精加工论文1doc

网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：精密加工技术和超精密加工技术的应用与研究学习中心：重庆酉阳奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级： 2010 年秋季学号： 101186411523学生：赵奎指导教师：徐磊完成日期： 2012 年 9 月 9 日内容摘要本文主要是通过介绍精密加工技术和超精密加工技术。

了解几种常用的精密加工方法及特点（如砂带研磨，精密切削，超精密磨削，珩磨，精密研磨与抛光）国内外精密加工技术发展现状，以及应用领域。

再对超精密加工技术在军事科技方面应用的介绍，发展现状和趋势，对精密加工技术和超精密加工技术进行对比，了解这两者面临的问题及其研究任务。

最后对这俩种技术的应用，发展现状和趋势进行总结，让我们对这俩种技术有新的认识。

关键词：精密加工，超精密加工技术，发展，应用，研究，探讨目录内容摘要 (I)引言 (4)1 精密加工技术和超精密加工技术简介 52 几种常用的精密加工方法及特点 (6)2.1 砂带研磨 (6)2.2 精密切削 (6)2.3 超精密磨削 (6)2.4 珩磨 (7)2.5 精密研磨 (7)2.6 抛光 (8)3 国内精密加工技术发展趋势 (9)3.1 北京机床研究所 (9)3.2 航天航空工业部三零三部所 (9)3.3 其他研究所 (9)4 超精密加工的发展趋势 (10)4.1 日本 (10)4.2 美国 (10)4.3 欧洲 (10)5 超精密加工的发展趋势 (11)6 精密加工技术和超精密加工技术应用 126.1精确制导武器的大量使用和超视距攻击能力的提高126.2 夜战能力的提高 126.3电子对抗技术的进步 136.4军用卫星系统的发展 136.5军用微型武器系统是未来的发展趋势 147精密加工技术和超精密加工技术二者面临的问题 157.1加工精度 157.2加工效率 158 探讨超精密加工技术的研究任务 168.1超精密加工的加工机理 168.2超精密加工设备制造技术 168.3超精密加工刀具、磨具及刃磨技术 168.4精密测量技术及误差补偿技术 168.5超精密加工工作环境条件 168.6超精密加工技术目前面临的研究任务 169探讨精密加工技术和超精密加工技术的发展思路 209.1开发新的精密加工方法 209.2开发精密的机械机构 209.3开发高精度的测试系统 209.4开发适用于精密加工并能取得高精度、高表面质量的新型材料 219.5超精密加工技术的发展思路 2110 结论 (22)参考文献 (23)引言为了满足现代先进制造与加工技术的需要，提高生产效率和改善零件的加工质量，精密加工技术和超精密加工技术已成为目前高科技技术领域的基础，超精密加工技术已成为社会生产发展的一个重大趋势。

精密和超精密加工技术的发展，直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，因此世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。

随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅速发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。

目前国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。

1 精密加工技术和超精密加工技术简介目前，精密加工是指加工精度为1~0.1µm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01µm 的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。

精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况，有时有无表面缺陷也是这一问题的核心；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。

精密加工应该包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

超精密加工技术超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1µm,表面粗糙度Ra小于0.025µm,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01µm 的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展。

我们知道，这个界限是有限的，随着加工技术的进步不断变化，今天的超精密加工可能就是明天的一般加工。

超精密加工技术主要包括：超精密加工的机理研究，超精密加工的设备制造技术研究，超精密加工工具及刃磨技术研究，超精密测量技术和误差补偿技术研究，超精密加工工作环境条件研究。

超精密加工技术是适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术，它综合应用了机械技术发展的新成果以及现代电子、传感技术、光学和计算机等高新技术，是高科技领域中的基础技术，在国防科学技术现代化和国民经济建设中发挥着至关重要的作用，同时作为现代高科技的基础技术和重要组成部分，它推动着半导体技术、光电技术、材料科学等多门技术的发展进步。

超精密加工技术已成为国防工业研制现代化武器装备的关键技术，也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。

2 几种常用的精密加工方法及特点传统的精密加工方法有布轮抛光、砂带磨削、超精细切削、精细磨削、珩磨、研磨、超精研抛技术、磁粒光整等。

2.1砂带磨削砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。

国外在砂带材料及制作工艺上取得了很大的成就，有了适应于不同场合的砂带系列，生产出通用和专用的砂带磨床，而且自动化程度不断提高(已有全自动和自适应控制的砂带磨床)，但国内砂带品种少，质量也有待提高，对机床还处于改造阶段。

2.2精密切削精密切削也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。

例如用精密车削加工的液压马达转子柱塞孔圆柱度为0.5~1µm，尺寸精度1~2µm；红外反光镜的表面粗糙度Ra0.01~0.02µm，还具有较好的光学性质。

从成本上看，用精密切削加工的光学反射镜，与过去用镀铬经磨削加工的产品相比，成本大约是后者的一半或几分之一。

但许多因素对精密切削的效果有影响，所以要达到预期的效果很不容易。

同时，金刚石刀具切削较硬的材料时磨损较快，如切削黑色金属时磨损速度比切削铜快104倍，而且加工出的工件的表面粗糙度和几何形状精度均不理想。

2.3超精密磨削超精密磨削用精确修整过的砂轮在精密磨床上进行的微量磨削加工，金属的去除量可在亚微米级甚至更小，可以达到很高的尺寸精度、形位精度和很低的表面粗糙度值。

尺寸精度0.1~0.3µm，表面粗糙度Ra0.2~0.05µm，效率高。

应用范围广泛，从软金属到淬火钢、不锈钢、高速钢等难切削材料，及半导体、玻璃、陶瓷等硬脆非金属材料，几乎所有的材料都可利用磨削进行加工。

但磨削加工后，被加工的表面在磨削力及磨削热的作用下金相组织要发生变化，易产生加工硬化、淬火硬化、热应力层、残余应力层和磨削裂纹等缺陷，需要合理管控。

2.4珩磨珩磨用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1µm，最好可到Ra0.025µm，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。

2.5精密研磨通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。

精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025µm加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，主要用于平面、圆柱面、齿轮齿面及有密封要求的配偶件的加工，也可用于量规、量块、喷油嘴、阀体与阀芯的光整加工。

但精密研磨的效率较低，如干研速度一般为10~30m/min，湿研速度为20~120m/min。

对加工环境要求严格，如有大磨料或异物混入时，将使表面产生很难去除的划伤。

2.6抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。

手工或机械抛光是用涂有磨膏的抛光器，在一定的压力下，与工件表面做相对运动，以实现对工件表面的光整加工。

加工后工件表面粗糙度Ra≤0.05µm，可用于平面、柱面、曲面及模具型腔的抛光加工。

手工抛光的加工效果与操作者的熟练程度有关。

a超声波抛光是利用工具端面做超声振动，通过磨料悬浮液对硬脆材料进行光整加工，加工精度0.01~0.02µm，表面粗糙度Ra0.1µm。

超声抛光设备简单，操作、维修方便，工具可用较软的材料制作，而且不需作复杂的运动，主要用来加工硬脆材料，如不导电的非金属材料，当加工导电的硬质金属材料时，生产率较低。

b 化学抛光是通过硝酸和磷酸等氧化剂，在一定的条件下，使被加工的金属表面氧化，使表面平整化和光泽化。

化学抛光设备简单，可以加工各种形状的工件，效率较高，加工的表面粗糙度一般为Ra≤0.2µm，但腐蚀液对人体和设备有损伤，污染环境，需妥善处理。

主要用来对不锈钢、铜、铝及其合金的光亮修饰加工。

c 电化学抛光是利用电化学反应去除切削加工所残留的微观不平度，以提高零件表面光亮度的方法。

它比机械抛光具有较高的生产率和小的表面粗糙度：一般可达Ra0.2µm，若原始表面为Ra0.4~0.2µm，则抛光后可提Ra0.1~0.08µm，加工后工件具有较好的物理机械性能，使用寿命长，但电化学抛光只能加工导电的材料。

随着电化学加工技术的发展，还产生了多种新型的复合加工方法，例如超精密电解磨削、电化学机械复合光整加工、电化学超精加工等。

它们主要以降低工件的表面粗糙度值为目的，加工去除量很小，一般在0.01~0.1mm，对于表面粗糙度达到Ra0.8~1.6µm的外圆，平面、内孔及自由曲面均可一道工序加工到镜面，表面粗糙度Ra0.05µm，甚至更低。

电化学机械加工属于一种加工单位极小的精密加工方法，从原理上讲加工精度可以达到原子级，所以加工精度具有大的潜力，但由于左右其加工精度的因素目前还不是很清楚，所以在实际应用中，其加工表现出一定的不稳定性，这在很大程度上限制了它在工业生产中的应用。

3 国内精密加工技术发展现状3.1 北京机床研究所北京机床研究所是国内进行精密加工技术研究院的主要单位之一，研究出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等，如精度达0.025µm的精密轴承、JCS-027超精密车床、JCS-031超精密铣床、JCS-035精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反光镜、超精密振动一位移测微仪等，达到了国内领先、国际先进水平3.2 航天航空工业部三零三部所航天航空工业部三零三部所在超精密主轴、花岗岩坐标量测机等方面进行了研究及产品生产。