精密加工技术第六讲PPT课件
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超精密加工技术PPT培训课件
详细描述
在模具加工中，超精密加工技术能够加工出高精度、高光洁 度的模具表面，提高模具的使用寿命和制件的精度，广泛应 用于塑料模具、压铸模具等领域。
航空航天零件加工
总结词
超精密加工技术在航空航天领域的应 用，涉及发动机叶片、涡轮盘等复杂 零件的加工。
详细描述
由于航空航天领域对零件的精度和性 能要求极高，超精密加工技术能够实 现复杂零件的高精度、高效率加工， 提高航空航天器的性能和安全性。
特种加工原理
特种加工是指利用物理、化学或电学等 非传统机械能来去除材料的一种加工方 法。与传统的切削和磨削加工相比，特 种加工具有更高的加工精度和更广泛的
加工适应性。
常见的特种加工方法包括激光束加工、 电子束加工、离子束加工、等离子体加 工等。这些方法利用高能束流或等离子 体与工件表面相互作用，实现材料的快
误差补偿技术
热误差补偿
通过对机床热误差的测量和建模， 实现对热误差的有效补偿，提高
加工精度。
运动误差补偿
通过对机床运动误差的测量和建 模，实现运动误差的补偿，提高
加工精度。
综合误差补偿
综合运用热误差和运动误差补偿 技术，实现对超精密加工过程中
各种误差的有效补偿。
04 超精密加工技术的应用案 例
光学元件加工
加工精度提升
超精密加工技术面临的技术瓶颈之一是如何进一步提高加工精度 和表面质量。
材料限制
某些特殊材料在超精密加工过程中容易出现裂纹、变形等问题，如 何克服这些材料限制是亟待解决的问题。
加工效率与成本控制
提高加工效率并降低成本是超精密加工技术发展的关键，需要不断 优化工艺参数和设备性能。
新材料加工的挑战
医疗器械
超精密加工技术在医疗器械领域的 应用广泛，如人工关节、心脏瓣膜 等高精度医疗设备的制造。
在模具加工中，超精密加工技术能够加工出高精度、高光洁 度的模具表面，提高模具的使用寿命和制件的精度，广泛应 用于塑料模具、压铸模具等领域。
航空航天零件加工
总结词
超精密加工技术在航空航天领域的应 用，涉及发动机叶片、涡轮盘等复杂 零件的加工。
详细描述
由于航空航天领域对零件的精度和性 能要求极高，超精密加工技术能够实 现复杂零件的高精度、高效率加工， 提高航空航天器的性能和安全性。
特种加工原理
特种加工是指利用物理、化学或电学等 非传统机械能来去除材料的一种加工方 法。与传统的切削和磨削加工相比，特 种加工具有更高的加工精度和更广泛的
加工适应性。
常见的特种加工方法包括激光束加工、 电子束加工、离子束加工、等离子体加 工等。这些方法利用高能束流或等离子 体与工件表面相互作用，实现材料的快
误差补偿技术
热误差补偿
通过对机床热误差的测量和建模， 实现对热误差的有效补偿，提高
加工精度。
运动误差补偿
通过对机床运动误差的测量和建 模，实现运动误差的补偿，提高
加工精度。
综合误差补偿
综合运用热误差和运动误差补偿 技术，实现对超精密加工过程中
各种误差的有效补偿。
04 超精密加工技术的应用案 例
光学元件加工
加工精度提升
超精密加工技术面临的技术瓶颈之一是如何进一步提高加工精度 和表面质量。
材料限制
某些特殊材料在超精密加工过程中容易出现裂纹、变形等问题，如 何克服这些材料限制是亟待解决的问题。
加工效率与成本控制
提高加工效率并降低成本是超精密加工技术发展的关键，需要不断 优化工艺参数和设备性能。
新材料加工的挑战
医疗器械
超精密加工技术在医疗器械领域的 应用广泛，如人工关节、心脏瓣膜 等高精度医疗设备的制造。
精密与超精密加工技术课件
珩磨效果影响因素
珩磨效果受到多种因素的影响 ，如磨石的粒度、粘结剂的类 型、珩磨头的转速和压力等。
电解加工工艺
电解加工工艺概述
电解加工是一种利用电化学反应去除 工件材料的加工方法，具有加工精度 高、表面质量好等特点。
电解加工工艺流程
电解加工工艺通常包括工件表面处理 、电解液的选择和调整、电解加工设 备的设置以及加工参数的控制等步骤 。
、汽车和航空领域。
陶瓷材料
陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性和 耐高温等特点，常用于制造刀具、 磨具和高温部件。
复合材料
复合材料由两种或多种材料组成， 具有优异的综合性能，如碳纤维复 合材料具有高强度和轻质的特点。
复合材料
玻璃纤维复合材料
玻璃纤维复合材料具有高 强度、高刚性和耐腐蚀等 特点，广泛应用于建筑、 船舶和汽车领域。
抛光效果受到抛光轮的材料、转速、抛光膏或抛光液的成分以及抛光 压力等因素的影响。
珩磨工艺
珩磨工艺概述
珩磨是一种利用珩磨头上的磨 石与工件表面进行摩擦，以去 除表面微小凸起和划痕的加工
方法。
珩磨材料
珩磨头上的磨石由硬质颗粒和 粘结剂组成，具有较高的硬度 和耐磨性。
珩磨工艺流程
珩磨工艺通常包括工件表面处 理、涂敷润滑剂、珩磨头的旋 转运动以及工件的往复运动等 步骤。
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料具有高强 度、轻质和耐高温等特点 ，常用于制造航空器和体 育用品。
金属基复合材料
金属基复合材料以金属为 基体，加入增强纤维或颗 粒，以提高材料的强度、 刚度和耐磨性。
04
精密与超精密加工工艺
研磨工艺
研磨工艺概述
研磨材料
研磨是一种通过研磨剂去除工件表面微小 凸起和划痕的加工方法，以达到平滑表面 的效果。
珩磨效果受到多种因素的影响 ，如磨石的粒度、粘结剂的类 型、珩磨头的转速和压力等。
电解加工工艺
电解加工工艺概述
电解加工是一种利用电化学反应去除 工件材料的加工方法，具有加工精度 高、表面质量好等特点。
电解加工工艺流程
电解加工工艺通常包括工件表面处理 、电解液的选择和调整、电解加工设 备的设置以及加工参数的控制等步骤 。
、汽车和航空领域。
陶瓷材料
陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性和 耐高温等特点，常用于制造刀具、 磨具和高温部件。
复合材料
复合材料由两种或多种材料组成， 具有优异的综合性能，如碳纤维复 合材料具有高强度和轻质的特点。
复合材料
玻璃纤维复合材料
玻璃纤维复合材料具有高 强度、高刚性和耐腐蚀等 特点，广泛应用于建筑、 船舶和汽车领域。
抛光效果受到抛光轮的材料、转速、抛光膏或抛光液的成分以及抛光 压力等因素的影响。
珩磨工艺
珩磨工艺概述
珩磨是一种利用珩磨头上的磨 石与工件表面进行摩擦，以去 除表面微小凸起和划痕的加工
方法。
珩磨材料
珩磨头上的磨石由硬质颗粒和 粘结剂组成，具有较高的硬度 和耐磨性。
珩磨工艺流程
珩磨工艺通常包括工件表面处 理、涂敷润滑剂、珩磨头的旋 转运动以及工件的往复运动等 步骤。
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料具有高强 度、轻质和耐高温等特点 ，常用于制造航空器和体 育用品。
金属基复合材料
金属基复合材料以金属为 基体，加入增强纤维或颗 粒，以提高材料的强度、 刚度和耐磨性。
04
精密与超精密加工工艺
研磨工艺
研磨工艺概述
研磨材料
研磨是一种通过研磨剂去除工件表面微小 凸起和划痕的加工方法，以达到平滑表面 的效果。
模具零件的精密加工培训课件ppt(57张)
3.3.1.1 坐标镗床及其测量系统 • 设备结构 卧式，立式（单、双柱） • 主要特点：带有能指示工作台坐标位置的精密测
量装置。 • 孔的尺寸精度 IT6~ IT7级，0.8粗糙度，孔距精度
0.005~0.010mm • 光学测量系统 放大40倍，控制精度1/1000mm，
数显 • 显微镜例子
3.3.1.2 主要附件
3.3.3
成形磨削
3.3.3.1 概述
• 3类成形面：旋转成形面（如手柄）；直母线成形 面（如凸模）；立体成形面（如叶片）
• 原理：把零件轮廓分成若干简单单元（直线面、 圆弧面、圆柱面），然后按照一定顺序逐段磨削， 使之达到图样上的技术要求。 比喻：削铅笔，右 手执刀，左手执铅笔
• 设备 曲线磨床（成形磨床）
2）坐标的换算
3）孔的加工 • 精钻（小孔） • 镗孔（较大） • 铰孔（小于20） • 步骤 钻中心孔——钻孔——精铰 • 钻孔——扩孔——精铰 • 钻孔——半精镗——精铰 • （可调铰刀介绍） • 被镗工件不热处理
• 无坐标磨床的情况下，有时，要用硬质合金刀 镗淬硬工件，要注意以下几点：
– 尽量缩短刀杆（40Cr，HRC43~48）长度，提高刚性 – 硬质合金刀上磨出宽0.3mm的负前角（－10º），以
• 作用：按加工孔大小，精确调节刀尖与轴 线的距离
• 镗刀 整体；活动刀头；微调刀头 4）弹簧中心冲
3.3.1.3 加工工艺
1）工件的定位 • 以划线为定位基准； • 以外圆或孔为定位基准； • 以互相垂直的两侧面为定位基准（常用） • 定位角铁和光学中心测定器 • 用千分表和专用工具找正 • 用芯轴定位棒找正
模具零件的精密加工培训课件(ppt57 页)
3.3.2.2 基本磨削方法 • 定位、找正方法及所用工具均与坐标镗床
量装置。 • 孔的尺寸精度 IT6~ IT7级，0.8粗糙度，孔距精度
0.005~0.010mm • 光学测量系统 放大40倍，控制精度1/1000mm，
数显 • 显微镜例子
3.3.1.2 主要附件
3.3.3
成形磨削
3.3.3.1 概述
• 3类成形面：旋转成形面（如手柄）；直母线成形 面（如凸模）；立体成形面（如叶片）
• 原理：把零件轮廓分成若干简单单元（直线面、 圆弧面、圆柱面），然后按照一定顺序逐段磨削， 使之达到图样上的技术要求。 比喻：削铅笔，右 手执刀，左手执铅笔
• 设备 曲线磨床（成形磨床）
2）坐标的换算
3）孔的加工 • 精钻（小孔） • 镗孔（较大） • 铰孔（小于20） • 步骤 钻中心孔——钻孔——精铰 • 钻孔——扩孔——精铰 • 钻孔——半精镗——精铰 • （可调铰刀介绍） • 被镗工件不热处理
• 无坐标磨床的情况下，有时，要用硬质合金刀 镗淬硬工件，要注意以下几点：
– 尽量缩短刀杆（40Cr，HRC43~48）长度，提高刚性 – 硬质合金刀上磨出宽0.3mm的负前角（－10º），以
• 作用：按加工孔大小，精确调节刀尖与轴 线的距离
• 镗刀 整体；活动刀头；微调刀头 4）弹簧中心冲
3.3.1.3 加工工艺
1）工件的定位 • 以划线为定位基准； • 以外圆或孔为定位基准； • 以互相垂直的两侧面为定位基准（常用） • 定位角铁和光学中心测定器 • 用千分表和专用工具找正 • 用芯轴定位棒找正
模具零件的精密加工培训课件(ppt57 页)
3.3.2.2 基本磨削方法 • 定位、找正方法及所用工具均与坐标镗床
精密加工技术与设备操作培训ppt
详细描述
激光加工工艺主要依赖于激光器和数控机床，通过精确控制 激光能量和加工参数，实现高精度的激光加工。该工艺适用 于各种材料，尤其适合加工高硬度、高精度要求的零件。
电火花加工工艺
总结词
电火花加工工艺是一种利用电火花对材料进行加工的工艺方法，具有高精度、高效率的 特点。
详细描述
电火花加工工艺主要依赖于电火花机床和电极，通过精确控制电火花放电参数，实现高 精度的电火花加工。该工艺适用于各种材料，尤其适合加工高硬度、高精度要求的零件
根据工件大小和形状选 择合适的装夹方式，确 保工件装夹牢固、稳定 。同时，应遵循装夹操 作规程，确保操作过程 安全可靠。
在加工过程中，应密切 关注切削状态和切削参 数变化，如有异常应及 时调整或停机检查。
激光加工设备操作规范
01 激光安全防护
02 激光参数设置
03
04
工件固定与定位 冷却与排烟
05 定期维护与保养
案例三：超硬材料的高效磨削
高效率、高耐用性、低成本
超硬材料具有极高的硬度和耐磨性，传统的加工方法难以满足需求。在案例中，采用高效磨削技术，选用适合超硬材料的磨 料和磨液，通过精确控制磨削参数，实现了超硬材料的高效磨削，同时提高了磨削工具的耐用性和降低加工成本。
THANKS
感谢观看
精密加工技术涉及到多个学科领域，如机 械工程、物理学、化学等，多学科交叉将 有助于推动精密加工技术的发展。
02 精密加工设备介 绍
数控机床
数控机床是精密加工中的重要设 备之一，它能够实现高精度、高
效率的加工。
数控机床通过计算机程序控制机 床的运动，可以加工各种复杂的
零件和曲面。
数控机床的种类繁多，包括数控 铣床、数控车床、数控磨床等， 广泛应用于航空、汽车、模具等
激光加工工艺主要依赖于激光器和数控机床，通过精确控制 激光能量和加工参数，实现高精度的激光加工。该工艺适用 于各种材料，尤其适合加工高硬度、高精度要求的零件。
电火花加工工艺
总结词
电火花加工工艺是一种利用电火花对材料进行加工的工艺方法，具有高精度、高效率的 特点。
详细描述
电火花加工工艺主要依赖于电火花机床和电极，通过精确控制电火花放电参数，实现高 精度的电火花加工。该工艺适用于各种材料，尤其适合加工高硬度、高精度要求的零件
根据工件大小和形状选 择合适的装夹方式，确 保工件装夹牢固、稳定 。同时，应遵循装夹操 作规程，确保操作过程 安全可靠。
在加工过程中，应密切 关注切削状态和切削参 数变化，如有异常应及 时调整或停机检查。
激光加工设备操作规范
01 激光安全防护
02 激光参数设置
03
04
工件固定与定位 冷却与排烟
05 定期维护与保养
案例三：超硬材料的高效磨削
高效率、高耐用性、低成本
超硬材料具有极高的硬度和耐磨性，传统的加工方法难以满足需求。在案例中，采用高效磨削技术，选用适合超硬材料的磨 料和磨液，通过精确控制磨削参数，实现了超硬材料的高效磨削，同时提高了磨削工具的耐用性和降低加工成本。
THANKS
感谢观看
精密加工技术涉及到多个学科领域，如机 械工程、物理学、化学等，多学科交叉将 有助于推动精密加工技术的发展。
02 精密加工设备介 绍
数控机床
数控机床是精密加工中的重要设 备之一，它能够实现高精度、高
效率的加工。
数控机床通过计算机程序控制机 床的运动，可以加工各种复杂的
零件和曲面。
数控机床的种类繁多，包括数控 铣床、数控车床、数控磨床等， 广泛应用于航空、汽车、模具等
精密加工和超精密加工 ppt课件
微进给装置
计算机数控
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先进制造技术
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先进制造技术
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先进制造技术
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砂带磨削 珩磨
超精研 研磨
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先进制造技术
单五击、此砂处带编磨削辑：母版标题样式
工艺整合化 在线加工检测一体化
绿色化
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先进制造技术
2.3 精密、超精密磨削加工
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一、概念
精密砂轮磨削：利用精细修正的粒度为60#～80#的普 通砂轮进行磨削，其加工精度可达1µm，表面粗糙度可达 Ra0.025µm。
超精密砂轮磨削：利用经过仔细修正的粒度为W40～ W5的砂轮进行磨削，可以获得加工精度为0.1µm，表面粗 糙度为Ra0.025～Ra0.008µm的加工表面。
不适宜加工铁族金属材料。
立方氮化硼（CBN）
硬度莫氏硬度9.8-10
导热系数、热膨胀系数和研磨 能力也很突出；
稳定性和化学惰性大大优于金 刚石
适合加工普通磨料难以加工且 金刚石又不宜加工的硬而韧的 金属材料如工具钢、模具钢、 不锈钢、耐热合金等特别是高 钒高速钢、铝高速钢等对磨削 温度较为敏感的金属材料。
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
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先进制造技术
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先进制造技术
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1、超精磨削是一种极薄切削，切屑厚度极小，磨削 深度可能小于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进行，因此 磨削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力， 从而磨粒上所承受的切应力就极速地增大，可能接近被 磨削材料的剪切强度极限。同时，磨粒切削刃处收到高 温和高压的作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高 温硬度。
计算机数控
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先进制造技术
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砂带磨削 珩磨
超精研 研磨
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先进制造技术
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工艺整合化 在线加工检测一体化
绿色化
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先进制造技术
2.3 精密、超精密磨削加工
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一、概念
精密砂轮磨削：利用精细修正的粒度为60#～80#的普 通砂轮进行磨削，其加工精度可达1µm，表面粗糙度可达 Ra0.025µm。
超精密砂轮磨削：利用经过仔细修正的粒度为W40～ W5的砂轮进行磨削，可以获得加工精度为0.1µm，表面粗 糙度为Ra0.025～Ra0.008µm的加工表面。
不适宜加工铁族金属材料。
立方氮化硼（CBN）
硬度莫氏硬度9.8-10
导热系数、热膨胀系数和研磨 能力也很突出；
稳定性和化学惰性大大优于金 刚石
适合加工普通磨料难以加工且 金刚石又不宜加工的硬而韧的 金属材料如工具钢、模具钢、 不锈钢、耐热合金等特别是高 钒高速钢、铝高速钢等对磨削 温度较为敏感的金属材料。
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
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先进制造技术
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先进制造技术
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1、超精磨削是一种极薄切削，切屑厚度极小，磨削 深度可能小于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进行，因此 磨削力一定要超过晶体内部非常大的原子、分子结合力， 从而磨粒上所承受的切应力就极速地增大，可能接近被 磨削材料的剪切强度极限。同时，磨粒切削刃处收到高 温和高压的作用，要求磨粒材料有很高的高温强度和高 温硬度。
《精密超精密加工》课件
04
精密超精密加工材料
金属材料
01
02
03
钢铁
常用的金属材料，具有高 强度、耐磨性和耐腐蚀性 ，适用于各种精密超精密 加工应用。
铜合金
具有良好的导热性和导电 性，广泛用于电子和通信 行业。
钛合金
具有高强度、轻质和耐腐 蚀性，常用于航空和医疗 领域。
非金属材料
陶瓷
具有高硬度、耐高温和化学稳定性，适用于高精度和 高硬度的加工需求。
详细描述
防止加工过程中的损伤需要从多个方面入手，包括优化刀具设计、选择合适的切削参数 、加强刀具管理和维护等。此外，采用新型的涂层技术和刀具材料也是防止损伤的有效
手段。
06
பைடு நூலகம்
精密超精密加工的应用案例
航空航天领域的应用案例
总结词
精密超精密加工技术在航空航天领域的应用广泛，涉 及发动机叶片、涡轮盘、航空仪表等关键部件的制造 。
这些技术包括离子束加工、电子束加工、激光束加工等。这些技术通常具有更高的加工精度和更广泛 的适用范围，可以应用于各种不同的材料和领域。
03
精密超精密加工设备与工具
超精密切削加工设备
01
超精密切削加工设备主要用于高 精度零件的切削加工，其特点是 切削精度高、加工表面质量好、 加工效率高。
02
常见的超精密切削加工设备包括 数控机床、激光切割机、水切割 机等。
汽车工业领域的应用案例
总结词
精密超精密加工技术在汽车工业领域的应用主要涉及 汽车发动机、变速器、制动系统等关键零部件的制造 。
详细描述
在汽车工业领域，精密超精密加工技术主要用于制造汽 车发动机、变速器、制动系统等关键零部件。这些零部 件的性能对汽车的性能和安全性有重要影响。精密超精 密加工技术能够提高零部件的精度和耐磨性，降低摩擦 和阻力，提高燃油经济性和排放性能。同时，还能缩短 产品研发周期，提高生产效率，降低制造成本。
精密加工技术第六讲
第五章 精密加工中的关键部件
2021/1/7
第1节 精密主轴部件
一、概述
主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、 端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素 （1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
热等也采用滚动导轨。
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚珠导轨 滚珠导轨结构紧凑，容易制造，成本较低 导轨表面属于点接触，刚度低，承载能力较小 适用于载荷较小的机床
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚柱导轨
承载能力和刚度：都比滚珠导轨大 应用：载荷较大的机床，应用最广泛
对导轨不平行度（扭曲）要求较高，否则要造成滚柱的 偏移和侧向滑动，使导轨磨损加剧和降低精度。滚柱最好做 成腰鼓形，中间直径比两端大0.02mm左右。
2021/1/7
关键在于精密轴承，精密轴承常用滑动轴承。
滑动轴承的优势
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动 灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用 于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。
但是，在下列情况：
① 载荷特重； ② 承受巨大冲击载荷和振动载荷； ③ 回转精度要求高； ④ 转速特大； ⑤ 尺寸很大或很小； ⑥ 结构上要求轴承剖分时； ⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
再循环滚柱滚动组件
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
再循环滚珠滚动组件
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚动导轨的预紧
在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可增加滚 动体与导轨面的接触，以减小导轨面平面度、滚子 直线度及滚动体直径不一致误差的影响，使大多数 滚动体均能参加工作。
2021/1/7
第1节 精密主轴部件
一、概述
主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、 端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素 （1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
热等也采用滚动导轨。
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚珠导轨 滚珠导轨结构紧凑，容易制造，成本较低 导轨表面属于点接触，刚度低，承载能力较小 适用于载荷较小的机床
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚柱导轨
承载能力和刚度：都比滚珠导轨大 应用：载荷较大的机床，应用最广泛
对导轨不平行度（扭曲）要求较高，否则要造成滚柱的 偏移和侧向滑动，使导轨磨损加剧和降低精度。滚柱最好做 成腰鼓形，中间直径比两端大0.02mm左右。
2021/1/7
关键在于精密轴承，精密轴承常用滑动轴承。
滑动轴承的优势
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动 灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用 于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。
但是，在下列情况：
① 载荷特重； ② 承受巨大冲击载荷和振动载荷； ③ 回转精度要求高； ④ 转速特大； ⑤ 尺寸很大或很小； ⑥ 结构上要求轴承剖分时； ⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
再循环滚柱滚动组件
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
再循环滚珠滚动组件
2021/1/7
第2节 精密导轨部件
滚动导轨的预紧
在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可增加滚 动体与导轨面的接触，以减小导轨面平面度、滚子 直线度及滚动体直径不一致误差的影响，使大多数 滚动体均能参加工作。
精密和超精密加工技术PPT课件
Precision and ultraprecision machining
精密和超精密加工技术
1
教材：《精密和超精密加工技术》(第2版) 袁哲俊、王先逵主编 机械工业出版社
➢ 学时：28 ➢ 周二下午5-6节(H514) ➢ 周四上午1-2节(H514)
参考材料： 1、张建华主编《精密与特种加工技术》 2、王先逵编《精密加工技术实用手册》，
8
1.1 发展精密和超精密加工技术的重要性
精密和超精密加工是先进制造技术的基础和关键
作为制造技术的主战场，作为真实产品的实 际制造，必然要靠精密加工和超精密加工技术， 例如，计算机工业的发展不仅要在软件上，还要 在硬件上，即在集成电路芯片上有很强的能力， 应该说，当前，我国集成电路的制造水平约束了 计算机工业的发展。美国制造工程研究者提出的 汽车制造业的“两毫米工程”使汽车质量赶上欧、 日水平，其中的举措都是实实在在的制造技术。
热流动加工（高频电流、热射流、电子束、激光） 液体、气体流动加工（压铸、挤压、喷射、浇铸） 微粒子流动加工
5
精密和超精密加工方法分类（2）
分类 切削加工 磨料加工
特种加工
复合加工
加工方法
等离子体切削 微细切削 微细钻削
微细磨削 研磨 抛光 弹性发射加工 喷射加工
电火花成形加工 电火花切割加工 电解加工 超声波加工 微波加工 电子束加工 粒子束去除加工 激光去除加工 光刻加工
段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般 加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
➢精密加工：加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙
度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工；
➢超精密加工：加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙
精密和超精密加工技术
1
教材：《精密和超精密加工技术》(第2版) 袁哲俊、王先逵主编 机械工业出版社
➢ 学时：28 ➢ 周二下午5-6节(H514) ➢ 周四上午1-2节(H514)
参考材料： 1、张建华主编《精密与特种加工技术》 2、王先逵编《精密加工技术实用手册》，
8
1.1 发展精密和超精密加工技术的重要性
精密和超精密加工是先进制造技术的基础和关键
作为制造技术的主战场，作为真实产品的实 际制造，必然要靠精密加工和超精密加工技术， 例如，计算机工业的发展不仅要在软件上，还要 在硬件上，即在集成电路芯片上有很强的能力， 应该说，当前，我国集成电路的制造水平约束了 计算机工业的发展。美国制造工程研究者提出的 汽车制造业的“两毫米工程”使汽车质量赶上欧、 日水平，其中的举措都是实实在在的制造技术。
热流动加工（高频电流、热射流、电子束、激光） 液体、气体流动加工（压铸、挤压、喷射、浇铸） 微粒子流动加工
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精密和超精密加工方法分类（2）
分类 切削加工 磨料加工
特种加工
复合加工
加工方法
等离子体切削 微细切削 微细钻削
微细磨削 研磨 抛光 弹性发射加工 喷射加工
电火花成形加工 电火花切割加工 电解加工 超声波加工 微波加工 电子束加工 粒子束去除加工 激光去除加工 光刻加工
段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般 加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
➢精密加工：加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙
度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工；
➢超精密加工：加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙
精密加工技术与设备操作培训ppt
刀具几何参数
刀具的几何参数如前角、后角、 主偏角和副偏角等对切削力、切 削热和加工表面质量有很大影响 ，合理选择刀具几何参数可以提
高加工精度和效率。
刀具磨损与破损
刀具磨损和破损是影响加工质量 和效率的主要因素，因此需要定 期检查刀具的磨损情况，及时更
换破损刀具。
工件装夹与定位
工件装夹方式
根据工件形状和加工要求选择合适的装夹方式，如三爪卡盘、四 爪卡盘、顶尖、心轴和压板等。
切削液的种类与选择
常用的切削液有油基切削液和水基切削液，选择 合适的切削液需要考虑加工要求、刀具材料、工 件材料和环保要求等因素。
切削液的供给方式 切削液的供给方式有浇注、喷雾和浸没等，应根 据加工要求和设备条件选择合适的供给方式。
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精密加工设备操作规 范
数控机床操作规范
启动与关闭
在启动数控机床前，应确保机床周围环境安全，检查电源 是否正常，遵循正确的开机顺序。关闭时，应先关闭主电 源，然后进行其他后续清理工作。
电子制造领域应用案例
集成电路板加工
利用精密加工技术制造集成电路板，确保电路的精度和可靠性。
微型零件加工
通过高精度微型加工设备对微型零件进行加工，满足电子产品的微型化需求。
其他领域应用案例
要点一
医疗器械制造
利用精密加工技术制造医疗器械，确保医疗器械的精度和 安全性。
要点二
钟表制造
通过精密加工技术制造钟表零部件，提高钟表的精度和稳 定性。
THANK YOU
手动操作
熟悉数控机床的手动操作方式，包括手动模式的选择、坐 标轴的移动、刀具的装卸等。
程序输入与编辑
掌握数控加工程序的输入、编辑和管理，了解常见的编程 语言和格式。
精密加工技术第六讲
（2）油腔压力是液压泵供给的，与轴的转速无关。因此，静压 轴承可以在很低的转速下工作。
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2、液体静压轴承的缺点
1）液体静压轴承的温升高，难以控制，造成热变形，影响主轴 精度。
2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中， 不易排出，降低轴承的刚度和动特性。
解决措施： 1）提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减 小，提高静压轴承的刚度和动特性。 2）静压轴承用油进行冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。
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第2节 精密导轨部件
再循环滚柱滚动组件
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第2节 精密导轨部件
再循环滚珠滚动组件
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第2节 精密导轨部件
滚动导轨的预紧 在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可增加滚动
体与导轨面的接触，以减小导轨面平面度、滚子直线 度及滚动体直径不一致误差的影响，使大多数滚动体 均能参加工作。
大型机床的进给导轨外，还可用于主运动导轨，如龙门刨床床 身导轨，必须很好地防护，以防落入切屑和灰尘
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第2节 精密导轨部件
矩形导轨
矩形导轨制造简单、刚度高、承载能力大； 具有水平和垂直两个方向的导轨面，而且两个导轨
面的误差不会相互影响，便于安装调整；
侧面磨损后不能自动补偿，需要有间隙调整装置，
滚动导轨的缺点
滚动导轨副的主要缺点是 抗冲击载荷的能力较差，且 滚动导轨副对灰尘屑末等较 敏感。
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第2节 精密导轨部件
滚动导轨的应用
需要实现精密位移的机床，如坐标镗床、数控机
床等。
用于外圆磨床砂轮架实现微量进给： 平面磨床工作台导轨为防止高速移动时产生浮起，
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2、液体静压轴承的缺点
1）液体静压轴承的温升高，难以控制，造成热变形，影响主轴 精度。
2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中， 不易排出，降低轴承的刚度和动特性。
解决措施： 1）提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减 小，提高静压轴承的刚度和动特性。 2）静压轴承用油进行冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。
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第2节 精密导轨部件
再循环滚柱滚动组件
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第2节 精密导轨部件
再循环滚珠滚动组件
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第2节 精密导轨部件
滚动导轨的预紧 在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可增加滚动
体与导轨面的接触，以减小导轨面平面度、滚子直线 度及滚动体直径不一致误差的影响，使大多数滚动体 均能参加工作。
大型机床的进给导轨外，还可用于主运动导轨，如龙门刨床床 身导轨，必须很好地防护，以防落入切屑和灰尘
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第2节 精密导轨部件
矩形导轨
矩形导轨制造简单、刚度高、承载能力大； 具有水平和垂直两个方向的导轨面，而且两个导轨
面的误差不会相互影响，便于安装调整；
侧面磨损后不能自动补偿，需要有间隙调整装置，
滚动导轨的缺点
滚动导轨副的主要缺点是 抗冲击载荷的能力较差，且 滚动导轨副对灰尘屑末等较 敏感。
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第2节 精密导轨部件
滚动导轨的应用
需要实现精密位移的机床，如坐标镗床、数控机
床等。
用于外圆磨床砂轮架实现微量进给： 平面磨床工作台导轨为防止高速移动时产生浮起，
第六讲扩散焊专题
钟；
第三阶段是界面和孔洞消失，形成可靠接头阶段在接触部位形
成的结合层向体积方向发展，扩大牢固连接面消除界面孔洞，
形成可靠连接
三过程相互交叉进行，连接过程中可生成固溶体及共晶体，有
时形成金属间化合物，通过扩散、再结晶等过程形成
固态冶金结合，达到可靠连接
精选版课件ppt
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图 扩散焊的三阶段模型
a) 凹凸不平的初始接触
（1）真空室： 真空室越大，要达到和保持一定的真空度，对所需真 空系统要求越高。真空室中应有由耐高温材料围成 的均匀加热区，以保持设定的温度；真空室外壳需 要冷却。
精选版课件ppt
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（2）真空系统
一般由扩散泵和机械泵组成。机械泵只能达到 1.33×10-2 Pa的真空度，加扩散泵后可以达到
1.33×10-4 ～1.33×10-5 Pa的真空度，可以满足所
置换反应：活泼元素置换非活泼元素，如AlMg+SiO2，形成新相硅。
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扩散焊专题之二
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扩散焊工艺
工艺参数 主要包括温度、压力、时间、真空度以及焊件表面处理和中
间层材料的选择等，这些因素对扩散连接过程和接头质量有着极 其重要的影响。
1、温度：①对连接初期表面凸出部位塑性变形、扩散系数、表面 氧化物向母材内溶解及界面孔洞的消失过程等均产生影响；②也 决定了母材的相变、析出以及再结晶过程，从而直接或间接影响 到扩散连接过程及接头质量。温度越高，扩散系数越大；连接表 面达到紧密接触所需压力越小。但温度提高受到被焊材料冶金物 理特性方面的限制；提高加热温度还会造成母材软化及硬化
精选版课件ppt
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加压只是使接触面产生微观的局部变形。扩散焊所施
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（6）当主轴不受载荷且忽略自重时，则各油腔的油压相同，保持 平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈表面与各腔封油面之间的间隙 相等，均为h0。
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受负载之后 的工作情况
（1）当主轴受径向 载荷（包括自重）F 作用后，轴颈向下移 动产生偏心量e。
（2）油腔3处的间 隙减小为h0-e ，由 于油液流过间隙小 的地方阻力大，流 量减小，因而流过 节流器T3的流量减 少，压力损失随之 减小
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第2节 精密导轨部件
2）导轨的基本要求
（一）导向精度高 1、导轨在水平面内和垂直面内的直线度 2、导轨的平行度 3、导轨间的垂直度 （二）足够的刚度 外力作用下导轨本身抵抗变形的能力
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第2节 精密导轨部件
2）导轨的基本要求
2、导轨的平行度 3、导轨间的垂直度
（1）各油腔由同一 个液压泵供油，则 每个油腔必须串联 一个节流器。没有 节流器，各油腔油 压相同，互相抵消， 就不能平衡外载荷 了，这时主轴产生 位移，甚至使轴颈 与轴承表面接触
（2）油腔压力是液压泵供给的，与轴的转速无关。因此，静压 轴承可以在很低的转速下工作。
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2、液体静压轴承的缺点
③ 回转精度要求高；
④ 转速特大；
⑤ 尺寸很大或很小；
⑥ 结构上要求轴承剖分时；
⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介质
中）。
滑动轴承更有优势。
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3
滑动轴承的分类
• 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦 状态，滑动轴承可分为:
液体摩擦轴承
液体动压润滑轴承 液体静压润滑轴承
非液体摩擦轴承
关键在于精密轴承，精密轴承常用滑动轴承。
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2
滑动轴承的优势
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动 灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用 于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。
但是，在下列情况：
① 载荷特重；
② 承受巨大冲击载荷和振动载荷；
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第2节 精密导轨部件
（二）足够的刚度
外力作用下导轨本身抵抗变形 的能力
1）液体静压轴承的温升高，难以控制，造成热变形，影响主轴 精度。
2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中， 不易排出，降低轴承的刚度和动特性。
解决措施：
1）提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减 小，提高静压轴承的刚度和动特性。
2）静压轴承用油进行冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。
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第1节 精密主轴部件
双半球空气轴承主轴
前后轴承均采用半 球状，既是径向轴 承又是轴向轴承。 由于轴承的气浮面 是球面，有自动调 心作用，可提高前 后轴承的同心度， 提高主轴的回转精 度。
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第1节 精密主轴部件
前部用球形后部用圆柱 径向空气轴承的主轴
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16
一、概述
第2节 精密导轨部件
导轨不仅是支 承工作台、主 轴箱、头架尾 架等部件的载 荷，而且是还 保证各部件间 的相对位置与 相对运动的精 度。
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导轨在机床上的应用
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第2节 精密导轨部件
一、概述
1）导轨的特点：
与主轴部件相比，具有以下的特点： 1）工作速度低。 2）导轨的工作部分既长又薄，刚度差，是机床最薄弱的环节 之一。 3）受力情况比较复杂，给计算带来困难。 4）加工导轨的工作量较大，需配备专用导轨磨床进行加工， 甚至需用手工刮研方法才能取得较高的导轨精度。
第五章 精密加工中的关键部件
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第1节 精密主轴部件
一、概述
主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、
端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素
（1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
1、液体静压轴承工作原理
（1）轴承内圆柱 面上，等间隙地开 有几个油腔。
（2）各油腔之间 开有回油槽。
（3）使用中，油一 部分从回油槽流回 油箱（径向回油）， 另一部分则由两端 流回油箱（轴向回 油）。
静压轴承组成：供油系统、节流器、轴承
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（4）油腔四周形 成适当宽度封油 面，它们和轴颈 之间的间隙一般 为 0.02～ （05.0）4油mm泵。供油压力 为ps ，油液经节流 器T进入各油腔，将 轴颈推向中央。
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（3）供油压力ps 一定，油腔3内的油压 p3升高。
（4）油腔1处的间隙增大为h0＋e，间隙变 大，流量增加，流过节流器T1的流量增加， 压力损失增加，油腔1内的油压p降低，油腔 3与油腔1之间形成了压力Δp = p3 -p1，产 生与载荷方向相反的托起力，以平衡外载9 荷F。
使用条件
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练习
请绘图叙述精密静压轴承的工 作原理，并说明克服其缺点可采 用的措施。
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第1节 精密主轴部件
二、空气静压轴承主轴
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第1节 精密主轴部件
二、空气静压轴承主轴
圆柱径向空气静压轴承
径向轴承的轴套制成外面鼓 形，能自动调整定心。轴套 的外表面做凸形球面，与轴 承盖及轴承座上的凹形球面 相配合。当轴变形时，轴套 可以自动调整位置，从而保 证轴颈与轴鼓为面接触。
• 按滑动轴承承受载荷的方向可分为:径向滑动承（向心） 推力滑动轴承（止推）
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根据润滑膜的形成原理不同分为：
动压润滑轴承
静压润滑轴承
利用相对运动副表面的相对运动 和几何形状，借助流体粘性，把润滑 剂带进摩擦面之间，依靠自然建立的 流体压力膜，将运动副表面分开的润 滑方法为流体动压润滑。
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在滑动轴承与轴颈表面之间输入 高压润滑剂以承受外载荷，使运动副 表面分离的润滑方法成为流体静压润 滑。
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止推轴承（推力轴承）
轴承座
Fa
径向轴瓦 止推轴瓦
径向轴承（向心轴承） Fr
止推轴承受力Fa与 轴的中心线平行
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径向轴承的受力Fr 与轴的中心线垂直
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一、液体静压轴承主轴
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受负载之后 的工作情况
（1）当主轴受径向 载荷（包括自重）F 作用后，轴颈向下移 动产生偏心量e。
（2）油腔3处的间 隙减小为h0-e ，由 于油液流过间隙小 的地方阻力大，流 量减小，因而流过 节流器T3的流量减 少，压力损失随之 减小
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第2节 精密导轨部件
2）导轨的基本要求
（一）导向精度高 1、导轨在水平面内和垂直面内的直线度 2、导轨的平行度 3、导轨间的垂直度 （二）足够的刚度 外力作用下导轨本身抵抗变形的能力
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第2节 精密导轨部件
2）导轨的基本要求
2、导轨的平行度 3、导轨间的垂直度
（1）各油腔由同一 个液压泵供油，则 每个油腔必须串联 一个节流器。没有 节流器，各油腔油 压相同，互相抵消， 就不能平衡外载荷 了，这时主轴产生 位移，甚至使轴颈 与轴承表面接触
（2）油腔压力是液压泵供给的，与轴的转速无关。因此，静压 轴承可以在很低的转速下工作。
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2、液体静压轴承的缺点
③ 回转精度要求高；
④ 转速特大；
⑤ 尺寸很大或很小；
⑥ 结构上要求轴承剖分时；
⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介质
中）。
滑动轴承更有优势。
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滑动轴承的分类
• 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦 状态，滑动轴承可分为:
液体摩擦轴承
液体动压润滑轴承 液体静压润滑轴承
非液体摩擦轴承
关键在于精密轴承，精密轴承常用滑动轴承。
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滑动轴承的优势
由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动 灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用 于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。
但是，在下列情况：
① 载荷特重；
② 承受巨大冲击载荷和振动载荷；
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第2节 精密导轨部件
（二）足够的刚度
外力作用下导轨本身抵抗变形 的能力
1）液体静压轴承的温升高，难以控制，造成热变形，影响主轴 精度。
2）静压油回油时将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中， 不易排出，降低轴承的刚度和动特性。
解决措施：
1）提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减 小，提高静压轴承的刚度和动特性。
2）静压轴承用油进行冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。
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第1节 精密主轴部件
双半球空气轴承主轴
前后轴承均采用半 球状，既是径向轴 承又是轴向轴承。 由于轴承的气浮面 是球面，有自动调 心作用，可提高前 后轴承的同心度， 提高主轴的回转精 度。
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第1节 精密主轴部件
前部用球形后部用圆柱 径向空气轴承的主轴
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一、概述
第2节 精密导轨部件
导轨不仅是支 承工作台、主 轴箱、头架尾 架等部件的载 荷，而且是还 保证各部件间 的相对位置与 相对运动的精 度。
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导轨在机床上的应用
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第2节 精密导轨部件
一、概述
1）导轨的特点：
与主轴部件相比，具有以下的特点： 1）工作速度低。 2）导轨的工作部分既长又薄，刚度差，是机床最薄弱的环节 之一。 3）受力情况比较复杂，给计算带来困难。 4）加工导轨的工作量较大，需配备专用导轨磨床进行加工， 甚至需用手工刮研方法才能取得较高的导轨精度。
第五章 精密加工中的关键部件
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第1节 精密主轴部件
一、概述
主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、
端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素
（1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
1、液体静压轴承工作原理
（1）轴承内圆柱 面上，等间隙地开 有几个油腔。
（2）各油腔之间 开有回油槽。
（3）使用中，油一 部分从回油槽流回 油箱（径向回油）， 另一部分则由两端 流回油箱（轴向回 油）。
静压轴承组成：供油系统、节流器、轴承
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（4）油腔四周形 成适当宽度封油 面，它们和轴颈 之间的间隙一般 为 0.02～ （05.0）4油mm泵。供油压力 为ps ，油液经节流 器T进入各油腔，将 轴颈推向中央。
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（3）供油压力ps 一定，油腔3内的油压 p3升高。
（4）油腔1处的间隙增大为h0＋e，间隙变 大，流量增加，流过节流器T1的流量增加， 压力损失增加，油腔1内的油压p降低，油腔 3与油腔1之间形成了压力Δp = p3 -p1，产 生与载荷方向相反的托起力，以平衡外载9 荷F。
使用条件
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练习
请绘图叙述精密静压轴承的工 作原理，并说明克服其缺点可采 用的措施。
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第1节 精密主轴部件
二、空气静压轴承主轴
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第1节 精密主轴部件
二、空气静压轴承主轴
圆柱径向空气静压轴承
径向轴承的轴套制成外面鼓 形，能自动调整定心。轴套 的外表面做凸形球面，与轴 承盖及轴承座上的凹形球面 相配合。当轴变形时，轴套 可以自动调整位置，从而保 证轴颈与轴鼓为面接触。
• 按滑动轴承承受载荷的方向可分为:径向滑动承（向心） 推力滑动轴承（止推）
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根据润滑膜的形成原理不同分为：
动压润滑轴承
静压润滑轴承
利用相对运动副表面的相对运动 和几何形状，借助流体粘性，把润滑 剂带进摩擦面之间，依靠自然建立的 流体压力膜，将运动副表面分开的润 滑方法为流体动压润滑。
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在滑动轴承与轴颈表面之间输入 高压润滑剂以承受外载荷，使运动副 表面分离的润滑方法成为流体静压润 滑。
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止推轴承（推力轴承）
轴承座
Fa
径向轴瓦 止推轴瓦
径向轴承（向心轴承） Fr
止推轴承受力Fa与 轴的中心线平行
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径向轴承的受力Fr 与轴的中心线垂直
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一、液体静压轴承主轴