【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擦生熱小 ， 磨屑不易堵塞砂輪 ， 磨削性能好 。 24 工件 小間隙 加壓 拋光輪 懸浮液 微粉 (磨粒 ) 彈性發(fā)射加工原理 拋光輪與工件表面形成小間隙 ， 中間置拋光液 ， 靠拋光輪高速回轉(zhuǎn)造成磨料的 “ 彈性發(fā)射 ” 進(jìn)行加工 。 ? 工作原理（右圖） ? 機(jī)理：微切削＋被加工材料的微塑性流動(dòng)作用 ★ 彈性發(fā)射加工 ◆ 游離磨料加工 ? 拋光輪： 由聚氨基甲酸 （ 乙 ）酯制成 ， 磨料直徑 ～ 25 ? 工作原理 （ 右圖 ） 拋光工具上開有鋸齒槽 ，靠楔形擠壓和拋光液的反彈 ， 增加微切削作用 。 ? 機(jī)理：微切削作用 。 拋光工具 液體動(dòng)力拋光 小間隙 工件 工具運(yùn)動(dòng)方向 拋光液 磨粒 ? 工作原理 （ 右圖 ） 活性拋光液和磨粒與工件表面產(chǎn)生固相反應(yīng) ， 形成軟粒子 ， 使其便于加工 。 ? 機(jī)理：機(jī)械 +化學(xué)作用 ，稱為 “ 增壓活化 ” 。 ★ 液體動(dòng)力拋光 ★ 機(jī)械化學(xué)拋光 拋光工具 活性 拋光液 機(jī)械化學(xué)拋光 小間隙 工件 工具運(yùn)動(dòng)方向 加壓 26 ? 激光由于其優(yōu)良的特性 （ 強(qiáng)度高 ， 亮度大 ， 單色性 、 相干性 、 方向性好等 ） 在精密測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用 。 ? 可以測(cè)量長(zhǎng)度 ， 小角度 ， 直線度 ， 平面度 ， 垂直度等； 也可以測(cè)量位移 ， 速度 ， 振動(dòng) ， 微觀表面形貌等； 還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量 ， 在線測(cè)量 ， 并易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化 。 ? 激光測(cè)量精度目前可達(dá) 。 ? 激光測(cè)量 27 受射透鏡 平行光管透鏡 邊緣傳感 閘門電路 計(jì)數(shù)器 顯示圖 震蕩器 伺服系統(tǒng) 掃描鏡 工件 測(cè)定區(qū) 光檢測(cè)器 激光發(fā)生器 ★ 采用平行光管透鏡將激光準(zhǔn)確地調(diào)整到多角形旋轉(zhuǎn)掃描鏡上聚焦。通過(guò)激光掃描被測(cè)工件兩端，根據(jù)掃描鏡旋轉(zhuǎn)角、掃描鏡旋轉(zhuǎn)速度，透鏡焦距等數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)工件的尺寸。 激光掃描尺寸計(jì)量系統(tǒng) ? 激光高速掃描尺寸計(jì)量系統(tǒng)（如下圖） 28 由于移動(dòng)反射棱鏡隨被測(cè)件移動(dòng) ， 頻率 f2變成 f2177。 Δf2 。 兩路反射回來(lái)的光經(jīng)偏振分光鏡匯合一起 ， 再經(jīng)反射鏡和干涉測(cè)量?jī)x獲得拍頻信號(hào) ， 其頻率為： f1－（ f2177。 Δf2 ） = Δf + Δf2 經(jīng)分光鏡 ， 折射一小部分 ， 經(jīng)干涉測(cè)量?jī)x獲得拍頻 Δf（ = f1 － f2） 的參考信號(hào) 。 大部分激光到偏振分光鏡：垂直線偏振光 f1被反射 ， 再經(jīng)固定反射棱鏡反射回來(lái)；水平線偏振光 f2全部透射 ，再經(jīng)移動(dòng)反射棱鏡反射回來(lái) 。 該信號(hào)與參考信號(hào)比較 ， 獲得 177。 Δf2 的具有長(zhǎng)度單位當(dāng)量的電信號(hào) 。 由于使用頻率差 Δf 進(jìn)行測(cè)量 ， 使其不受環(huán)境變化影響 ， 可獲得高的測(cè)量精度和測(cè)量穩(wěn)定性 。 氦氖激光器發(fā)出的激光 ， 在軸向強(qiáng)磁場(chǎng)作用下 ， 產(chǎn)生頻率 f1和f2旋向相反的圓偏振光 ， 經(jīng) 1/4波片形成頻率 f1的垂直線偏振光和頻率 f2的水平線偏振光 。 經(jīng)透鏡組成平行光束 。 ? 雙頻激光測(cè)量 固定反射棱鏡 雙頻激光測(cè)量系統(tǒng)原理圖 干涉測(cè)量?jī)x f2 +Δf2 f1 氦氖激光器 軸向強(qiáng)磁場(chǎng) N S 1/4波片 分光鏡 透鏡組 f1 f2 f1 f2 移動(dòng)反射棱鏡 f2 f2 +Δf2 偏振分光鏡 f1 f1 Δf Δf +Δf2 精密與超精密加工技術(shù) 29 雙頻激光測(cè)量系統(tǒng) 30 ◆ 恒溫 —— 要求 ： 177。 1℃ ～ 177。 ℃ 實(shí)現(xiàn)方法 ：大 、 小恒溫間 +局部恒溫 （ 恒溫罩 ，恒溫油噴淋 ） ◆ 恒濕 —— 要求 ：相對(duì)濕度 35%～ 45%， 波動(dòng) 177。 10%～ 177。 1% 實(shí)現(xiàn)方法 ：采用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) ◆ 凈化 —— 要求 ： 10000～ 100級(jí) （ 100級(jí)系指每立方英尺空氣中所含大于 100） 實(shí)現(xiàn)方法 ：采用空氣過(guò)濾器 ， 送入潔凈空氣 ◆ 隔振 —— 要求 ：消除內(nèi)部 、 隔絕外部振動(dòng)干擾 實(shí)現(xiàn)方法 ：隔振地基 ， 隔振墊層 ， 空氣彈簧隔振器 ? 精密與超精密加工環(huán)境 31 ? 微細(xì)加工 —— 通常指 1mm以下微細(xì)尺寸零件的加工 ，其加工誤差為 ～ 10μm 。 ? 超微細(xì)加工 —— 通常指 1μm以下超微細(xì)尺寸零件的加工 ， 其加工誤差為 ～ 。 ? 精度表示方法 —— 一般尺寸加工 ， 其精度用誤差尺寸與加工尺寸比值表示；微細(xì)加工 ， 其精度用誤差尺寸絕對(duì)值表示 。 ?“ 加工單位 ” —— 去除一塊材料的大小 ， 對(duì)于微細(xì)加工 ，加工單位可以到分子級(jí)或原子級(jí) 。 ? 微切削機(jī)理 —— 切削在晶粒內(nèi)進(jìn)行 ， 切削力要超過(guò)晶體內(nèi)分子 、 原子間的結(jié)合力 ， 單位面積切削阻力急劇增大 。 概述 第四節(jié) 微細(xì)與超微細(xì)加工技術(shù) 32 熱流動(dòng)加工（火焰，高頻，熱射線，激光） 壓鑄，擠壓，噴射，澆注 微離子流動(dòng)加工 熱表面流動(dòng) 粘滯性流動(dòng) 摩擦流動(dòng) 變形加工 (流動(dòng)加工 ) 化學(xué)鍍，氣相鍍（電鍍，電鑄） 氧化，氮化（陽(yáng)極氧化） （真空）蒸鍍，晶體增長(zhǎng)，分子束外延 燒結(jié)，摻雜，滲碳，（侵鍍，熔化鍍） 濺射沉積，離子沉積（離子鍍） 離子濺射注入加工 化學(xué) (電化學(xué) )附著 化學(xué) (電化學(xué) )結(jié)合 熱附著 擴(kuò)散 (熔化 )結(jié)合 物理結(jié)合 注入 結(jié)合加工 (附著加工 ) 車削，銑削，鉆削，磨削 蝕刻，化學(xué)拋光，機(jī)械化學(xué)拋光 電解加工，電解拋光 電子束加工，激光加工，熱射線加工 擴(kuò)散去除加工，熔化去除加工 離子束濺射去除加工，等離子體加工 機(jī)械去除 化學(xué)分解 電解 蒸發(fā) 擴(kuò)散與熔化 濺射 分離加工 (去除加工 ) 加工方法 加工機(jī)理 微細(xì) 與超微細(xì)加工機(jī)理與加工方法 33 ◆ 主要采用銑 、 鉆和車三種形式 ， 可加工平面 、內(nèi)腔 、 孔和外圓表面 。 ◆ 刀具：多用 單晶金剛石車刀 、 銑刀 （ 右圖 ） 。銑刀的回轉(zhuǎn)半徑 （ 可小到 5μm） 靠刀尖相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線的偏移來(lái)得到 。當(dāng)?shù)毒呋剞D(zhuǎn)時(shí) ， 刀具的切削刃形成一個(gè)圓錐形的切削面 。 微細(xì)機(jī)械 加工 單晶金剛石銑刀刀頭形狀 34 ?微小位移機(jī)構(gòu) ， 微量移動(dòng)應(yīng)可小至幾十個(gè)納米 。 ?高靈敏的伺服進(jìn)給系統(tǒng) 。 要求低摩擦的傳動(dòng)系統(tǒng)和導(dǎo)軌支承系統(tǒng) ， 以及高跟蹤精度的伺服系統(tǒng) 。 ?高的定位精度和重復(fù)定位精度 ， 高平穩(wěn)性的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 ?低熱變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 ?刀具的穩(wěn)固夾持和高的安裝精度 。 ?高的主軸轉(zhuǎn)速及動(dòng)平衡 。 ?穩(wěn)固的床身構(gòu)件并隔絕外界的振動(dòng)干擾 。 ?具有刀具破損檢測(cè)的監(jiān)控系統(tǒng) 。 ◆ 微細(xì)機(jī)械 加工設(shè)備 35 ? 機(jī)床有 X、 Z、 C、B四個(gè)軸 ， 在 B 軸回