包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

2、几种常用的精密加工方法及特点传统的精密加工方法有布轮抛光、砂带磨削、超精细切削、精细磨削、珩磨、研磨、超精研抛技术、磁粒光整等。

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。

国外在砂带材料及制作工艺上取得了很大的成就,有了适应于不同场合的砂带系列,生产出通用和专用的砂带磨床,而且自动化程度不断提高(已有全自动和自适应控制的砂带磨床),但国内砂带品种少,质量也有待提高,对机床还处于改造阶段。

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。

例如用精密车削加工的液压马达转子柱塞孔圆柱度为0.5"1μm,尺寸精度1"2μm;红外反光镜的表面粗糙度 Ra0.01"0.02μm,还具有较好的光学性质。

从成本上看,用精密切削加工的光学反射镜,与过去用镀铬经磨削加工的产品相比,成本大约是后者的一半或几分之一。

但许多因素对精密切削的效果有影响,所以要达到预期的效果很不容易。

同时,金刚石刀具切削较硬的材料时磨损较快,如切削黑色金属时磨损速度比切削铜快104倍,而且加工出的工件的表面粗糙度和几何形状精度均不理想。

超精密磨削用精确修整过的砂轮在精密磨床上进行的微量磨削加工,金属的去除量可在亚微米级甚至更小,可以达到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。

尺寸精度0.1"0.3μm,表面粗糙度Ra0.2"0.05μm,效率高。

应用范围广泛,从软金属到淬火钢、不锈钢、高速钢等难切削材料,及半导体、玻璃、陶瓷等硬脆非金属材料,几乎所有的材料都可利用磨削进行加工。

但磨削加工后,被加工的表面在磨削力及磨削热的作用下金相组织要发生变化,易产生加工硬化、淬火硬化、热应力层、残余应力层和磨削裂纹等缺陷。

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"0.1μm,最好可到Ra0.025μm,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。

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≤0.025μm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,但精密研磨的效率较低,如干研速度一般为10"30m/min,湿研速度为20"120m/min。

对加工环境要求严格,如有大磨料或异物混入时,将使表面产生很难去除的划伤。

抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工,主要用来降低工件表面粗糙度,常用的方法有:手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。

手工或机械抛光是用涂有磨膏的抛光器,在一定的压力下,与工件表面做相对运动,以实现对工件表面的光整加工。

加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05μm,可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。

手工抛光的加工效果与操作者的熟练程度有关。

超声波抛光是利用工具端面做超声振动,通过磨料悬浮液对硬脆材料进行光整加工,加工精度 0.01"0.02μm,表面粗糙度Ra0.1μm。

超声抛光设备简单,操作、维修方便,工具可用较软的材料制作,而且不需作复杂的运动,主要用来加工硬脆材料,如不导电的非金属材料,当加工导电的硬质金属材料时,生产率较低.化学抛光是通过硝酸和磷酸等氧化剂,在一定的条件下,使被加工的金属表面氧化,使表面平整化和光泽化。

化学抛光设备简单,可以加工各种形状的工件,效率较高,加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2μm,但腐蚀液对人体和设备有损伤,污染环境,需妥善处理。

主要用来对不锈钢、铜、铝及其合金的光亮修饰加工。

电化学抛光是利用电化学反应去除切削加工所残留的微观不平度,以提高零件表面光亮度的方法。

它比机械抛光具有较高的生产率和小的表面粗糙度:一般可达Ra0.2μm,若原始表面为Ra0.4"0.2μm,则抛光后可提高到Ra0.1"0.08μm,加工后工件具有较好的物理机械性能,使用寿命长,但电化学抛光只能加工导电的材料。

随着电化学加工技术的发展,还产生了多种新型的复合加工方法,例如超精密电解磨削、电化学机械复合光整加工、电化学超精加工等。

它们主要以降低工件的表面粗糙度值为目的,加工去除量很小,一般在0.01"0.1mm,对于表面粗糙度达到Ra0.8"1.6μm的外圆,平面、内孔及自由曲面均可一道工序加工到镜面,表面粗糙度Ra0.05μm,甚至更低。

电化学机械加工属于一种加工单位极小的精密加工方法,从原理上讲加工精度可以达到原子级,所以加工精度具有大的潜力,但由于左右其加工精度的因素目前还不是很清楚,所以在实际应用中,其加工表现出一定的不稳定性,这在很大程度上限制了它在工业生产中的应用。

3、超精密加工的发展趋势国外精密加工技术的发展是从上世纪70年代初期开始的,主要集中在美、日、英等国家,上世纪80年代中期取得了举世瞩目的成果,并在1977年日本精密工学会精密机床研究专业委员会对机床的加工精度标准提出补充IT-1和IT-2两个等级。

附表是补充后该标准的内容,由此可以看出比原来的IT0级精度提高了许多。

目前精密加工所能达到的加工精度距加工的极限还有相当的距离。

国外有人声称已开发了以原子级去除单位的加工方法,但目前还未在实际生产中得到应用。

为了促进精密加工技术的发展,应深入研究和探讨下列几个问题。

(1). 基于新原理的加工方法努力开发加工单位极小的精密加工方法,必须在加工机理的本身就使其误差分散在1nm以下的水平。

目前加工单位比较小的加工方法主要有弹性破坏加工、化学加工、离子束加工、电子束加工、等离子体加工等。

目前的金刚石切削和金刚石砂轮精密磨削从其加工机理上看,其加工单位就很大。

(2). 开发精密的机械机构不论是加工装置还是测量装置,都需要精密的机械机构,包括导轨、进给机构及轴承等,超精密空气静压导轨是目前最好的导轨,其直线度可达(0.1"0.2)μm/250mm,通过补偿技术还可以进一步提高直线度,但是它没有液体静压导轨的刚性大。

同时,由于空气静压导轨的气膜厚度只有10μm左右,所以在使用过程中,要注意防尘。

另外,在导轨的设计中,还可以用多根导轨并联来均化气膜的误差。

用高弹性合金、红宝石制造的滚动导轨,系统误差在0.5μm左右,随机误差可能超过0.1μm。

目前超精密加工中所使用的磁悬浮轴承主轴精度低于空气静压轴承主轴,空气静压轴承主轴的回转精度可达0.05μm,国外的可达0.03μm,但这仍然无法满足纳米加工对主轴的精度要求。

要想提高空气静压轴承主轴的回转精度就必须提高轴承的回转精度,而空气静压轴承的回转精度受轴承部件的圆度和供气条件的影响,由于压力膜的作用,轴承的回转精度是轴承部件圆度的1/15"1/20,所以,要得到10nm的回转精度,轴和轴套的圆度要达到0.15"0.20μm,同时为了气体流出的均匀性,对于纳米级的主轴,多采用(3). 开发高精度的测试系统在目前的超精密加工领域中,对加工精度的测量主要有两种方法;激光检测和光栅检测,而光栅的应用最为广泛。

目前光栅的测量精度可达nm级,如北京光电仪研究中心的光栅系统可达0.1μm,俄罗斯的全息光栅系统达10nm,LG100光栅系统的分辨率可达0.1μm,测量范围为100mm。

开发系统误差小、精度高和可靠性高的检测仪器和控制装置的前提是开发高性能的传感器以及伺服从动机构。

如果开发出高性能的传感器以及伺服机构及高精度、高速度、和高可靠性的读出装置,就可通过使用计算机进行检测、分析及计算,以提高检测精度。

与超精密加工有关的技术问题还有很多方面,如温度控制技术、振动控制技术、环境控制技术等。

比如材料的弹性变形和热变形,就很难使材料的去除加工达到原子级的精度,长100mm 的钢制零件,要控制其热变形在0.01mm 以内,就必须控制温度变化在0.01℃以内,这在加工领域还很难实现。

只要在上述的一个方面取得发展或突破,必将导致精密加工技术的高速发展。

(4). 开发适用于精密加工并能获得高精度、高表面质量的新型材料例如最近开发超微粉烧结金属、非结晶金属、超微粉陶瓷、非结晶半导体陶瓷、复合高分子材料等。

只要在上述的一个方面取得发展或突破,必将导致精密加工技术的高速发展。

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