精密和超精密加工

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1、精密和超精密加工目前包含三个领域1超精密切削2精密和超精密磨削研磨。3精密特种加工精密加工加工精度在0.1-1um，加工表面粗糙度Ra在0.02-0.1um之间的加工方法超精密加工加工精度高于0.1um，加工表面粗糙度Ra小于0.1um的加工方法超精密切削的切削速度选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择震动最小的转速超精密切削是使用精密的单晶天然金刚石刀具加工有色金属和非金属，可以直接加工出超光滑的加工表面(粗糙度Ra0.02～0.005µm，加工精度<0.01µm)。用于加工：陀螺仪、激光反射镜

2、、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等。天然金刚石刀具用于超精密切削，主要用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等材料进行超精密切削，而对于黑色金属、硬脆材料的精密与超精密加工，则主要是应用精密和超精密磨料加工。超精密切削时切削参数对积屑瘤生成的影响1切削速度（速度越大积屑瘤越小）2进给量f和被吃刀量ap。使用切削液减小积屑瘤，减小表面粗糙度积屑瘤对加工表面粗糙度的影

3、响加工表面粗糙度是直接和积屑瘤的高度有关，即积屑瘤高度大，表面粗糙度大积屑瘤小时加工表面粗糙度亦小。切削参数变化对加工表面质量的影响1切削速度(其变化影响切削变形、加工表面粗糙度和变质层)2进给量和修光刃（影响加工表面粗糙度）3切削刃形状（影响加工表面粗糙度）4背吃刀量变化（影响加工表面粗糙度、加工表面残余应力）切削刃锋锐度对加工表面粗糙度，切削变形，切削力，切削表面层的冷硬和组织错位，加工表面残余应力有影响。最小切削厚度纳米级。切削刃纯圆半径R和最小切削厚度的关系当切削刃纯圆半径R为某值时，能切下的最小切削厚度H和临界点

4、处的Fp与Ff的比值有关，并和刀具材料间的摩擦因数有关。超精密切削对刀具的要求1）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量。2）刃口能磨得极其锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。3）刀刃无缺陷，切削时刃形将复制在被加工表面上，从而得到超光滑的镜面。4）与工件材料的抗粘性好、化学亲和性小、摩擦系数低，以得到极好的加工表面完整性。金刚石属于六方晶系，主要有三个主要的晶面（100）、（111）、（110）金刚石刀具前后面晶面的选择推荐采用（100）晶面作金刚石刀具的前后面，理由如下：1)（100）晶面的耐磨性高于（110）

5、晶面；2)（100）晶面的微观破损强度高于（110）晶面，（100）晶面受载荷时的破损机率比（110）晶面低很多；3)（100）晶面和有色金属之间的摩擦系数要低于（110）晶面的摩擦系数。。金刚石刀具的固定方法：对金刚石车刀，常把金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上，或将金刚石直接固定在车刀刀杆上。在小刀头上的固定方法有：机械夹固，粉末冶金法固定，粘结或钎焊固定。一次性使用不重磨的精密金刚石刀具，将金刚石钎焊在硬质合金片上，再用螺钉夹固在车刀杆上。金刚石刀具的磨损：主要属于机械磨损，本质是微观解理的积累

6、；金刚石晶体的破损机理：主要产生于（111）晶面的解理。当垂直于（111）面的拉力超过某特定值时，两相邻的（111）面分离，产生解理劈开。刀刃处的解理破损是磨损和破损的主要形式，所以刀刃的微观强度是刀具设计选择晶面的主要依据。当作用力相同时，（110）面破损的机率最大，（100）面破损机率最小。高磨削率方向称为“好磨方向”，低磨削率方向称为“难磨方向”。金刚石晶体的定向：人工目测定向，X射线定向，激光定向。精密超精密磨料加工利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加工，得到高加工精度和小表面-1-粗糙度值。（分为固

7、结磨料和游离磨料两大加工方式）固结磨料加工将磨粒或微粉与结合剂合在一起，形成一定的形状并具有一定强度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法形成砂轮、砂条、油石、砂带等磨具，利用其加工的方法。游离磨料加工在加工时，磨粒或微粉不是固结在一起，而是成游离状态，其传统加工方法是研磨和抛光，今年来，在这些传统工艺的基础上，出现了许多新的游离磨料加工方法，如磁性研磨、弹性发射加工、液体动力抛光、液中研抛、磁流体抛光、挤压研磨、喷射加工等。精密磨削机理：微刃的微切削作用，微刃的等高切削作用，微刃的滑挤、摩擦、抛光作用超硬磨料砂轮修整：整形，修锐

8、，车削法，磨削法，软钢磨削整形法，滚压挤轧法，喷射法，电加工法，电解修整法，电火花修整法，超声波振动修整法。超精密磨削：加工精度达到或高于0.1μm，表面粗糙度低于0.025μm，是一种亚微米级的加工方法；对于钢、铁材料和陶瓷、玻璃等硬脆材料是一种重要的加工方法。镜面磨削加工表面粗糙度达到0.02～0.