切削加工先进技术课件
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2.按材料切除率和加工精度区分 （1）粗加工：用大的切削深度，经一次或少数几次走刀 从工件上切去大部分或全部加工余量，如粗车、粗刨、粗 铣、钻削和锯切等，粗加工加工效率高而加工精度较低， 一般用作预先加工，有时也可作最终加工。 （2）半精加工：一般作为粗加工与精加工之间的中间工 序，但对工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可 以作为最终加工。 （3）精加工：用精细切削的方式使加工表面达到较高的 精度和表面质量，如精车、精刨、精铰、精磨等。精加工 一般是最终加工。
切削加工
铜陵松宝智能装备股份有限公司
技术部
ppt2课0件18.1
1
前言
《切削加工》课程所涵盖的内容比较广泛、知识 点较多，属于基础提高型课程，在零件设计时要考虑 零件的加工性特点，要对零件进行优化设计，具有切 合实际的参考价值。
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2
一、基本概念
用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工 件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几 何形状、尺寸和表面质量的加工方法。切削加工时，工 件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相对运动来获 得的。
切削加工，这三者缺一不可，故又称为切削用量三要素。
切削速度：单位时间内工件与刀具沿主运动方向的 相对位移。
进给量：指刀具在进给运动方向上相对工件移动的 距离。可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表示。 例如，车削时进给量为工件每转刀具沿进给方向的位移 量。
切削深度：指待加工表面与已加工表面的垂直距离。 例如车削外圆时切削深度是待加工表面与已加工表面的 半径差。
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（3）展成法：又称滚切法，加工时切削工具与工件 作相对展成运动，刀具（或砂轮）和工件的瞬心线相 互作纯滚动，两者之间保持确定的速比关系，所获得 加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。齿轮加工 中的滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿（不包括成形磨 齿）等均属展成法加工。
《高速切削加工》课件
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高速切削加工技术的新发展
高速切削加工技术的新发展是智能化、高效化、多功能化等方向的发展。
总结
1 高速切削加工的重要性
在现代先进制造业中，高速切削加工已成为最先进的加工工艺之一。
2 发展前景
高速切削加工将朝着更高精度、更稳定、更智能的方向发展。
刀具
高速切削加工用的刀具有硬质合金刀具和普通高速钢刀具。
2
夹具
用于夹紧加工件，保证加工件的位置和尺寸的准确度。
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加工中心机床
高速切削加工的核心设备，一般配备自动换刀库，可实现多种工序的加工。
高速切削加工的原理
四角切削
四角切削是刀具在加工过程 中所受力的主要方向，也是 影响刀具切削稳定的主要因 素。
பைடு நூலகம்
机械制造
高速车削、高速铣削、高速钻削 等机械制造领域。
电子信息
如手机、笔记本电脑金属外壳、 DVD机零部件、各类光学仪器等。
高速切削加工的挑战与未来
1
超细加工
针对非金属的加工，要求精度更高，应考虑空气轴承、颤动反馈控制、非触变形 传感控制等。
2
超硬材料加工
超硬材料的加工，如石墨、硬质合金、陶瓷等，已成为高速切削加工的一个重要 领域。
精密加工
精密高速切削加工广泛应用 于航空航天、汽车、电子和 精密机械制造等领域，如模 具、光学部件、超声波探头 和燃烧室等零部件。
表面质量
高速切削加工能够获得极高 的表面质量，如挤出铝合金 管、铜合金输入输出端子， 铜轴套、石英晶体等产品的 光洁度达到镜面级。
高速切削加工的应用
航空航天
航空航天零部件，如高压涡轮叶 片、大型钛合金零件等。
加工效率高
高速切削加工速度快，可以完成 较长时间处理不完的工作。
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第一章 金属切削的基础知识 §1-2 刀具材料及刀具构造
青龙偃月刀 削铁如泥 吹毛断刃
第一章 金属切削的基础知识
§1-2 刀具材料及刀具构造
一. 对刀具材料的基本要求
⑴ 较高的硬度。 一般要求在 HRC 60以上。 ⑵ 有足够的强度和韧性。 ⑶ 有较好的耐磨性。 ⑷ 较高的耐热性。 ⑸ 有较好的工艺性。
三面两刃一刀尖
n
主后面
f
副后面 前刀面
第一章 金属切削的基础知识
2.车刀切削部分组成
三面两刃一刀尖
主切削刃
n
前刀面
f
第一章 金属切削的基础知识
2.车刀切削部分组成
三面两刃一刀尖
主切削刃
n
副切削刃 前刀面
f
第一章 金属切削的基础知识
2.车刀切削部分组成
三面两刃一刀尖
主切削刃 刀尖
n
副切削刃 前刀面
所以：粗加工时可以利用。
① 积屑瘤不稳定，易引起振动，使 Ra 增大。
不利 ② 会引起ap的变化，使加工精度降低。
所以：精加工时应尽量避免。
第一章 金属切削的基础知识
§1-3 金属切削过程
二、积屑瘤
3. 积屑瘤的影响因素及控制
影 工件材料 响 因 塑性越大， 素 越易产生
控 制
提高硬度，
措 降低塑性 施
第一章 金属切削的基础知识
2. 刀具的主要标注角度 刃倾角的作用及选用
刃倾角对切屑排出方向的影响
第一章 金属切削的基础知识
3. 刀具的工作角度
① 刀具装夹位置的影响
第一章 金属切削的基础知识
3. 刀具的工作角度
① 刀具装夹位置的影响
第一章 金属切削的基础知识
先进制造技术课件：先进切削加工技术 -
3.加工精度高：高速切削時切削力減小，切削熱
還來不及傳給工件，從而減少了切削過程中的 變形，提高了加工精度。
4.能獲得較好的表面完整性 ：在保證生產效
率的同時，可採用較小的進給量，從而減小了 加工表面的粗糙度值；又由於切削力小且變化 幅度小，機床的激振頻率遠大於工藝系統的固 有頻率，加工平穩，切削振動小，加工表面品 質可提高1～2級；切削熱傳入工件的比率大幅 度減少，加工表面的受熱時間短，切削溫度低 ，加工表面可保持良好的物理力學性能。
在常規切削速度範圍內（見圖2-1中A區），切 削溫度隨著切削速度的提高而升高。但是當切 削速度提高到某一數值之後，切削速度再提高 ，切削溫度反而降低，且該切削速度值與工件 材料的種類有關。對每一種工件材料都存在一 個速度範圍，在這個速度範圍內（圖2-1中B區 ），由於切削溫度過高，刀具材料無法承受， 即切削加工不可能進行，稱該區為“死穀”。
感應非同步直線電動機截面圖
工作臺
工作臺 安裝有直線電動機的工作臺是高速直 線進給單元的移動部件，其品質大小對進給單 元的靜動態特性影響很大。直線電動機所能達 到的最大加速度與包括工作臺在內的進給單元 的品質成反比，如圖2-7所示。
薩洛蒙曲線
薩洛蒙曲線帶來的啟示：若能越過這個“ 死穀”，在高速區（見圖2-1中C區）進行 切削加工，則有可能用現有刀具材料進行 高速切削，其切削溫度與常規切削時基本 相同，從而可大幅度提高生產效率。
薩洛蒙曲線圖
高速切削概念
高速切削是個相對概念，目前尚無統一定 義，一般指採用超硬刀具材料，通過大幅 度的提高切削速度和進給速度來提高材料 切除率和加工品質的現代切削加工技術。
1.滾珠軸承 2.空氣靜壓軸承 3.液體動靜壓軸承 4.磁懸浮軸承
滾珠軸承
還來不及傳給工件，從而減少了切削過程中的 變形，提高了加工精度。
4.能獲得較好的表面完整性 ：在保證生產效
率的同時，可採用較小的進給量，從而減小了 加工表面的粗糙度值；又由於切削力小且變化 幅度小，機床的激振頻率遠大於工藝系統的固 有頻率，加工平穩，切削振動小，加工表面品 質可提高1～2級；切削熱傳入工件的比率大幅 度減少，加工表面的受熱時間短，切削溫度低 ，加工表面可保持良好的物理力學性能。
在常規切削速度範圍內（見圖2-1中A區），切 削溫度隨著切削速度的提高而升高。但是當切 削速度提高到某一數值之後，切削速度再提高 ，切削溫度反而降低，且該切削速度值與工件 材料的種類有關。對每一種工件材料都存在一 個速度範圍，在這個速度範圍內（圖2-1中B區 ），由於切削溫度過高，刀具材料無法承受， 即切削加工不可能進行，稱該區為“死穀”。
感應非同步直線電動機截面圖
工作臺
工作臺 安裝有直線電動機的工作臺是高速直 線進給單元的移動部件，其品質大小對進給單 元的靜動態特性影響很大。直線電動機所能達 到的最大加速度與包括工作臺在內的進給單元 的品質成反比，如圖2-7所示。
薩洛蒙曲線
薩洛蒙曲線帶來的啟示：若能越過這個“ 死穀”，在高速區（見圖2-1中C區）進行 切削加工，則有可能用現有刀具材料進行 高速切削，其切削溫度與常規切削時基本 相同，從而可大幅度提高生產效率。
薩洛蒙曲線圖
高速切削概念
高速切削是個相對概念，目前尚無統一定 義，一般指採用超硬刀具材料，通過大幅 度的提高切削速度和進給速度來提高材料 切除率和加工品質的現代切削加工技術。
1.滾珠軸承 2.空氣靜壓軸承 3.液體動靜壓軸承 4.磁懸浮軸承
滾珠軸承
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2.常用刀具材料
种
类
碳素工具钢
含碳量较高的优 质碳钢
常用牌号 T8A、T10A、T12A
主要性能
主要应用
淬火后硬度高（达63～65HRC）、价廉， 但耐热性差（200℃以下）
制造小型、手动和低速切 削工具，如手用锯条和锉 刀等
合金工具钢
碳素工具钢中加 入少量Cr、Si、 W、Mn等元素
9SiCr、CrWMn、 CrW5、GCr15
③ 主偏角 Κr――主切削刃和假定进给方向在基面(Pr)上投 影的夹角。主偏角的大小影响切屑断面形状和切削分力的大 小。有时主偏角也根据工件加工形状来定。
④ 副偏角Κ´r――副切削刃和假定进给的相反方向在基面Pr上投
影的夹角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已加工表 面的摩擦,减少刀具磨损和防止切削时产生振动。减小副偏角 可减小切削残留面积,降低己加工表面的粗糙度(如图)
1. 刀具切削部分的组成 外圆车刀由三个刀面,两条切削刃和一 个刀尖组成(图1－4)。
(1)前刀面――刀具上切屑流过的表面( )。 A r
(2)后刀面――刀具上与过渡表面相对的是主后刀面(
加工表面相对的是副后刀面( )。A &# 形成的交线称为主切削刃( ),
)。A 与已
三、切削层参数(如上页图) 1. 切削厚度hD――垂直与切削刃的方向上度量的切削 层截面的尺寸。(mm) 2. 切削宽度bD――沿切削刃方向度量的切削层截面的 尺寸。(mm) 3. 切削面积AD――给定瞬间,切削层在切削层尺寸平面
里的横截面积。( m m) 2
ADfapbDhD
§2 刀具材料及刀具结构
(2)车刀的主要标注角度及选择要点――在车刀设计、制造、刃 磨和测量时,必须确定的角度。
高速切削加工技术ppt课件.pptx
我国高速切削加工技术最早应用于轿车工业，二十世纪八十年 代后期，相继从德国、美国、法国、日本等国引进了多条具有先进 水平的轿车数控自动化生产线，如从德国引进的具有九十年代中期 水平的一汽大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其中 大量应用了高速切削加工技术。生产线所用刀具材料以超硬刀具为 主，依靠进口。
近年来，我国航天、航空、汽轮机、模具等制造行业引进了 大量加工中心和数控镗铣床，都不同程度地开始推广应用高速切 削加工技术，其中模具行业应用较多。
例如上海某模具厂，高速铣削高精度铝合金模具型腔，半精 铣采用主轴转速18000rpm，切削深度2mm，进给速度5m/min； 精铣采用20000rpm，切削深度0.2mm，进给速度8m/min，加工 周期为6h，质量完全满足客户要求。
➢ 高速切削已成为当今制造业中一项快速发展 的新技术，在工业发达国家，高速切削正成 为一种新的切削加工理念。
➢ 人们逐渐认识到高速切削是提高加工效率的 关键技术。
高速切削的特点
➢ 随切削速度提高，单位时间内材料切除率增加，切削加工时间减 少，切削效率提高3～5倍。加工成本可降低20％-40％。
➢ 在高速切削加工范围，随切削速度提高，切削力可减少30%以上， 减少工件变形。对大型框架件、刚性差的薄壁件和薄壁槽形零件 的高精度高效加工，高速铣削是目前最有效的加工方法。
高速切削的加工工艺方法
目前高速切削工艺主要在车削和铣削，各类高速切削机床 的发展将使高速切削工艺范围进一步扩大，从粗加工到精加工 ，从车削、铣削到镗削、钻削、拉削、铰削、攻丝、磨削等。
随着市场竞争的进一步加剧，世界各国的制造业都将更加积 极地应用高速切削技术完成高效高精度生产。
高速切削加工在国内的研究与应用
超精密切削加工 PPT
切削刃的粗糙度。 2) 切削刃的粗糙度。切削时切削刃的粗糙度将决定 加工表面的粗糙度。普通刀刃的粗糙度Ry Ry0 加工表面的粗糙度 。 普通刀刃的粗糙度 Ry0.3~5 金刚石刀具刀刃的粗糙度Ry Ry0 μm ， 金刚石刀具刀刃的粗糙度 Ry0.1~0.2 μm ， 特殊情况Ry nm。 Ry1 特殊情况Ry1nm。 极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量， 3) 极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量， 保证长的刀具寿命。 保证长的刀具寿命。 刀刃无缺陷，足够的强度，耐崩刃性能。 4) 刀刃无缺陷，足够的强度，耐崩刃性能。 化学亲和性小、与工件材料的抗粘结性好、 5) 化学亲和性小、与工件材料的抗粘结性好、摩擦 系数低，能得到极好的加工表面完整性。 系数低，能得到极好的加工表面完整性。
• 一.超精密切削加工简介 • 二.超精密切削的刀具 • 三.超精密加工机床 • 四.影响切削表面粗糙度的因素及发展 趋势
一.超精密切削加工简介 超精密切削加工简介
• 1.超精密切削的历史 1.超精密切削的历史
• 60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、 60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、 年代初 磁盘，光学扫描用的多面棱镜， 磁盘，光学扫描用的多面棱镜，大功率激光核聚 变装置用的大直径非圆曲面镜， 变装置用的大直径非圆曲面镜，以及各种复杂形 状的红外光用的立体镜等等， 状的红外光用的立体镜等等，各种反射镜和多面 棱镜精度要求极高，使用磨削、研磨、 棱镜精度要求极高，使用磨削、研磨、抛光等方 法进行加工，不但加工成本很高，而且很难满足 法进行加工，不但加工成本很高， 精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、 精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、开发了 使用高精度、 使用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切 削加工的方法。 削加工的方法。
切削加工工艺 ppt课件
面之间相对运动而产生的摩擦阻力 — P摩。 总切削力 F 是一个空间矢量，其大小和方向随
切削条件而变化。可分解为三个互相垂直的分 力。
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23
三个分力
主切削力Fc 总切削力F在主运动方向上的分
力。
它垂直于工作基面， 与切削速度方向平行， 故又称切向力。
消耗机床总功率 的95％以上， 是计算切削功率和车刀强度、确定机床动力的
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35
3.3.6工件材料的切削加工性
切削加工性是指对某种工件材料进行切削加工 的难易程度。
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31
3.3.5刀具磨损与耐用度
1.刀具磨损 ⑴刀具磨损的形式
前刀面磨损
高速、大厚度塑性材料 KT表同时磨损
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32
⑵刀具磨损的过程
刀具后面磨损量VB与切削时间之间的磨损曲 线。分为三个阶段：
AB段 初期磨损
BC段 正常磨损
刃的强度。
后度。角0 影响主后面与工件过渡表面间的摩擦及刀刃的强
主力之偏间角的kr 比主例要。影响切削条件和刀具寿命，也影响切削分
副偏角kr′影响副切削刃与工件间的摩擦及表面质量。
刃倾角s 主要影响切屑流向和刀体的强度。
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12
3.2.2刀具材料
1.对刀具材料的要求 ⑴高硬度 一般应在HRC60以上。 ⑵高耐磨性 含有硬质点的数量越多、晶粒越细， 分布越均匀，则耐磨性越好。 ⑶足够的强度和韧性 别用抗弯强度和冲击韧度 来衡量。 ⑷高耐热性 又称红硬性，指刀具材料在高温下 保持其常温硬度的能力。是衡量刀具材料优劣的 一项重要指标。 此外，刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性。
第三章 切削加工工艺
切削条件而变化。可分解为三个互相垂直的分 力。
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三个分力
主切削力Fc 总切削力F在主运动方向上的分
力。
它垂直于工作基面， 与切削速度方向平行， 故又称切向力。
消耗机床总功率 的95％以上， 是计算切削功率和车刀强度、确定机床动力的
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3.3.6工件材料的切削加工性
切削加工性是指对某种工件材料进行切削加工 的难易程度。
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3.3.5刀具磨损与耐用度
1.刀具磨损 ⑴刀具磨损的形式
前刀面磨损
高速、大厚度塑性材料 KT表同时磨损
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⑵刀具磨损的过程
刀具后面磨损量VB与切削时间之间的磨损曲 线。分为三个阶段：
AB段 初期磨损
BC段 正常磨损
刃的强度。
后度。角0 影响主后面与工件过渡表面间的摩擦及刀刃的强
主力之偏间角的kr 比主例要。影响切削条件和刀具寿命，也影响切削分
副偏角kr′影响副切削刃与工件间的摩擦及表面质量。
刃倾角s 主要影响切屑流向和刀体的强度。
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3.2.2刀具材料
1.对刀具材料的要求 ⑴高硬度 一般应在HRC60以上。 ⑵高耐磨性 含有硬质点的数量越多、晶粒越细， 分布越均匀，则耐磨性越好。 ⑶足够的强度和韧性 别用抗弯强度和冲击韧度 来衡量。 ⑷高耐热性 又称红硬性，指刀具材料在高温下 保持其常温硬度的能力。是衡量刀具材料优劣的 一项重要指标。 此外，刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性。
第三章 切削加工工艺
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第十章 切削加工先进技术
4. 数控加工技术
数字控制加工技术简称数控（NC）加工技术，是近 代发展起来的一种自动控制技术，该技术是典型的机械 、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电 一体化高新技术。数控加工技术是实现制造过程自动化 的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系 统的重要组成部分。
第十章 切削加工先进技术
磨粒运动轨迹
第十章 切削加工先进技术
3．研磨
研磨——用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层 极薄表面层的光整加工方法。
研磨外圆时，使用研具为研套。 研磨内孔时，使用的研具为研磨棒。
第十章 切削加ห้องสมุดไป่ตู้先进技术
外圆研具 研磨棒
第十章 切削加工先进技术
研磨外圆
研磨内孔
第十章 切削加工先进技术
超精加工 珩磨 研磨 抛光
第十章 切削加工先进技术
1．超精加工
超精加工——用细粒度的磨具对工件施加很小的压 力，并作往复振动和慢速纵向进给运动，以实现微量磨 削的一种光整加工方法。
第十章 切削加工先进技术
2．珩磨
珩磨——利用珩磨工 具对工件表面施加一定压 力，珩磨工具同时作相对 旋转和直线往复运动，切 除工件上极小余量的光整 加工方法。
第十章 切削加工先进技术
第十章 切削加工先进技术
其他几种常见的分类方法
第十章 切削加工先进技术
5．数控机床的加工特点
适用范围广。 加工精度高。 生产率高。 加工质量稳定可靠。 改善劳动条件。 有利于实现生产管理现代化。
第十章 切削加工先进技术
6．数控机床的应用
多品种、小批量生产的工件或新产品试制中的工件。 形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很
第十章 切削加工先进技术
3．电火花线切割加工应用
（1）各种形状的冲裁模（凸模、凹模）及其他模具的 制造。
（2）各类精密型孔、样板、成形刀具等工件和容易引 起变形的精密狭槽类工件的加工。
（3）加工和切割稀有、贵重金属。
第十章 三、激光加工
1．激光加工原理
切削加工先进技术
固体激光器结构示意图
第十章 切削加工先进技术
第十章 切削加工先进技术
第二节 特种加工
特种加工——利用非常规的切削加工手段，利用电、 磁、声、光、热等物理及化学能量，直接施加于被加工 工件待加工部位，达到材料去除、变形以及改变性能等 目的的加工技术。
第十章 切削加工先进技术
常用特种加工方法能量形式及适用范围
第十章 切削加工先进技术
一、电火花加工
采用磨削而要求又高的零件。 黑色金属或其他表面硬度高的精密零件光整加工前
的预加工工序。
第十章 切削加工先进技术
2．精密车削的刀具和切削用量
精密车削所用的刀具及其切削用量的选择
第十章 切削加工先进技术
三、精密磨削
精密磨削——在精密磨床上用经过精细修整的细粒度 砂轮进行磨削的方法。
1．精密磨削的应用
第十章 切削加工先进技术
1. 超精密加工技术
精密工程、微细工程和 纳米技术是现代制造技术的 前沿，具有广泛的应用领域， 它包括了所有能使工件的几 何精度和尺寸精度达到微米 和亚微米范围的机械加工方 法。
第十章 切削加工先进技术
2. 高速加工技术
高速加工技术是指采用超硬材料的刀具与磨具，能 可靠地实现高速运动的自动化制造设备，可极大地提高 材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加 工技术。高速切削加工目前主要用于难加工材料、超精 密微细切削、复杂曲面的加工等。
（4）测量反馈装置用来检测速度、位移以及加工状态， 并将检测到的信息转化为电信号反馈给数控装置，通过比 较计算出偏差，并发出纠正误差指令。测量反馈装置分为 半闭环和闭环两种。
（5）机床主体是数控机床的本体，主要包括床身、主 轴、进给机构等机械部件，还有冷却、润滑、转位部件， 如换刀装置、夹紧装置等辅助装置。
难保证加工质量的工件。 在普通机床上加工，需要昂贵的工装设备（工具、夹
具和模具）的工件。 尺寸难测量、进给难控制的壳体或盒型工件。 必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹等多
任务工序的工件。 价格昂贵，加工中不允许报废的关键工件。 需要最短生产周期的急需工件。
第十章 切削加工先进技术
第十章 切削加工先进技术
2．切削速度迅速提高
切削速度随刀具材料的变更而提高
第十章 切削加工先进技术
3．新型工程材料的应用 4．自动化和数字化工艺装备的发展 5．产品加工向少余量和无屑加工方向发展
第十章 切削加工先进技术
飞机总装生产线
第十章 切削加工先进技术
二、先进加工技术的分类
超精密加工技术 高速加工技术 微细加工技术 数控加工技术
2．激光加工的特点
（1）几乎可以加工任何固体材料。 （2）可进行精密细微加工。 （3）属于非接触加工，没有明显的机械力，没有工具 损耗，可加工易变形的薄板和橡胶等弹性工件。 （4）加工速度快，热影响区小，并可通过透明体进行 加工。 （5）精密细微加工时，需反复试验，寻找合理的加工 参数，才能达到其精度和表面粗糙度要求。
4．抛光
抛光——利用机械、化学或电化学的作用，使工件 获得光亮、平整表面的加工方法。
第十章 切削加工先进技术
第四节 先进加工技术
一、先进加工技术的发展状况
1．加工精度不断提高
随着制造工艺技术的进步与发展，机械加工精度得到 不断提高。20世纪50年代末，已经实现了微米级的加工精 度。在最近的十年时间内，机械加工精度提高了1～2个数 量级，达到10nm的精度水平。预计在不久的将来，可实现 原子级的加工和测量。
第十章 切削加工先进技术
1 第一节 数控加工 2 第二节 特种加工 3 第三节 精密加工 4 第四节 先进加工技术
第十章 切削加工先进技术
第一节 数控加工
一、数控机床基础
1．认识数控与数控机床
数控——数字控制（Numerical Control，简称NC），是 20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信 号进行控制的一种方法。
2．电火花线切割加工特点
（1）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的 形状复杂的工件。
（2）工件变形小，电极丝、夹具不需要太高的强度。 （3）可加工任何导电的固体材料。 （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程自动化。 （5）不能加工非导电材料。 （6）加工成本高，不适合加工形状简单的大批量工件。
机床主轴、高精度轴承、液压滑阀、标准量具、量 仪、半导体硅片，以及航空、航天工业中的精密工件、 计算机磁盘等。
第十章 切削加工先进技术
2．精密磨削的种类
精密磨削（Ra0.16～Ra0.04μm） 超精密磨削（Ra0.04～Ra0.01μm）
镜面磨削（Ra 0.01μm）
3．精密磨削用机床
第十章 切削加工先进技术
3. 微细加工技术
微细加工是指加工尺度为微米级范围的加工方式。 微细加工起源于半导体制造工艺，加工方式十分丰富， 包含了微细机械加工、各种现代特种加工、高能束加工 等方式。而微机械制造过程又往往是多种加工方式的组 合。目前，微细加工技术有以下几种：超微机械加工技 术、光刻加工技术、LIGA技术（制版术、电铸成形和微 注塑）等。
1）工件加工的适应性强，灵活性好，能加工轮廓形状特 别复杂或难以控制尺寸的工件。
2）能加工普通铣床无法加工或很难加工的工件。 3）能加工一次装夹定位后需进行多道工序加工的工件。 4）加工精度较高，加工质量稳定可靠。 5）生产自动化程度高，可以降低操作者的劳动强度，有 利于实现生产管理自动化。 6）生产率高。 7）对刀具的要求较高，刀具应具有良好的韧性和耐磨性。
第十章 切削加工先进技术
第三节 精密加工
一、认识精密加工
精密加工是指在一定发展阶段，加工精度和表面质量 比传统的加工方法能达到更高程度的加工工艺。
按我国目前情况，精密加工是指加工精度在0.1~10μm （相当于IT5以上），表面粗糙度值小于Ra 0.16μm的加工 方法。
精密加工中，精度高于0.1μm，表面粗糙度值小于Ra 0.1μm的加工方法称为超精密加工。
第十章 切削加工先进技术
3．激光加工工艺及应用
去除加工（激光打孔、激光切割） 连接加工（即激光焊接）
激光打孔
激光切割
第十章 切削加工先进技术
四、高压水射流切割加工
高压水射流切割是一种 冷切割工艺，被加工材料的 物理性能、力学性能及材质 的晶体组织结构不会遭到破 坏，可免除后续机械加工工 艺。
数控机床——用数字化信号对机床的运动及其加工过程 进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。
第十章 切削加工先进技术
2．数控机床的组成
（1）控制介质是存储数控加工所需程序的介质。 （2）数控装置是数控机床的核心。
第十章 切削加工先进技术
（3）伺服系统用于接收数控装置的指令，是数控系统 的执行部分。
砂轮主轴的回转精度为1μm，内圆磨具采用静压； 应有对传动部分的减振措施； 横向进给机构的重复精度高； 工作台运动平稳，在一定范围内无爬行。
第十章 切削加工先进技术
4．精密磨削用砂轮
磨料。 粒度。 硬度。 结合剂。 组织。
第十章 切削加工先进技术
四、光整加工
光整加工——精加工后，从工件上不切除或切除极 薄金属层，只减小工件表面粗糙度值，提高工件表面质 量或强化工件表面的加工过程。
1．电火花加工原理
电火花加工
电火花加工——是一种利用脉冲放电对导电材料进行电蚀以 去除多余材料的加工方法，故又称为电蚀加工。
a）电火花加工原理 b）蚀除材料的过程 c）工件成型
第十章 切削加工先进技术