劳动版机械制造工艺基础2022-2023学年高一上第十二章先进制造工艺技术课件

§12—3 增材制造技术 3 1 §12—1 超精密加工技术 2 §12—2 高速加工技术 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 一、 概述 1. 超精密加工的内涵 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 2. 超精密加工所涉及的技术范围 （1）超精密加工机理 超精密加工是从被加工表面去除一层微量的表面层，包括超精密切削、超精密磨削和超精密特种加工 （2）超精密加工刀具、磨具及其制备技术 包括金刚石刀具的制备与刃磨、超硬砂轮的修整 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 （3）超精密加工机床设备 超精密加工对机床设备有高精度、高刚度、高抗振性、高稳定性和高自动化的要求，且应具有微量进给机构 （4）精密测量及补偿技术 超精密加工必须有相应级别的测量技术和测量装置，具有在线测量和误差补偿功能 （5）严格的工作环境 超精密加工必须具备各种物料效应恒定的工作环境，如恒温、净化、防振和隔振 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 二、 超精密切削加工 采用金刚石刀具进行超精密车削，适用于铜、铝等非铁金属及其合金以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料的精密切削加工 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 （4）耐磨性能好，切削刃强度高。刀具磨损极慢，刀具寿命极高 （2）能磨出极其锋利的刃口，且切削刃没有缺口、崩刃等现象 （3）热化学性能优越、导热性能好，与有色金属间的摩擦因数低、亲和力小 金刚石刀具的性能特征 （1）具有极高的硬度，硬度达到6000～10000HV 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 三、超精密磨削加工 加工精度达到或高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 2．超精密磨削砂轮的修整 修形：使砂轮达到一定精度要求的几何形状 修锐：去除磨粒间的结合剂, 使磨粒突出结合剂一定的高度, 形成足够的切削刃和容屑空间 1．超精密磨削砂轮 砂轮材料多为金刚石和立方氮化硼（CBN）磨料 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 3．磨削速度和磨削液 金刚石砂轮的磨削速度为12～30m/s，热稳定性为700～800℃ 立方氮化硼砂轮的磨削速度可达80～100m/s 磨削液除了具有润滑、冷却、清洗功能之外，还具有渗透性、防锈、提高切削性等功能 金刚石砂轮磨削硬质合金时，普遍采用煤油； CBN砂轮磨削时宜采用油性液 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 四、超精密加工机床与设备 1．精密主轴部件 超精密加工机床的主轴要求达到极高的回转精度，其关键在于所用的精密轴承。超精密机床主轴采用液体静压轴承和空气静压轴承 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 2．床身和精密导轨 床身采用人造花岗岩 导轨：液体静压导轨 气浮导轨 空气静压导轨 静压 空气 移动工作台 底座 空气静压导轨的整个导轨在上下、左右静压空气的约束下悬浮起来，基本没有摩擦力，具有较好的刚度和运动精度 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 3．微量进给装置 微量进给装置有机械式、液压传动式、弹性变形式、压电陶瓷 压电陶瓷器件在预 压应力状态下与弹 性载体刀夹和后垫 块粘结安装，在电压作用下陶瓷伸长，实现刀夹微量进给运动 弹性载 体刀夹 机座 压电陶 瓷器件 后垫块 电感 测头 弹性 支承 压电陶瓷微量进给装置 第十二章 先进制造工艺技术 §12—1 超精密加工技术 五、超精密加工支持环境 1．净化的空气环境 必须对周围空气环境进行净化处理 2．恒定的温度环境 恒温基数：空气的平均温度，我国规定为20℃ 恒温精度：相对平均温度所允许的偏差值 3．较好的抗振动干扰环境 振动使加工和被加工物体间产生多余的相对运动 第十二章 先进制造工艺技术 §12—2 高速加工技术 一、高速加工的概念 德国萨洛蒙高速切削理论: 一定的工件材料对应有一 个临界切削速度, 在该切削 速度下其切削温度最高。 随着切削速度的增加，切 削温度也不断升高，当切削速度达到临界速度之后，切削温度将不再继续升高，反而随着切削速度的增加而下降 第十二章 先进制造工艺技术 §12—2 高速加工技术 超高速切削概念示意图 第十二章 先进制造工艺技术 §12—2 高速加工技术 1．切削力低 高速切削速度高，材料切削变形区内的剪切角增大，切屑流出速度加快，致使切削变形减小 2．热变形小 切削时90%以上的切削热来不及传给工件就被