8.1 机械零件的精密加工技术（课件）-高一《机械加工技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《机械加工技术》 8.1 机械零件的精密加工技术 机械工业出版社（第2版） 第8章 先进加工技术简介 知识目标 掌握精密与超精密磨削的有关概念和超精磨削机理及磨削参数等内容。 能力目标 能够掌握镜面磨削机理及磨削参数以及精密和超精密切削的应用情况。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 导入 01 问题导入：小组总结本课时的超精密切削机床条件和工作环境条件。 本节课重点 新知学习 02 一 、精密与超精密磨削 磨削加工是目前大多数工件精加工和获得高质量表面的传统工艺手段，经过淬硬的工件，其精加工更是如此，对于不同的磨削质量要求，其磨削机理和磨削规律、磨削参数会有 很大的不同，所以，在这里对几种磨削工艺加以定义： 工件表面粗糙度值达到Ra0.04～0.16μm的磨削称为精密磨削。 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 Ra0.02～0.04μm的磨削称为超精磨削。 工件表面经加工后，其表面粗糙度值达到 Ra0.2~0.8μm 的磨削工艺称为普通磨削。 1. 高精度磨削有关概念 新知学习 02 一 、精密与超精密磨削 在超精磨削加工领域，要获得高精度表面，除了必须具备高刚度的机床、工艺系统、强 劲而稳定的砂轮系统、平稳而精细的微细进给系统等基本条件外，磨削工艺参数的合理选 择、砂轮的合理选择及精细修整极其重要。 (1)超精磨削表面的形成机理 超精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。所谓砂轮的精细修整，是指用极细小的纵向修整 进给率和很小的切深来修整砂轮，砂轮上硬而脆的磨粒 表面经金刚石修整笔的撞击切割，产生极微细的破碎， 因而使得每一粒外露的磨粒上都产生等高的微细切削刃， 如图8-1 所示，我们把这种切削刃称为“微刃”。 2. 超精磨削机理及磨削参数 新知学习 02 一 、精密与超精密磨削 (2)磨削参数 为了得到理想的微刃，砂轮的粒度可以选得稍微粗一些，F80 就可以 了。为了维持较理想的半钝微刃状态，应考虑选用低脆性、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; 由于超精磨削的余 量都很小，在0.01mm以内，所以横向进给一般取0.0025mm/单程，光磨次数一般取5～10 次即可。 2. 超精磨削机理及磨削参数 新知学习 02 一 、精密与超精密磨削 在砂轮工作表面上，微刃的分布要求更为均匀一致，所以，镜 面磨削中采用的砂轮粒度更细、磨料硬度更软。 由于镜面磨削中主要依靠半钝微刃对工件的 挤压抛光和熨光作用，所以要求砂轮的磨粒相互之间要具有一定的退让性，以保证磨粒之间 的微刃等高性，所以常选用含有石墨填充剂的树脂砂轮或橡胶结合剂砂轮，使砂轮结合剂具 有一定的弹性。 在超精磨削加工领域，要获得高精度表面，除了必须具备高刚度的机床、工艺系统、强 劲而稳定的砂轮系统、平稳而精细的微细进给系统等基本条件外，磨削工艺参数的合理选 择、砂轮的合理选择及精细修整极其重要。 3.镜面磨削机理及磨削参数 新知学习 02 二、精密和超精密切削 在精密和超精密切削中，加工精度直接受到加工方法、加工设备条件、工件材料、切削 刀具、测量技术等条件的制约。根据超微量切削原则，如果要达到0.01～0.1μm 的加工精 度，切削刀具必须具备能够切除0.01μm 以下的切削厚度的极其锋利的切削刃，也就是说， 切削刃的最小钝圆半径p 应该小于0.01μm 。这样小的切削刃钝圆半径p 值， 一般的硬质合 金是很难达到的，硬质合金的颗粒大小一般有数微米，即使经过再精细的研磨，硬质合金切 削刃的p 值也很难小于1μm 。 1.精密和超精密切削的应用情况 新知学习 02 二、精密和超精密切削 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、无氧铜和其他铜合金、脆性陶瓷、硅晶体材料、铁氧体、非电 解镀镍层等，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0.01～0.1μm 范 围，表面粗糙度值达到Ra0.005～0.02μ m 的精度。 1.精密和超精密切削的应用情况 新知学习 02 二、精密和超精密切削 精密和超精密切削中使用的刀具材料目前主要是金刚石。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。 人造聚晶金刚石价格虽便宜一些，但性能远比不上天 然金刚石，因其切削刃钝圆半径p 很难<1 μm。 超精密切削中应用的天然金刚石颗粒一