【正文】 作研磨、拋光和電火花加工?！痉治鰧W(xué)生】1．具有學(xué)習(xí)的知識基礎(chǔ)?！窘虒W(xué)資源】1．郁兆昌，潘展，高楷模研編制作．金屬工藝學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主編．金屬工藝學(xué)教學(xué)參考書（附助學(xué)光盤）．北京：高等教育出版社，2005 【教學(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）431 教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插練習(xí)與設(shè)問，穿插討論，最后進(jìn)行歸納。演示網(wǎng)絡(luò)課程chapter19內(nèi)容說明，研磨內(nèi)孔、珩磨孔、磨床主軸局部圓柱面、超精密磨削等視頻資料。演示網(wǎng)絡(luò)課程中電火花加工三角形孔、電火花線切割、電解加工氣輪機(jī)葉片等照片資料。五、作業(yè)布置 1．習(xí)題： 題19193。激光加工可以用于打孔、切割、電子器件的微調(diào)、焊接、熱處理以及激光存儲等各個領(lǐng)域，由于激光加工不需要加工工具，而且加工速度快，表面變形小，可以加工各種材料，已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中愈來愈多地顯示了它的優(yōu)越性，所以很受人們的重視。激光加工的基本設(shè)備包括激光器、激光器電源、光學(xué)系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)等四大部分。氣體激光器一般采用電激勵，因其效率高、壽命長、連續(xù)輸出功率大，所以廣泛用于切割、焊接，熱處理等加工。激光打孔適合于自動化連續(xù)打孔，深徑比可達(dá)50:1。因此，在精密機(jī)械加工中，一般都采用高重復(fù)頻率的脈沖激光器。小功率的激光束可用于對金屬或非金屬表面進(jìn)行刻蝕打標(biāo)，加工出文字圖案或工藝美術(shù)品。⑶ 解決各種超精密、光整零件的加工問題。精密與特種加工技術(shù)引起了機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的許多變革：⑴ 提高了材料的可加工性。⑸ 對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的衡量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生重要影響。又可分為附著、注入、連接三種。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的主攻方向和戰(zhàn)略決策，同時又是一個國家獨(dú)立自主、繁榮富強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、科技保持先進(jìn)領(lǐng)先的長遠(yuǎn)大計(jì)。產(chǎn)品的實(shí)際制造，必然要依靠精密加工技術(shù)。二、超精密加工的方法按加工方式分：切削加工、磨料加工、特種加工和復(fù)合加工 按加工機(jī)理和特點(diǎn)分：去除加工、結(jié)合加工和變形加工 還可分為 傳統(tǒng)加工、非傳統(tǒng)加工和復(fù)合加工三、超精密加工的實(shí)現(xiàn)條件超精密加工是多學(xué)科交叉的綜合性高新技術(shù)① 超精密加工的機(jī)理與工藝方法； ② 超精密加工工藝裝備； ③ 超精密加工工具；④ 超精密加工中的工件材料； ⑤ 精密測量及誤差補(bǔ)償技術(shù)；⑥ 超精密加工工作環(huán)境、條件等。液體靜壓軸承主軸空氣靜壓軸承主軸⑴ 雙半球空氣軸承主軸⑵ 徑向—推力空氣靜壓軸承主軸⑶ 球形—徑向空氣軸承主軸⑷ 立式空氣軸承主軸主軸的驅(qū)動方式⑴ 柔性聯(lián)軸器驅(qū)動⑵ 內(nèi)裝式同軸電動機(jī)驅(qū)動超精密機(jī)床主軸和軸承的材料應(yīng)考慮以下主要因素：① 耐磨損；② 不易生銹腐蝕；③ 熱膨脹系數(shù)?。虎?材料的穩(wěn)定性好。微量進(jìn)給裝置超精密機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)—般采用精密滾珠絲杠副、液體靜壓和空氣靜壓絲杠副。② 運(yùn)動部分必須是低摩擦和高穩(wěn)定度的。⑥ 具有好的動特性。一、金剛石刀具切削部分的幾何形狀⑴ 刀頭形式金剛石刀具刀頭一般采用在主切削刃和副切削刃之間加過渡刃。美國EI Contour精密刀具公司的標(biāo)準(zhǔn)金剛石車刀結(jié)構(gòu)如上圖所示?？色@得粗糙度Ra ~ 。精密和超精密磨料加工可分為固結(jié)磨料和游離磨料加工兩大類。鋼件及鑄鐵件，以采用剛玉磨料為宜。修整用量有：修整導(dǎo)程、修整深度、修整次數(shù)和光修次數(shù)。超精密磨削需要—個高穩(wěn)定性的工藝系統(tǒng)，對力、熱、振動、材料組織、工作環(huán)境的溫度和凈化等都有穩(wěn)定性的要求，并有較強(qiáng)的抗擊來自系統(tǒng)內(nèi)外的各種干擾的能力。超精密磨削的磨削用量。③ 磨削效率高。整形是使砂輪具有—定精度要求的幾何形狀； 修銳是去除磨粒間的結(jié)合劑，使磨粒突出結(jié)合劑一定高度，形成良好的切削刃和足夠的容屑空間。研磨磨粒為1μm的氧化鋁和碳化硅等。拋光加工模型如圖39所示。超精密研磨對研磨運(yùn)動軌跡有以下基本要求： ① 工件相對研磨盤作平面平行運(yùn)動，使工件上各點(diǎn)具有相同或相近的研磨行程。⑤ 及時變換工件的運(yùn)動方向，以減小表面粗糙度值并保證表面均勻一致。常用的研磨盤材料有鑄鐵、黃銅、玻璃等。固著磨料研磨盤是一種適用于陶瓷、硅片、水晶等脆性材料精密研磨的研具，具有表面精度保持性好、研磨效率高的優(yōu)點(diǎn)。研磨拋光加工液主要作用是冷卻、潤滑、均布研磨盤表面磨粒及排屑。彈性發(fā)射加工原理彈性發(fā)射加工方法如圖所示對加工頭和工作臺實(shí)施數(shù)控，可實(shí)現(xiàn)曲面加工。4．非接觸化學(xué)拋光通過向拋光盤面供給化學(xué)拋光液，使其與被加工面作相對滑動，用拋光盤面來去除被加工件面上產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)生成物。端面非接觸鏡面拋光裝置示意圖如圖所示。關(guān)鍵詞：特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 離子束加工 超聲波加工 快速成形：近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、國防軍工和航空航天技術(shù)發(fā)展迅速，與此同時，高度、高韌性、高強(qiáng)度和高脆性等難切削材料的應(yīng)用日益廣泛，制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊工件的求也在日益增加。特種加工技術(shù)在國內(nèi)外各行各業(yè)的應(yīng)用中取得了巨大成效，它們有著各自的特點(diǎn)，特殊材料或特殊結(jié)構(gòu)工件的加工工藝性發(fā)生了根本變化，解決了傳統(tǒng)加工方法所遇到的各種問題，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要加工手段和關(guān)鍵制造技術(shù)。（3）微細(xì)加工，工件表面質(zhì)量高，有些特種加工，如超聲、電化學(xué)、水噴射、磨料流等，加工余量都是微細(xì)進(jìn)行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。與其它先進(jìn)制造技術(shù)一樣，特種加工正在研究、開發(fā)推廣和應(yīng)用之中，具有很好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。（3）電、化學(xué)能 電解加工、電解拋光。（7）聲、機(jī)械能 超聲加工。按工具電極和工件相對運(yùn)動的方式和用途的不同，電火花加工工藝大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花放電沉積與刻字六大類。 極性效應(yīng)在電火花放電加工過程中，無論是正極還是負(fù)極，都會受到不同程度的電蝕。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時，單個脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消，增加了工具的損耗，因此，電火花加工一般采用單向脈沖電源。因此為了減少電極的損耗一般有以下方法：（1）有效排除電蝕物（2）電極材料和加工參數(shù)的合理選用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。中國特有的高速走絲電火花線切割機(jī)長期存在的加工質(zhì)量問題, 可以采用多次切割工藝來解決。常用的電化學(xué)加工有電解加工、電磨削、電化學(xué)拋光、電鍍、電刻蝕和電解冶煉等。（4）電解產(chǎn)物需要進(jìn)行妥善的處理，否則將污染環(huán)境。②微精加工機(jī)理的研究，尤其是中、高頻率脈沖電流條件下,微精加工電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)動力學(xué)等方面的深入研究。諸如加工間隙的檢測與控制、陰極數(shù)字化設(shè)計(jì)、電解加工過程的模擬與仿真等均是電化學(xué)加工的關(guān)鍵技術(shù),不能僅僅在各種基金支持下獲得理論成果即束之高閣,而應(yīng)盡快由實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場轉(zhuǎn)移。超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動的工具，并通過它與工件之間游離于液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用，使工件材料表面逐步破碎的特種加工。 高效超聲波光整技術(shù)原理高效超聲波光整技術(shù)是利用超聲波振動冷壓加工原理。這些工藝方法都是在材料疊加成形的原理基礎(chǔ)上,結(jié)合材料的物理化學(xué)特性和先進(jìn)的工藝方法而形成的,它與其他學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。水射流切割分為純水射流切割和磨料水射流切割兩種。該法具有成形速度高，可用于高強(qiáng)高硬的金屬材料；工件回彈小，加工精度高；能同時完成拉伸、沖孔、剪切、壓印、翻邊等多種工序等優(yōu)點(diǎn)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,使加工設(shè)備向自動化、柔性化方向發(fā)展, 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求, 需要不斷開發(fā)新工藝方法, 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工, 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。參考文獻(xiàn): [ 1 ] [M ].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社, 2003.[ 2 ] [M ].北京:高等教育出版社, 2001.[ 3 ] [ M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005 [ 4 ] [ M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002 [ 5 ] [ J ].電氣制造, 2006(3).[ 6 ] 華林, [J ].機(jī)械制造, 1996(2).[ 7 ] 薛勝雄, [J ].流體機(jī)械, 1999(1).