第3章 超精密加工机床与设备
缺点： 缺点： 1）液体静压轴承的温升 很高，难以控制， 很高，难以控制，造成热 变形，影响主轴精度。 变形，影响主轴精度。 2）静压油回油时将空气 带入油源， 带入油源，形成微小气泡 悬浮在油中，不易排出， 悬浮在油中，不易排出， 降低轴承的刚度和动特性。 降低轴承的刚度和动特性。
解决措施： 解决措施： 提高静压油的压力到6 8MPa，使油中微小气泡的影响减小， 1）提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减小，提高静压轴承 的刚度和动特性。 的刚度和动特性。 静压轴承用油经温度控制，基本达到恒温，减少轴承的温升。 2）静压轴承用油经温度控制，基本达到恒温，减少轴承的温升。 轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。
AHNIO型高效专用车削、 AHNIO型高效专用车削、 型高效专用车削 磨削超精密机床
3.2 超精密加工刀具与刃磨技术
超精密切削刀具的要求
1）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹 极高的硬度、 性模量。 性模量。 刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小， 2）刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小， 能实现超薄切削厚度。 能实现超薄切削厚度。 刀刃无缺陷， 3）刀刃无缺陷，切削时刃形将复制在被加 工表面上，从而得到超光滑的镜面。 工表面上，从而得到超光滑的镜面。 与工件材料的抗粘性好、化学亲和性小、 4）与工件材料的抗粘性好、化学亲和性小、 摩擦系数低， 摩擦系数低，以得到极好的加工表面完 整性。 整性。 不可替代的超精密切削刀具材料： 不可替代的超精密切削刀具材料：单晶金 刚石。 刚石。
超精密机床的基础元部件及其关键技术
导轨和床身的材料
超精密机床的基础元部件及其关键技术
驱动系统
主轴的驱动方式： 主轴的驱动方式： 1）电动机通过带轮驱动 2）电动机通过柔性联轴 器驱动 3）采用内装式同轴电动 机驱动
主轴结构及驱动方式
超精密机床的基础元部件及其关键技术
驱动系统
超精密机床的基础元部件及其关键技术
第3章
超精密加工机床与设备
SHPERE-200超精密球面镜机床 SHPERE-200超精密球面镜机床
TDM －1150型超精密车床 1150型超精密车床
3.1 超精密加工机床
概况
精密机床是实现精密加工的首要基础条件。 精密机床是实现精密加工的首要基础条件。 1）美国：50年代首先发展了金刚石刀具的超精密切削技 美国：50年代首先发展了金刚石刀具的超精密切削技 并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床； 术，并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床； 1983～1984研制成功大型超精密金刚石车床DTM－ 研制成功大型超精密金刚石车床DTM 1983～1984研制成功大型超精密金刚石车床DTM－3型 LODTM大型超精密车床 大型超精密车床。 和LODTM大型超精密车床。 英国：1991年研制成功大型超精密机床OAGM2500。 年研制成功大型超精密机床OAGM2500 2）英国：1991年研制成功大型超精密机床OAGM2500。 日本： 3）日本：现在在中小型超精密机床生产上已经具有一定 的优势，甚至超过了美国。 的优势，甚至超过了美国。 中国：JCS－027超精密车床 JCS－031超精密铣床 超精密车床、 超精密铣床、 4）中国：JCS－027超精密车床、JCS－031超精密铣床、 JCS－035超精密车床等 超精密车床等。 JCS－035超精密车2500大型超精密机床 OAGM 2500大型超精密机床
机床的x 机床的x和y向导轨采用液 体静压， 体静压，z向的磨轴头和 测量头采用空气轴承。 测量头采用空气轴承。床 身采用型钢焊接结构， 身采用型钢焊接结构，用 精密数控驱动， 精密数控驱动，双频激光 测量系统检测运动位置。 测量系统检测运动位置。
超精密球面 加工机床
超精密 超精密铣床 砂带磨床
磁性 研磨机床
弹性发射 抛光机床
离子束 加工设备
多面体 超精密铣床
电解 超精密镗床 研磨机床
化学机械 抛光机床 磁流体 抛光机床
激光 磁盘车床 加工设备
超声波 研磨机床
微细电火花 加工设备
滚动 研磨机床
液体动力 抛光机床
超精密机床 的基本要求
高精度 高刚度 高稳定性
超精密加工机床实例
典型机床简介
有一个x 有一个x和y向调整的刀架 及作B 及作B轴转动的高精度转 借助三轴精密数控， 台，借助三轴精密数控， 加工平面、 加工平面、球面和非球曲 面。 采用空气轴承， 采用空气轴承，刀架设计 滑板结构， 滑板结构，直线移动分辨 0.01μm μm， 力0.01μm，激光测量反 定位精度全行程0.03 馈，定位精度全行程0.03 μm。 μm。 加工模具形状精度0.05μm 0.05μm， 加工模具形状精度0.05μm， 表面粗糙度0.025μm 表面粗糙度0.025μm
超精密机床的基础元部件及其关键技术
弹性变形微进给装置
利用材料在弹性限度内变形与力成正比的原理来实现的。 利用材料在弹性限度内变形与力成正比的原理来实现的。 优点：进给量小，工作稳定可靠，精度重复性好，刚度高，结构简单， 优点：进给量小，工作稳定可靠，精度重复性好，刚度高，结构简单，容 易制造，应用广泛。 易制造，应用广泛。
滚珠丝杠副传动装置
进给的驱动元件， 进给的驱动元件，滚珠 在丝杠和螺纹槽内滚动， 在丝杠和螺纹槽内滚动，摩 擦力小， 擦力小，且滚珠在螺母内有 再循环通道。 再循环通道。滚珠丝杠副要 求正转和反转没有回程间隙， 求正转和反转没有回程间隙， 要求滚珠丝杠和螺母间有一 定的预载过盈。 定的预载过盈。精密级和高 精密级滚珠丝杠的螺母常做 成两段组合。 成两段组合。 为减小滚珠丝杠的径向圆跳动和轴向跳动对导轨直线运动的影响， 为减小滚珠丝杠的径向圆跳动和轴向跳动对导轨直线运动的影响，采 用螺母和工作台柔性连接， 用螺母和工作台柔性连接，即螺母装在柔性的过渡连接块上再和工作台固 定。
超精密加工机床实例
典型机床简介
Moore 车床
3型坐标测量机改 由Moore 3型坐标测量机改 造而成。采用卧式主轴， 造而成。采用卧式主轴， 三坐标精密数控， 三坐标精密数控，消振和 防振措施，加强恒温控制等。 防振措施，加强恒温控制等。 18AG型超精密非球面车床 型超精密非球面车床， M-18AG型超精密非球面车床， 基本结构同Moore 3， 基本结构同Moore 3，采用空 气静压轴承主轴、气浮导轨、 气静压轴承主轴、气浮导轨、 双坐标双频激光测量系统、 双坐标双频激光测量系统、 优质铸铁床身， 优质铸铁床身，有恒温油浇 淋机和空气隔振垫支承。 淋机和空气隔振垫支承。
微进给装置的要求
微量进给装置具有微量移动或微量转动及微量进给等功用。 微量进给装置具有微量移动或微量转动及微量进给等功用。 微量进给机构应满足的要求： 微量进给机构应满足的要求： 精微进给和粗进给应分开； 1）精微进给和粗进给应分开； 运动部分必须是低摩擦和高稳定度的； 2）运动部分必须是低摩擦和高稳定度的； 末级传动元件必须具有很高的刚度； 3）末级传动元件必须具有很高的刚度； 微量进给机构内部联接必须是可靠联接； 4）微量进给机构内部联接必须是可靠联接； 5）工艺性好，容易制造； 工艺性好，容易制造； 微量进给机构具有好的动特性； 6）微量进给机构具有好的动特性； 微量进给机构应能实现微量进给的自动控制。 7）微量进给机构应能实现微量进给的自动控制。
超精密加工机床实例
典型机床简介
大型光学金刚石车床LODTM 大型光学金刚石车床LODTM 机床采用立式结构， 机床采用立式结构，采用止 推轴承， 推轴承，7路高分辨力双频激光 测量系统，4路激光检测横梁上 测量系统， 溜板的运动， 溜板的运动，3路激光检测刀架 上下运动位置， 上下运动位置，使用在线测量 和误差补偿， 和误差补偿，各发热部件用大 量恒温水冷却，用大的地基， 量恒温水冷却，用大的地基， 地基周围有防振沟，且整个机 地基周围有防振沟， 床用4个大空气弹簧支承。 床用4个大空气弹簧支承。
滑动导轨分两大类——凸形和凹形 凸形和凹形 滑动导轨分两大类 凸形导轨不易积存切屑 但难以保存润滑油， 导轨不易积存切屑， 凸形导轨不易积存切屑，但难以保存润滑油， 只适合于低速运动 凹形导轨润滑性能良好 适合于高速运动， 导轨润滑性能良好， 凹形导轨润滑性能良好，适合于高速运动，为 防止落入切屑等， 防止落入切屑等，必须配备良好的防护装置
高自动化
超精密机床的基础元部件及其关键技术
整体布局和结构
T形布局 1) T形布局 2）主轴箱位置固 定，刀架装在十字 形滑板上 3）R-布局 4）立式结构布局
超精密机床的基础元部件及其关键技术
运动部件
超精密机床的基础元部件及其关键技术
液体静压轴承
优点： 优点： 承载能力大、阻尼大、 承载能力大、阻尼大、动 刚度好
超精密加工机床实例
典型机床简介
DTMDTM-3大型超精密车床
采用精密数控伺服方 式，控制部分为内装式 CNC装置和激光干涉测长 CNC装置和激光干涉测长 精确测量定位， 仪，精确测量定位，在 DC伺服机构内装有压电 DC伺服机构内装有压电 微位移机构， 微位移机构，实现纳米 级微位移。 级微位移。
超精密机床的基础元部件及其关键技术
摩擦传动装置
超精密机床的基础元部件及其关键技术
静压丝杠副驱动
提高进给运动的平稳性。液体静压轴承的间隙大， 提高进给运动的平稳性。液体静压轴承的间隙大，气体静 压轴承的间隙小。 压轴承的间隙小。
超精密机床的基础元部件及其关键技术
微进给驱动技术
超精密机床的基础元部件及其关键技术
超精密加工机床实例
典型机床简介
Nanoform250车床 Nanoform250车床
采用气体静压主轴，回转精度优于0.05 采用气体静压主轴，回转精度优于0.05 μm。其缺点是刚度偏低，一般小于100 μm。其缺点是刚度偏低，一般小于100 N/μm适用于光学镜头、 N/μm适用于光学镜头、光学模制嵌件 适用于光学镜头 和镜子， 和镜子，以及其它小型精密机械部件的 生产。 生产。 能够安装2 能够安装2～4个斧头，用于生产球面、 个斧头，用于生产球面、 非球面和任意形态的曲面。 非球面和任意形态的曲面。标准配置包 括X、Y型斧头，标准摇摆能力为250mm， 型斧头，标准摇摆能力为250mm， 250mm 滑板距离为215mm。 滑板距离为215mm。 215mm
超精密加工的机床设备
超精密加工的机床设备摘要：超精密加工技术的发展直接影响整个国家的制造业发展，影响尖端技术和国防工业的发展。
机床是实现超精密加工的重要载体，机床的制造水平和研究水平便显得非常的重要。
本文在论述目前国内外超精密加工机床的现状的同时，介绍了国内外有代表性的几种超精密加工机床，并介绍分析了超精密机床的精密主轴部件、进给驱动系统、误差建模和补偿技术和数控技术。
关键词：超精密加工机床发展关键技术1.引言制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，其竞争能力最终体现在新生产的工业产品市场占有率上，而制造技术则是发展制造业并提高其产品竞争力的关键。
精密和超精密加工技术是制造业的前沿和发展方向。
精密和超精密加工技术的发展直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。
随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅猛发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。
目前，国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。
最近几年，我国的机床制造业虽然发展很快，年产量和出口量都明显增加，成为世界机床最大消费国和第一大进口国，在精密机床设备制造方面取得不小进展，但仍和国外有较大差距。
我国还没有根本扭转大量进口昂贵的数控和精密机床、出口廉价中低档次机床的基本状况。
由于国外对我们封锁禁运一些重要的高精度机床设备和仪器，而这些精密设备仪器正是国防和尖端技术发展所迫切需要的，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工机床，使我国的国防和科技发展不会受制于人。
2.超精密机床的发展现状2.1国外超精密机床发展现状目前在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本, 这3个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高, 而且商品化的程度也非常高。
精密和超精密加工的机床设备技术
精密和超精密加工的机床设备技术引言精密和超精密加工技术在现代制造业中扮演着重要的角色。
为了满足高质量、高精度、高效率的加工需求，机床设备技术不断得到改进和发展。
本文将介绍精密和超精密加工的机床设备技术，并探讨其在制造业中的应用。
1. 精密加工的机床设备技术精密加工是指在工程加工中，对尺寸精度和表面质量要求较高的加工方法。
精密加工的关键在于机床设备的稳定性、刚性和精度。
以下是精密加工机床设备的几个关键技术：1.1 数控技术数控技术是精密加工中最为关键的技术之一。
通过数控技术，可以实现机床的高精度和高效率加工。
数控技术的应用可以大大提高生产效率，并且减少操作人员的工作强度。
1.2 精密传动系统精密传动系统是精密加工机床设备的核心组成部分。
精密传动系统的设计与制造涉及到轴承、传动装置、伺服驱动装置等多个方面。
通过精确的传动系统，可以提高机床的精度和稳定性。
1.3 线性驱动技术线性驱动技术是现代机床设备中的重要发展方向之一。
相比传统的滚动轴承驱动，线性驱动技术能够实现更高的速度和更高的精度。
线性驱动技术可以用于各种类型的机床设备，包括数控机床和超精密加工机床。
2. 超精密加工的机床设备技术超精密加工是指在微米甚至纳米级别下进行加工的技术。
超精密加工在光学、光电子、半导体等领域具有重要的应用。
以下是超精密加工机床设备技术的几个关键技术：2.1 超精密控制系统超精密控制系统是实现超精密加工的关键技术之一。
通过超精密控制系统，可以实现对微小位移和应力的精确控制。
超精密控制系统需要具备高精度、高灵敏度和高稳定性的特点。
2.2 超精密磨削技术超精密磨削技术是超精密加工的核心技术之一。
超精密磨削技术可以实现对工件表面的精确修整和光洁度的提高。
超精密磨削技术需要借助特殊材料和磨削工具，并配合高精度的机床设备。
2.3 超精密检测技术超精密加工过程中，对工件的检测和测量要求非常高。
超精密检测技术可以实现对工件尺寸、形状和表面质量的高精度测量。
精密和超精密加工的机床设备
高精度、高效率、高表面质量、 低误差、低能耗等。
应用领域
01
02
03
04
航空航天
制造飞机发动机叶片、涡轮盘 等关键部件。
汽车制造
加工发动机缸体、曲轴等精密 零部件。
能源领域
制造核聚变反应堆中的超导线 圈、太阳能电池板等。
医疗器械
制造人工关节、牙科种植体等 医疗器件。
发展历程与趋势
发展历程
从20世纪50年代开始，精密和超精密加工技术经历了从简单磨削 到复杂切削，再到超精密切削的发展过程。
航空航天领域的应用案例
案例一
某航空发动机制造企业使用超精密加 工机床，对涡轮叶片进行高精度磨削 和抛光，提高了发动机性能和可靠性 。
案例二
某飞机制造企业采用精密加工机床， 对机身结构件进行高精度切割和加工 ，确保飞机整体装配精度和质量。
汽车工业领域的应用案例
案例一
某汽车零部件制造企业使用精密加工 机床，对发动机缸体进行高精度加工， 提高缸体质量和性能，降低发动机故 障率。
柔性化
为了满足多品种、小批量生产的需求，未来精密和超精密加工机床将采用模块化设计、可 重构制造系统等技术，提高机床的加工范围和适应能力。
新材料、新工艺的应用
新材料
随着新材料技术的发展，未来精密和超精密加工机床将采用新型高强度、高硬 度、轻质材料，提高加工效率和加工质量。
ห้องสมุดไป่ตู้新工艺
为了满足复杂形状和特殊材料的加工需求，未来精密和超精密加工机床将采用 新的切削工艺、光整加工工艺和复合加工工艺等，提高加工精度和表面质量。
伺服驱动技术
采用先进的伺服驱动技术， 实现高精度的位置控制和 速度控制。
插补算法
精密和超精密加工的机床设备技术(PPT 88页)
精密和超精密加工技术
第4章 精密和超精密加工的机床设备
2019/12/12
3.1 精密和超精密机床发展概况及典型机床 简介
3.2 精密主轴部件 3.3 床身和精密导轨部件 3.4 进给驱动系统 3.5 微量进给装置 3.6 机床运动部件位移的激光在线检测系 3.7 机床的稳定性和减振隔振 3.8 减少变形和恒温控制
2019/12/12
2019/12/12
第1节 精密和超精密机床发展概况 及典型机床简介
二、典型机床简介
Union Carbide 公司 的半球机床
能加工直径100mm的半球，达到尺寸精
度正负0.6μm，表面粗糙度0.025μm。
精密空气轴承主轴采用多孔石墨制成 轴衬，径向空气轴承的外套可以调整 自动定心，可提高前后轴承的同心度， 以提高主轴的回转精度。
第2节 精密主轴部件
一、主轴轴承 主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、 端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素 （1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
关键在于精密轴承。
2019/12/12
类型：普通（各种精密超精密车、铣等）、专 用（磁盘超精密车床） 按工艺方法：超精密车床、超精密铣床、超精 密磨床、超精密研磨机、超精密抛光机床、超 精密特种加工机床、精密和超精密加工中心等
精度指标：目前，主轴回转精度为0.025um， 导轨直线度为1000000:0.025，定位精度为 0.013um/1000um，进给分辨率为0.005um，加
2024年度《机械制造基础(第7版)》(鞠鲁粤主编)简介
压力加工工艺应用实例
通过实例展示压力加工工艺在制造业 中的具体应用，如汽车轮毂、航空发 动机叶片等。
18
焊接工艺与装备
焊接工艺概述
简要介绍焊接的定义、分类、特点及应用范 围。
焊接装备
列举并描述焊接过程中所需的主要设备，如 弧焊机、激光焊机、搅拌摩擦焊机等。
2024/3/23
Байду номын сангаас
焊接工艺原理
详细阐述焊接过程中的热源类型、熔池形成 与结晶、接头组织与性能等基本原理。
定义
机械制造是指通过加工原材料或半成品，制造出具有特定形状、尺寸和性能要求的机械产品的过程。
分类
根据加工方式和产品特点，机械制造可分为铸造、锻造、焊接、切削加工、特种加工等多个类别。
2024/3/23
4
机械制造的发展历程
古代机械制造
以手工操作为主，制造技艺和经 验通过师徒相传。
2024/3/23
近代机械制造
13
热处理基础知识
热处理原理
解释热处理对材料组织和性能的影响，以及热处理过程中的相变和 组织转变。
热处理工艺
介绍常见的热处理工艺，如退火、正火、淬火、回火等，以及这些 工艺的应用范围和操作要点。
热处理设备
概述热处理设备的类型、结构和工作原理，以及设备的维护和保养方 法。
2024/3/23
14
机械设计基础知识
详细介绍数字化工厂的概念、组成和关键技术，以及自动化生产线的 规划、设计和实施方法。
智能制造技术在制造业中的应用
举例说明智能制造技术在提高生产效率、降低成本、优化供应链管理 等方面的应用，以及对企业转型升级的推动作用。
25
06
本书特色与价值
先进制造技术第2版ppt作者王隆太第3章
如：电刷镀、化学镀、气相沉积、热喷涂、激光表面、离子注入等。 7）新型成形工艺的产生和应用
如：多点成形、数控渐进成形、快速原型、金属喷射等新型成形工艺。
3、先进制造工艺技术特点
• 优质 产品质量高性能好、尺寸精确表面光洁、使用寿命和可靠性高。 • 高效 极大提高劳动生产率高，大大降低操作者劳动强度和生产成本。 • 低耗 大大节省原材料和能源消耗，提高自然资源利用率。 • 洁净 零排放或少排放，不污染环境，符合环境保护要求。 • 灵活 快速响应市场和生产过程变化，多品种柔性生产，适应多变的消
粉末锻造：将粉末冶金件进行再次精密锻造的工艺方法。 粉末锻造工艺特点：
①克服粉末冶金件密实度低的不足，兼具粉末冶金和锻压工艺优点； ②成形精度高，力学性能好，组织无偏析、无各向异性； ③疲劳寿命高，比普通锻造提高20%。
粉末锻造成形工艺过程
粉末锻造
粉末冶金 + 精密锻造
粉末制取 模压成形
后续处理
锻造
1、机械制造工艺内涵
机械制造工艺定义
原材料
改变形状,尺寸,性能,位置
方法和手段
机床、工具
传统机械制造工艺三步曲： ①零件毛坯的成形准备阶段 ②机械切削加工阶段 ③表面改性处理阶段
上述阶段划分逐渐模糊、交叉，甚至合而为一
成品 半成品
机械制造工艺流程
机械零件成形方法：
• 受迫成形 在特定边界和外力约束下成形 如铸造、锻压、粉末冶金和注射成形等；
2、超精密切削加工
1）超精密切削加工：通常采用金刚石刀具进行超精密切削铜、铝等非铁类 金属材料，以及玻璃、大理石、碳素纤维等非金属材料。
2）超精密切削对刀具的要求： --极高硬度、极高耐用度和极高弹性模量，保证刀具寿命和尺寸耐用度； --刃口能磨得极其锋锐，刃口圆弧半径ρ值极小，能实现超薄切削厚度； --刀刃无缺陷，避免刃形复印在加工表面； --抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低、能得到极好加工表面完整性。
《现代制造技术》ppt 第3章 精密加工和超精密加工
度、高外表质量、高寿命的一种高效加工方法。 可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值， 但不能提高孔与其他外表的位置精度。
② 可加工铸铁件、淬硬和不淬硬钢件及青铜 件等，但不宜加工韧性大的有色金属件。
③ 珩磨主要用于孔加工。在孔珩磨加工中， 是以原加工孔中心来进行导向。加工孔径 范围为φ5～ φ500，深径比可达10。
3.1.3 工艺特点
1．精密加工和超精密加工都是以精密元件为 加工对象，与精密元件密切结合而开展起 来的。
2．精密加工和超精密加工不仅要保证很高的 精度和外表质量，同时要求有很高的稳定 性或保持性，不受外界条件变化的干扰， 因此，要注意以下几个方面：
〔1〕工件材料本身的均匀性和性能的一致性，不允 许存在内部或外部的微观缺陷，甚至对材料组织 的纤维化有一定要求，如精密磁盘的铝合金盘基 就不允许有组织纤维化，精密金属球也是一样。
精密切削加工
3.2.1 精密切削加工
精密、超精密切削加工主要是利用立方氮 化硼〔CBN〕、人造〔聚晶〕金刚石和单晶 金刚石刀具进行的切削加工。
3.2.2 精密、超精密切削加工应用实例
尖端产品和现代化武器依赖于超精密加工， 如：
(1)导弹的命中精度，由惯性仪决定，而惯性 仪是超精密加工产品，1Kg重的陀螺转子， 其质量中心偏离其对称轴0.5nm，会引起 100m的射程误差和50m的轨道误差；
3.3.3 精密磨削加工实例
1〕圆柱形镜面磨削加工方法：磨削速度选 V=25~35m/s，粗磨时fr=0.02~0.07mm，精 磨时fr=3~10µm；当用油石研、抛时， V=10~50m/min，材料的去除速度为 0.1µm~1µm/min。超精磨削可到达0.01µm的 圆度和Ra 0.002µm的外表粗糙度。
现代制造技术第3章 精密加工和超精密加工
3.6 研磨
3.6.1 研磨 研磨是一种简便可靠的精密加工方法，研 磨后的表面的尺寸误差和几何形状误差， 在研具精度足够高的情况下可以小到0.1～ 0.3，表面粗糙度可达Ra0.04～0.01。在现 代工业中往往采用研磨作为加工最精密和 最光洁的零件的终加工方法。 3.6.2 超精密研磨 超精密研磨是一种加工精度达0.1以下，表 面粗糙度Ra在0.02以下的研磨方法。
3.4.3珩磨的用途 珩磨主要用于加工孔径为5～500毫米或更 大的各种圆柱孔，如缸筒、阀孔、连杆孔 和箱体孔等，孔深与孔径之比可达10，甚 至更大。在一定条件下，珩磨也能加工外 圆、平面、球面和齿面等。圆柱珩磨的表 面粗糙度一般可达Ra0.32～0.08微米，精 珩时可达Ra0.04微米以下,并能少量提高几 何精度,加工精度可达IT7～4。平面珩磨的 表面质量略差。
(2)哈脖望远镜重量达900Kg的大型反射镜的 加工 (3)精密雷达、精确制导、电子对抗、TMD、 NMD、间谍卫星等 (4)人造卫星仪表轴承 (5)红外导弹中红外线反射镜 (6)超小型计算机等
(7)海湾战争、克索沃战争、伊拉克战争中美 国及其盟国武器系统中大部分与超精密加 工技术有关。如：精密雷达、精确制导、 电子对抗、隐形飞机、夜战能力、间谍卫 星、红外制导等。 (8)美国及其盟国的胜利在某种意义上看，可 以说是高技术战争、是高科技的胜利。没 有超精密加工技术，就没有真正的国防工 业。
3．超精密加工 超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为 0.001数量级，表面粗糙度Rz为0.001数量 级的加工方法，加工中所使用的设备，其 分辨率和重复精度应为0.01数量级。目前， 超精密加工的精度正从微米工艺向纳米工 艺提高。微米工艺是指精度为1～10－2的 微米、亚微米级工艺，而纳米工艺是指精 度为10-2～10-3的纳米级工艺（1＝ 103nm,nm称纳米）。
先进制造、第3章
第三章3-1描述先进制造工艺的发展与特点。
发展：（P59~60）1、制造加工精度不断提高2、切削加工速度迅速提高3、新型工程材料的应用推动了制作工艺的进步和变革4、自动化和数字化工艺装备的发展提高了机械加工的效率5、零件毛坯成形在向少无余量发展6、优质清洁表面工程技术的形成和发展特点：（P60）优质、高效、低耗、洁净、灵活3-2有哪几类零件成形方法？列举这些成形方法各自工艺内容。
1、受迫成形，它是利用材料的可成形性，在特定的边界和外力约束条件下的成形方法，如铸造、锻压、粉末冶金和高分子材料注射成形等工艺方法就属于这一类。
2、去除成形，是将一部分材料有序地从基体中分离出去的成形方法，如传统的车、铣、刨、磨切削加工以及电火花、激光切割等特种加工工艺方法。
3、堆积成形，是运用合并与连接等手段，将材料有序地合并堆积起来的成形方法，如快速原型制造、焊接等，这种成形方法又称添加成形。
（P60）3-3阐述所学习掌握的几种精密洁净铸造成形工艺。
1、精确铸造成形技术（1）自硬砂精确砂型铸造（2）高紧实砂型铸造（3）消失模铸造（4）特种铸造技术2、清洁（绿色）铸造技术3、铸造过程计算机模拟（P60~62）3-4阐述所学习掌握的几种精确高效金属塑性成型工艺。
1、精密模锻工艺2、超塑性成形3、精密冲裁工艺（1）光洁冲裁（2）负间隙冲裁（3）带齿圈压板精冲4、辊轧工艺（1）辊轧工艺（2）碾环轧制（P62~66）3-5什么是超塑性？目前金属超塑性主要有哪两种工艺手段获得？超塑性是指材料在一定的内部组织条件（如晶粒形状及尺寸、相变等）和外部环境条件（如温度、应变速率等）下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的伸长率现象。
目前金属超塑性主要有等温模锻、挤压、气压成形。
真空成形、模压成形等工艺手段获得。
（P63）3-6目前在高分子材料注射成形工艺中有哪些先进技术？近年来在高分子材料注射成形工艺中出现了许多新的先进技术，如以组合惰性气体为特征的气辅成形、微发泡成形等；以组合压缩过程为特征的注射压缩成形、折射压制成形、表面贴和成形等；以组合模具移动加热等过程为特征的自切浇口成形、模具化合成形、热流道模具成形等；以组合取向或延伸过程为特征的剪切场控制取向成形、磁场成形等。
精密和超精密加工技术(第三章)
精密加工技术－ 精密加工技术－LYD
3.1 加工设备的精化
1.蜕化性加工（母性加工）原则： 1.蜕化性加工（母性加工）原则： 蜕化性加工
精度 1um 滚齿机分度误差 加工母机（机床） 加工母机（机床）
2um
工件
齿轮的分度误差＝ 齿轮的分度误差＝机 床分度误差＋ 床分度误差＋刀具误 工件安装偏心＋ 差＋工件安装偏心＋ 其它随机误差
•
创造性加工—— 创造性加工 工 工件 件
蜕化法
间 接 法
加工 的机床 精化 —— 的加工精 加工 精 件 • 创造性加工—— 创造性加工
工件
直接法
精化
的机床
工 精 件 精 加工
精 的机床 化 加工 ——
创造性加工原则
精密加工技术－ 精密加工技术－LYD
3.1 加工设备的精化
获得高精度零件的两种加工途径： 获得高精度零件的两种加工途径：
2.影响最小切削深度的因素 2.影响最小切பைடு நூலகம்深度的因素
1. 刀具刃口半径ρ 2. 工艺系统的刚性
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3.2 微量切除原理
3.常用切削刀具的 3.常用切削刀具的 ρ
刀具材料 碳素工具钢 高速钢 硬质合金 陶瓷刀具 天然金刚石刀具 玻璃刀具 可以刃磨到的
ρ (um)
使用时的
花岗岩的吸振能力、稳定性和热胀系数均优于钢铁材料， 花岗岩的吸振能力、稳定性和热胀系数均优于钢铁材料，高/ 超精密机床的床身、导轨等基础部件多采用此石材制作。 超精密机床的床身、导轨等基础部件多采用此石材制作。
瑞士（ 公司）制造的人造花岗岩，性能比天然花岗岩还好。 瑞士（Stude公司）制造的人造花岗岩，性能比天然花岗岩还好。