超精密加工技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-01-29 19:50 本頁面
【正文】 現(xiàn)代機械加工新技術(shù) 第五章 精密超精密加工技術(shù) Precision Manufacturing Technology 2 1 精密加工與超精密加工 微細和超微細加工 3 納米加工 一、 精密與超精密加工技術(shù) ◆ 精密加工 —— 在一定的發(fā)展時期 ， 加工精度和表面質(zhì)量達到較高程度的加工 工藝 。 超精密加工 —— 在一定的發(fā)展時期 ， 加工精度和表面質(zhì)量達到最高程度的加工工藝 。 概述 ◆ 瓦特改進蒸汽機 —— 鏜孔精度 1mm 20 世紀 40 年代 —— 最高精度 1μm 20 世紀 末 —— 精密加工： ≤， Ra ≤（ 亞微米加工 ） 超精密加工： ≤ ， Ra≤ （ 納米加工 ） ◆ 微細加工 —— 微小尺寸的精密加工 超微細加工 —— 微小尺寸的超精密加工 一、 精密與超精密加工技術(shù) 零件 加 工 精 度 表面粗糙度 激光光學(xué)零件 形狀誤差 Ra ～ 多面鏡 平面度誤差 Ra ＜ 磁頭 平面度誤差 Ra ＜ 磁盤 波度 ～ Ra ＜ 雷達導(dǎo)波管 平面度垂直度誤差 ＜ Ra ＜ 衛(wèi)星儀表軸承 圓柱度誤差 ＜ Ra ＜ 天體望遠鏡 形狀誤差 ＜ Ra ＜ 表 1 幾種典型精密零件的加工精度 ◆ 幾種典型精密零件的加工精度 （ 表 1） ◆ 精密加工與超精密加工的發(fā)展 （ 圖 1） 一、 精密與超精密加工技術(shù) 圖 1 精密加工與超精密加工的發(fā)展 （ Taniguchi， 1983） 一、 精密與超精密加工技術(shù) ? 精密與超精密加工技術(shù)是一個國家制造業(yè)水平重要標志 例：美國哈勃望遠鏡形狀精度 ；超大規(guī)模集成電路最小線寬 ， 日本金剛石刀具刃口鈍圓半徑達 2nm ? 精密加工與超精密加工技術(shù)是先進制造技術(shù)基礎(chǔ)和關(guān)鍵 例：美國陀螺儀球圓度 ， 粗糙度 ， 導(dǎo)彈命中精度控制在 50m范圍內(nèi)；英國飛機發(fā)電機轉(zhuǎn)子葉片加工誤差從 60μm降至12μm， 發(fā)電機壓縮效率從 89%提高到 94%；齒形誤差從 34μm減小1μm， 單位重量齒輪箱扭矩可提高一倍 ? 精密加工與超精密加工技術(shù)是新技術(shù)的生長點 精密與超精密加工技術(shù)涉及多種基礎(chǔ)學(xué)科和多種新興技術(shù) ， 其發(fā)展無疑會帶動和促進這些相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ? 精密與超精密加工地位 一、 精密與超精密加工技術(shù) 結(jié)合加工 分類 加工機理 加工方法示例 去除加工 電物理加工 電火花加工（電火花成形，電火花線切割） 電化學(xué)加工 電解加工、蝕刻、化學(xué)機械拋光 力學(xué)加工 切削、磨削、研磨、拋光、超聲加工、噴射加工 熱蒸發(fā)（擴散、溶解） 電子束加工、激光加工 附著加工 注入加工 化學(xué) 化學(xué)鍍、化學(xué)氣相沉積 電化學(xué) 電鍍、電鑄 熱熔化 真空蒸鍍、熔化鍍 化學(xué) 氧化、氮化、活性化學(xué)反映 電化學(xué) 陽極氧化 熱熔化 摻雜、滲碳、燒結(jié)、晶體生長 力物理 離子注入、離子束外延 連續(xù)加工 熱物理 激光焊接、快速成形 化學(xué) 化學(xué)粘接 變形加工 熱流動 精密鍛造、電子束流動加工、激光流動加工 粘滯流動 精密鑄造、壓鑄、注塑 分子定向 液晶定向 表 2 精密與超精密加工分類 一、 精密與超精密加工技術(shù) ? 直接式進化加工： 利用低于工件精度的設(shè)備 、 工具 ， 通過工藝手段和特殊工藝裝備 ， 加工出所需工件 。 適用于單件 、 小批生產(chǎn) 。 ? 間接式進化加工： 借助于直接式 “ 進化 ” 加工原則 ， 生產(chǎn)出第二代工作母機 ， 再用此工作母機加工工件 。 適用于批量生產(chǎn) 。 ◆ “ 進化”加工原則 背吃刀量小于晶粒大小 ， 切削在晶粒內(nèi)進行 ， 與傳統(tǒng)切削機理完全不同 。 ◆ 微量切削機理 ◆ 特種加工與復(fù)合加工方法應(yīng)用越來越多 傳統(tǒng)切削與磨削方法存在加工精度極限 ， 超越極限需采用新的方法 。 ? 精密與超精密加工特點 一、 精密與超精密加工技術(shù) 要達到加工要求 ， 需綜合考慮工件材料 、 加工方法 、 加工設(shè)備與工具 、 測試手段 、 工作環(huán)境等諸多因素 ， 是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程 ， 難度較大 。 ◆ 形成綜合制造工藝 廣泛采用計算機控制 、 適應(yīng)控制 、 再線檢測與誤差補償技術(shù) ， 以減小人的因素影響 ， 保證加工質(zhì)量 。 ◆ 與自動化技術(shù)聯(lián)系緊密 精密與超精密加工設(shè)備造價高 ， 難成系列 。 常常針對某一特定產(chǎn)品設(shè)計 （ 如加工直徑 3m射電天文望遠鏡的超精密車床 ， 加工尺寸小于1mm微型零件
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