精密和超緊密加工技術(shù)(已修改)
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【正文】 2021/6/16 ? 姜春曉 ? 2021年 8月 Precision and ultraprecision machining 精密和超精密加工技術(shù) 2021/6/16 第 2章 超精密切削與金剛石刀具 超精密切削是使用精密的單晶天然金剛石刀具加工有色金屬和非金屬，可以直接加工出超光滑的加工表面 (粗糙度 ～ ，加工精度 )。 用于加工：陀螺儀、激光反射鏡、天文望遠(yuǎn)鏡的反射鏡、紅外反射鏡和紅外透鏡、雷達(dá)的波導(dǎo)管內(nèi)腔、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)、激光打印機(jī)的多面棱鏡、錄像機(jī)的磁頭、復(fù)印機(jī)的硒鼓、菲尼爾透鏡等。 超精密切削也是金屬切削的一種，當(dāng)然也服從金屬切削的普遍規(guī)律。 金剛石刀具的超精密加工技術(shù)主要應(yīng)用于單件大型超精密零件的切削加工和大量生產(chǎn)中的中小型超精密零件加工。 2021/6/16 、磨損和耐用度 的影響 表面質(zhì)量的影響 第 2章 超精密切削與金剛石刀具 2021/6/16 能和晶體結(jié)構(gòu) 第 2章 超精密切削與金剛石刀具 2021/6/16 ? 切削速度向來(lái)是影響刀具耐用度最主要的因素，但是切削速度的高低對(duì)金剛石刀具的磨損大小影響甚微，刀具的耐用度極高。原因是：金剛石的硬度極高，耐磨性好，熱傳導(dǎo)系數(shù)高，和有色金屬間的摩擦系數(shù)低，因此切削溫度低，在加工有色金屬時(shí)刀具耐磨度甚高，可用很高的切削速度 1000～2021m/min，而刀具的磨損甚小。 ? 超精密切削實(shí)際速度的選擇根據(jù)所使用的超精密機(jī)床的動(dòng)特性和切削系統(tǒng)的動(dòng)特性選取，即選擇振動(dòng)最小的轉(zhuǎn)速。 超精密切削時(shí)刀具的切削速度、磨損和耐用度 2021/6/16 總結(jié)：天然單晶金剛石刀具只能用在機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)非常平穩(wěn)的高精度車(chē)床上，否則由于振動(dòng)金剛石刀具將會(huì)很快產(chǎn)生刀刃微觀崩刃。 超精密切削時(shí)刀具的切削速度、磨損和耐用度 2021/6/16 圖 23：圖 a是刀刃磨損的正常情況，圖 b是劇烈磨損情況，可以看到磨損后成層狀，即刀具磨損為層狀微小剝落。 圖 24：圖中所示沿切削速度方向出現(xiàn)磨損溝槽，由于金剛石和鐵、鎳的化學(xué)和物理親和性而產(chǎn)生的腐蝕溝槽。 圖 25：金剛石切削時(shí)，若有微小振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生刀刃微小崩刃。 超精密切削時(shí)刀具的切削速度、磨損和耐用度 2021/6/16 不管在多大的切削速度下都有積屑瘤生成，切削速度不同，積屑瘤的高度也不同。當(dāng)切削速度較低時(shí)，積屑瘤高度較高，當(dāng)切削速度達(dá)到一定值時(shí)，積屑瘤趨于穩(wěn)定，高度變化不大。 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 切削速度的影響 一、切削參數(shù)對(duì)積屑瘤生成的影響 2021/6/16 ? 由圖 28可以看出在進(jìn)給量很小時(shí)，積屑瘤的高度很大，在 f＝ 5μm/r時(shí)， h0值最小， f值再增大時(shí)， h0值稍有增加。 ? 由圖 29所示，在背吃刀量 25μm時(shí)，積屑瘤的高度變化不大，但在背吃刀量 25μm后， h0值將隨著背吃刀量的增加而增加。 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 進(jìn)給量 f和背吃刀量 的影響 p?2021/6/16 積屑瘤高時(shí)切削力也大，積屑瘤小時(shí)切削力也小。與普通切削規(guī)律正好相反。 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 對(duì)切削力的影響 二、積屑瘤對(duì)切削力和加工表面粗糙度的影響 2021/6/16 1） 積屑瘤前端 R大約2～ 3μm，實(shí)際切削力由刃口半徑 R起作用，切削力明顯增加 。 2）積屑瘤與切削層和已加工表面間的摩擦力增大，切削力增大。 3）實(shí)際切削厚度超過(guò)名義值，切削厚度增加 hDhDu，切削力增加。 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 切削模型分析 實(shí)際切削厚度 2021/6/16 積屑瘤高度大，表面粗糙度大，積屑瘤小表面粗糙度小。并且可以看出，切削液減小積屑瘤，減小加工表面粗糙度。 超精密切削時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 二、積屑瘤對(duì)切削力和加工表面粗糙度的影響 對(duì)加工表面粗糙度的影響 2021/6/16 由圖 212知，在有切削液的條件下，切削速度對(duì)加工表面粗糙度的影響很小。 圖 213說(shuō)明，不同切削速度下均得到表面粗糙度極小的加工表面 — 鏡面。 切削參數(shù)變化對(duì)加工表面質(zhì)量的影響 切削速度的影響 一、切削速度、進(jìn)給量、修光刃和背吃刀量的影響 2021/6/16 在進(jìn)給量 f5μm/r時(shí)，均達(dá)到Rmax 的加工表面粗糙度。 切削參數(shù)變化對(duì)加工表面質(zhì)量的影響 進(jìn)給量的影響 一、切削速度、進(jìn)給量、修光刃和背吃刀量的影響 2021/6/16 修光刃長(zhǎng)度常取 ～ 。 修光刃的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，對(duì) 加工表面粗糙度影響不 大。 修光刃有直線和圓弧兩 種，加工時(shí)要精確對(duì) 刀，使修光刃和進(jìn)給方 向一致。圓弧刃半徑一般 取 2～ 5mm。 切削參數(shù)變化對(duì)加工表面質(zhì)量的影響 修
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