8.1精密加工与特种加工（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

导读 模块一 精密加工与特种加工 模块二 制造业信息化 模块三 现代制造系统技术 单元八 先进制造技术 所谓精密加工,是指加工精度和加工表面质量达到很高精度的加工工艺。 一、精密与超精密磨削 （一）高精度磨削有关概念 工件表面经加工后其表面粗糙度值达到Ra0.8μm～Ra0.2μm的磨削工艺称为普通磨削； 工件表面粗糙度值能达到Ra＜0.16μm的磨削称为高光度磨削； 工件表面粗糙度值达到Ra0.16μm～Ra0.04μm的磨削称为精密磨削； 工件表面粗糙度值达到Ra0.04μm～Ra0.02μm的磨削称为超精磨削； 工件表面粗糙度值达到Ra≤0.01μm的磨削称为镜面磨削。 模块一 精密加工与特种加工 2 （二）超精磨削机理及磨削参数 1．超精磨削表面的形成机理 超精密磨削表面的产生要借助于砂轮相对于工件精细而严格的相对运动，而更为重要的是砂轮工作表面的精细修整。如图8-10所示，我们把这种切削刃称为“微刃”。布满微刃的砂轮对工件进行精细磨削，可以得到Ra0.02μm的精细表面 2．磨削参数 砂轮80号粒度低脆性、高韧性的刚玉砂轮。砂轮速度一般控制在14～30m/s范围内；工作台纵向进给速度为0.06～0.25mm/r；横向进给一般取0.0025mm/单程，光磨次数一般取5～10次即可。 模块一 精密加工与特种加工 3 （三）镜面磨削机理及磨削参数 镜面磨削借助于砂轮与工件表面间反复的挤压抛光，所以要求砂轮与工件之间要保持一定的磨削压力，类似于抛光和研磨工艺中的研磨压力一样。另外，镜面磨削强调反复光磨，所以，一般的光磨次数都在20～30次以上。镜面磨削中的磨削参数基本上与超精磨相同，只是砂轮选择要更细、更软，稍有弹性。 模块一 精密加工与特种加工 二、 精密和超精密切削 1．精密和超精密切削的应用情况 目前的超精密切削加工中的刀具材料主要是金刚石刀具。被切削的材料主要有各类铝合金、无氧铜和其它铜合金等，加工的零件对象主要有计算机磁盘、录像机磁头、复印机硒鼓、激光打印机的多面棱镜、红外反射镜、制导陀螺仪、激光反射镜等。其加工精度一般在0.1～0.01μm范围，表面粗糙度质量达到Ra0.02～0.005μm的精度。 2．金刚石刀具 目前工业应用中的金刚石刀具主要有天然金刚石和人造金刚石两种。 模块一 精密加工与特种加工 3．超精密切削机床条件 超精密切削机床一般都采用空气轴承主轴结构（主轴的振摆量在0.5μm以下），导轨采用再循环滚动体结构、液体静压或气浮导轨结构，进给驱动丝杠副采用滚动或气、液静压丝杠副驱动。机床运动的定位精度可达1～3μm。实现0.01μm以下的微量进给要求进给装置。 4．超精密切削的工作环境条件 机床及工作区需要恒温控制，除尘处理. 在加工过程中，一般不允许操作者进入加工区，更不允许用手或身体去接触机床 模块一 精密加工与特种加工 三、精密研磨与抛光 1．研磨与抛光机理 传统的研磨抛光是完全靠微细磨粒的机械作用去除被研磨材料的，磨粒被碾压得越细小，机械去除作用越小，所获得的研磨加工表面质量越高。 （1）研磨加工机理 传统研磨加工是利用附着或嵌压在研具上的磨粒及游离于研具和工件之间的磨粒，借助于研具与工件的相对运动产生细微的切削、挤压、滑擦作用，将两个相对运动表面间的高点接触突起部分擦研掉，从而把研具的表面形态复映到工件上去的精细加工方法 模块一 精密加工与特种加工 （2）抛光加工机理 抛光加工是在抛光盘上加一定的抛光剂，在一定的抛光压力和高速运动过程中，借助于极细微（1μm以下）的磨粒和抛光液在高温、高压条件下所产生的机械化学作用，使工件表面不断地产生化学反应，并将化学生成物不断抛擦掉的过程。 模块一 精密加工与特种加工 2．研磨加工方法 （1）手工研磨 传统研磨工艺多是通过手工研磨， 利用手工研具和简单的机械传动方 式来进行研磨。如图8-11所示，为 一种对轴类零件进行研磨的手工研 磨工具，进行研磨时，在工件表面 上涂一层研磨剂，套入研磨套，螺 钉5和7用来调节研磨压力，当工件 轴被机械带动回转时，手持手柄6， 沿着工件的纵向平稳往复移动，来 研磨工件的外圆。 研磨平面时，一般是在高磷铸铁平研盘或聚氨脂研具上进行。由于研磨加工是一种形状复映加工，所以要求研具加工表面精度要高，研磨盘要磨损均匀，工件表面上的每一个工作点运动行程要相等，且轨迹不重合，如图8-12所示，为常用的研磨运动轨迹。 （2）机械研磨 图8-13为一种双面研磨机的结构原理图，工作时，工件6被放置在