精细和超精细加工选修课论文.docx

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1、精细和超精细加工选修课论文精细和超精细加工技术【摘要】本世纪的精细加工发展到超精细加工历程比拟复杂且难度大，目前超精细加工日趋成熟，已构成系列，它包括超精细切削、超精细磨削、超精细研磨、超精细特种加工等。尽管超精细加工迄今尚无确切的定义，但是它仍然在向更高的层次发展。超精细加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。在不久的将来，精细加工也必将实现精细化、智能化、自动化、高效信息化、柔性化、集成化。创新思想及先进制造形式的提出也必将为精细与超精细技术发展提供策略。环保也是制造业发展的必然趋势。【关键词】超精细加工发展趋势发展策略【Abstr

2、act】Thedevelopmentofprecisionmachiningofthecenturytotheultra-precisionmachiningprocessiscomplicatedanddifficult,thecurrentultra-precisionmachininghasmatured,hasformedaseries,whichincludestheultra-precisionmachining,ultraprecisiongrinding,ultra-precisiongrinding,ultraprecisionspecialprocessing.Althou

3、ghtheultra-precisionmachiningsofarnoprecisedefinition,butitisstilltoahigherlevel.Ultra-precisionmachiningwillbehigh-precision,highefficiency,large-scale,micro-,intelligence,processintegrationtechnology,onlineprocessingandtestingtheintegrationofgreenandotherdirection.Inthenearfuture,willalsoachievepr

4、ecisionmachiningprecision,intelligence,automation,andefficientinformationtechnology,flexibility,integration.Innovativethinkingandadvancedmanufacturingmodelputforwardarealsoboundtoprecisionandultraprecisiontechnologydevelopmentstrategy.Environmentalprotectionisalsotheinevitabletrendofmanufacturingind

5、ustry.【Keywords】Ultra-precisionmachiningDevelopmentTrendsDevelopmentStrategy一、超精细加工的分类超精细切削超精细切削以SPDT技术开场，该技术以空气轴承主轴、气动滑板、高刚性、高精度工具、反应控制和环境温度控制为支撑，可获得纳米级外表粗糙度。多采用金刚石刀具铣削，广泛用于铜的平面和非球面光学元件、有机玻璃、塑料制品(如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片等)、陶瓷及复合材料的加工等。将来的发展趋势是利用镀膜技术来改善金刚石刀具在加工硬化钢材时的磨耗。超精细磨削超精细磨削是在一般精细磨削基础上发展起来的一种镜面磨削方法,其关键

6、技术是金刚石砂轮的修整,使磨粒具有微刃性和等高性。超精细磨削的加工对象主要是脆硬的金属材料、半导体材料、陶瓷、玻璃等。磨削后,被加工外表留下大量极微细的磨削痕迹,残留高度极小,加上微刃的滑挤、摩擦、抛光作用,可获得高精度和低外表粗糙度的加工外表，当前超精细磨削能加工出圆度0.01m、尺寸精度0.1m和外表粗糙度为Ra0.005m的圆柱形零件。超精细研磨超精细研磨包括机械研磨、化学机械研磨、浮动研磨、弹性发射加工以及磁力研磨等加工方法。超精细研磨的关键条件是几乎无振动的研磨运动、精细的温度控制、干净的环境以及细小而均匀的研磨剂。超精细研磨加工出的球面度达0.025m,外表粗糙度Ra达0.003m

7、。超精细特种加工超精细特种加工主要包括激光束加工、电子束加工、离子束加工、微细电火花加工、精细电解加工及电解研磨、超声电解加工、超声电解研磨、超声电火花等复合加工。激光、电子束加工可实现打孔、精细切割、成形切割、刻蚀、光刻曝光、加工激光防伪标志；离子束加工可实现原子、分子级的切削加工；利用微细放电加工能够实现极微细的金属材料的去除,可加工微细轴、孔、窄缝平面及曲面；精细电解加工可实现纳米级精度,且外表不会产生加工应力,常用于镜面抛光、镜面减薄以及一些需要无应力加工的场合。二.、工作原理近年来，在传统加工方法中，金刚石刀具超精细切削、金刚石微粉砂轮超精细磨削、精细高速切削、精细砂带磨削等已占有重

8、要地位；在非传统加工中，出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法，十分是复合加工，如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等，在加工机理上均有所创新。三.、应用领域航天、航空工业中，人造卫星、航天飞机、民用客机等，在制造中都有大量的精细和超精细加工的需求，如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件对观测性能影响很大。该轴承为真空无润滑轴承，其孔和轴的外表粗糙度要求为Ry0.01m，即1nm，其圆度和圆柱度均要求纳米级精度。当前，微型卫星、微型飞机、超大规模集成电路的发展特别迅猛，涉及微细加工技术、纳米加工技术和微型机电系统(MEMS)等已构成微型机

9、械制造。这些技术都在精细和超精细加工范畴内，与计算机工业、国防工业的发展直接相关。四、超精细加工的发展瞻望超精细加工将向高精度、高效率、大型化、微型化、智能化、工艺整合化、在线加工检测一体化、绿色化等方向发展。高精度、高效率随着科学技术的不断进步，对精度、效率、质量的要求愈来愈高,高精度与高效率成为超精细加工永久的主题。超精细切削、磨削技术能有效提高加工效率，CMP、EEM技术能够保证加工精度，而半固着磨粒加工方法及电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法由于能兼顾效率与精度的加工方法，成为超精细加工的趋势。大型化、微型化由于航天航空等技术的发展，大型光电子器件要求大型超精细加工设备，如美

10、国研制的加工直径为2.44m的大型光学器件超精细加工机床。同时随着微型机械电子、光电信息等领域的发展，超精细加工技术向微型化发展，如微型传感器，微型驱动元件和动力装置、微型航空航天器件等都需要微型超精细加工设备。智能化以智能化设备降低加工结果对人工经历的依靠性一直是制造领域追求的目的。加工设备的智能化程度直接关系到加工的稳定性与加工效率，这一点在超精细加工中体现更为明显。工艺整合化当今企业间的竞争趋于白热化，高生产效率越来越成为企业赖以生存的条件。在这样的背景下，出现了“以磨代研甚至“以磨代抛的呼声。另一方面，使用一台设备完成多种加工(如车削、钻削、铣削、磨削、光整)的趋势越来越明显。在线加工

11、检测一体化由于超精细加工的精度很高，必须发展在线加工检测一体化技术才能保证产品质量和提高生产率。同时由于加工设备本身的精度有时很难知足要求，采用在线检测、工况监控和误差补偿的方法能够提高精度，保证加工质量的要求。五、结论精细和超精细加工，是当代机械制造业最主要的发展方向之一,在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中获得成功的关键技术。我国的制造业发展已进入了高速发展阶段，中国民营企业已具备足够的经济实力来使企业迈向当代化，先进设备的引进和大量专业人才的涌入使很多沿海地区的制造业水平迅速提高。随着国家决策的科学化、民主化进程不断深化，相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。参考文献1郑焕文（先进制造技术）北京、北京理工大学出版社、2020.82袁哲俊,王先逵（精细和超精细加工技术）北京、机械工业社、1999.33朱焕池（机械制造工艺学）北京、机械工业出版社、2004.64杨义成（90年代超精细加工机的发展趋势）河南、师范大学出版社、1998.65洪清泉（超精细非球面加工机）机械月刊第十七卷第九期、2006. 8