模具超精密研磨抛光与焊接
模具抛光的工艺流程及技巧
模具抛光的工艺流程及技巧工艺流程：模具抛光是一项重要的表面处理工艺，能够提高模具的表面质量和精度，使其更加光滑和亮丽。
下面是模具抛光的一般工艺流程：1. 准备工作：在开始抛光之前，首先需要对模具进行检查和准备。
检查模具表面是否有损坏、裂纹或凹陷等缺陷，如果有需要先进行修复。
同时，要确保模具表面清洁，没有灰尘、油污或其他杂质。
2. 粗抛工序：粗抛是将模具表面的粗糙度降低到一定程度的工序。
通常使用砂轮或砂带进行粗抛，以去除模具表面的凸起和凹陷。
这个过程需要注意控制抛光的力度和速度，避免过度磨损模具。
3. 中抛工序：中抛是在粗抛之后进行的工序，目的是进一步平滑和细化模具表面。
常用的工具有砂纸、砂布和研磨膏等。
在中抛过程中要均匀地涂抹研磨膏，以保证抛光效果的均匀性。
同时，要注意使用不同粒度的研磨膏，逐渐减小颗粒的尺寸，使模具表面更加光滑。
4. 精抛工序：精抛是模具抛光的最后一个工序，也是最关键的一步。
在精抛过程中，需要使用高精度的抛光工具，如抛光液、抛光膏和抛光布等。
这些工具可以进一步提高模具表面的光洁度和亮度。
在精抛过程中，要注意抛光的方向和力度，使模具表面达到最佳效果。
技巧：除了上述的工艺流程外，还有一些常用的技巧可以帮助提高模具抛光的效果：1. 选择合适的抛光工具和材料：根据模具的材质和表面状态，选择合适的抛光工具和材料。
不同的模具可能需要不同的抛光液、抛光膏和抛光布等，以达到最佳的抛光效果。
2. 控制抛光的力度和速度：在抛光过程中，要注意控制抛光的力度和速度，避免过度磨损模具表面。
抛光时要均匀施力，保持适当的速度，以避免出现凹陷或过度磨损的情况。
3. 注意抛光的方向：在抛光过程中，要注意抛光的方向。
通常情况下，抛光方向与模具的纹理方向一致，这样可以得到更加均匀和光滑的表面效果。
4. 均匀涂抹抛光材料：在中抛和精抛过程中，要均匀地涂抹抛光材料，以确保抛光效果的均匀性。
涂抹时要注意使用适量的抛光材料，避免过量或不足。
常用精密加工和超精密加工方法
常用精密加工和超精密加工方法(1)钻削加工：是将工件上的金属材料在刀具作用下进行来回转动，把车削面旋转出来，是加工圆柱形、锥形、凹形孔和凹陷、螺纹等零部件表面等的单一机床加工方法。
(2)车削加工：是指加工零件时借助车刀切削，用于加工外螺纹、花键、形状方程式曲面及其他复杂曲面等外形精密零部件。
(3)铣削加工：是指利用滚筒式或刀片式的刀具的移动和旋转，把工件表面形成各种曲面的一种机床加工方法，主要用于加工工件体上的平面、槽、沟等工件表面。
(4)磨削加工：是指采用研磨轮加工工件表面，采用悬磨或抛光技术将其加工精度提高，使其表面光洁度、粗糙程度达到要求的一种机床加工方法。
(5)拉铆加工：是指拉铆头将两个工件紧固在一起，从而使两个工件处于相对固定的位置，而不受旋转影响的一种加工方法，是将机械元件拉铆加工的技术。
(1)水切削加工：是将工件表面由削刀削成薄片，然后由水冲刷把薄片去除，达到精密加工表面粗糙度和平整度要求的一种加工方法。
(2)气刀加工：是将刀具用空气喷射动力使得刀具旋转，切削工件的加工方法，可以实现高速、大功率的切削，适用于切削金属界面、铸件、钢材等表面加工。
(3)超声波加工：是指使用超声波让工件表面产生振动，来切削、拉分和焊接工件表面等加工方法，可以达到更高的精度和更小的表面粗糙度，并且可以实现连续加工。
(4)电火花加工：是一种快速高效的切削方法，主要是通过产生火花后，再通过冲击脉冲和热能来融化微小部份表面材料，从而实现准确切削的一种加工方法。
(5)激光加工：是通过产生强大的激光能，对工件表面进行破碎溶解而实现加工的一种加工方法，可以获得极高的切削精度、平整度和极好的加工质量，和小尺寸孔、槽加工。
第5章 超精密研磨与抛光(康仁科) 大连理工大学
固结磨料研磨
圆柱面和球面的研磨
5.5.1 液中研磨
磨料：微细的 磨料：微细的Al2O3磨粒 磨粒 研具： 研具：聚氨酯 加工液：过滤水、蒸馏水、 加工液：过滤水、蒸馏水、净化水 机理：将研磨操作浸入在含有磨粒的研磨剂中 机理： 进行，借助水波效果， 进行，借助水波效果，利用浮游的微细磨粒进 行研磨加工。以磨粒的机械作用为中心， 行研磨加工。以磨粒的机械作用为中心，由加 工液进行磨粒的分散，起缓冲和冷却作用。 工液进行磨粒的分散，起缓冲和冷却作用。 应用：加工硅片，可以得到完全高质量的镜面。 应用：加工硅片，可以得到完全高质量的镜面。
研具
磨粒
加工液 工件、 工件、研具相对速度 加工压力 加工时间 环境
温 度 尘 埃
室温设定温度± 室温设定温度±0.1℃ ℃ 利用净化槽、 利用净化槽、净化操作台
5.4 超精密平面研磨和抛光
超精密研磨和抛光是加工误差<0.1 µm，表面粗 糙度Ra<0.02 µm的加工方法。 用于制造高精度高表面质量的零件，如大规模 集成电路的硅片，不仅要求极高的平面度，极 小的表面粗糙度，而且要求表面无变质层、无 划伤。光学平晶、量块、石英振子基片平面， 除要求极高平面度、极小表面粗糙度外，还要 求两端面严格平行。
5.5 新原理的超精密研磨抛光
传统的研磨抛光方法是完全靠微细磨粒的机械 作用去除被研磨表面的材质， 作用去除被研磨表面的材质，达到很高的加工 表面。 表面。 最近出现新原理的研磨抛光方法其工作原理有 些已不完全是纯机械的去除， 些已不完全是纯机械的去除，有些不用传统的 研具和磨料。 研具和磨料。这些新的研磨抛光方法可以达到 分子级和原子级材料的去除， 分子级和原子级材料的去除，并达到相应的极 高几何精度和无缺陷无变质层的加工表面。 高几何精度和无缺陷无变质层的加工表面。
研磨与抛光的区别
研磨与抛光的区别
很早以前看过这样一个报道，说是德国、日本等几个国家的科学家耗时5年时间，花了近千万元打造了一个高纯度的硅-28材料制成的圆球，这个1kg纯硅球要求超精密加工研磨抛光，精密测量（球面度，粗糙度，质量..），可谓是世界上最圆的球了。
关于这个圆球的故事
我们明天会具体的介绍一下
今天我们主要是想通过这个视频
来介绍一下超精密抛光工艺
我们经常把研磨和抛光放在一起讲，因为零件经过这两个工序的粗糙度已经十分小了。
首先咱们了解一下它们的区别。
研磨与抛光的区别
研磨利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。
研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。
加工精度可达IT5～IT1，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。
抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。
两者的主要区别在于：抛光达到的表面光洁度要比研磨更高，并且可以采用化学或者电化学的方法，而研磨基本只采用机械的方法，所使用的磨料粒度要比抛光用的更粗，即粒度大。
现代电子工业，超精密抛光是灵魂
超精密抛光技术在现代电子工业中所要完成的使命，不仅仅是平坦化不同的材料，而且要平坦化多层材料，使得几毫米见方的硅片通过这种‘全局平坦化’形成上万至百万晶体管。
研磨与抛光
第5章模具的研磨与抛光模具的研磨与抛光是以降低零件外表粗糙度，提高外表形状精度和增加外表光泽为主要目的，属光整加工，可归为磨削工艺大类。
他们研磨与抛光在工作成形理论上很相似，一般用于产品、零件的最终加工。
现代模具成形外表的精度和外表粗糙度要求越来越高，特别是高精度、高寿命的模具要求到μm级的精度。
一般的磨削外表不可防止要留下磨痕、微裂纹等缺陷，这些缺陷对一些模具的精度影响很大，其成形外表一部分可采用超精密磨削加工到达设计要求，但大多数异型和高精度外表大都要进行研磨与抛光加工。
对冲压模具来讲，模具经研磨与抛光后，改善了模具的外表粗糙度，利于板料的流动，减小流动阻力，极大地提高了成形零件的外表质量，特别是对于汽车外覆盖件尤为明显。
经研磨刃口后的冲裁模具，可消除模具刃口的磨削伤痕，使冲裁件毛刺高度减少。
塑料模具型腔研磨、抛光后，极大地提高型腔外表质量，提高成形性能，满足塑件成型质量的要求、塑件易于脱模。
浇注系统经研磨、抛光后，可降低注射时塑料的流动阻力。
另外研磨与抛光可提高模具接合面精度，防止树脂渗漏，防止出现沾粘等。
电火花成型的模具外表会有一层薄薄的变质层，变质层上许多缺陷需要用研磨与抛光去处。
另外研磨与抛光还可改善模具外表的力学性能，减少应力集中，增加型面的疲劳强度。
研磨的基本原理与分类研磨是一种微量加工的工艺方法，研磨借助于研具与研磨剂〔一种游离的磨料〕，在工件的被加工外表和研具之间上产生相对运动，并施以一定的压力，从工件上去除微小的外表凸起层, 以获得很低的外表粗糙度和很高的尺寸精度、几何形状精度等，在模具制造中，特别是产品外观质量要求较高的精密压铸模、塑料模、汽车覆盖件模具应用广泛。
1.研磨的基本原理1〕物理作用研磨时，研具的研磨面上均匀地涂有研磨剂，假设研具材料的硬度低于工件，当研具和工件在压力作用下做相对运动时，研磨剂中具有尖锐棱角和高硬度的微粒，有些会被压嵌入研具外表上产生切削作用〔塑性变形〕，有些则在研具和工件外表间滚动或滑动产生滑擦〔弹性变形〕。
目前常用的几种抛光方法
目前常用的几种抛光方法目前常用的抛光方法有以下几种：1.1 机械抛光机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。
利用该技术可以达到Ra0.008 μ m 的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。
光学镜片模具常采用这种方法。
1.2 化学抛光化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。
这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。
化学抛光的核心问题是抛光液的配制。
化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10 μ m 。
1.3 电解抛光电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。
与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。
电化学抛光过程分为两步：（1 ）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra ＞ 1 μ m 。
（2 ）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra ＜ 1 μ m 。
1.4 超声波抛光将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。
超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。
超声波加工可以与化学或电化学方法结合。
在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。
1.5 流体抛光流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。
常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。
流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。
模具抛光的工艺流程及技巧
模具抛光的工艺流程及技巧模具抛光是模具加工中非常重要的一道工序，直接影响着模具的表面光洁度和使用寿命。
下面将为大家介绍模具抛光的工艺流程及技巧。
首先，准备工作是非常关键的。
在进行模具抛光之前，需要对模具进行清洗和除锈处理，确保模具表面干净光滑。
同时，还需要选择合适的抛光工具和材料，如砂纸、砂轮、抛光膏等，以及相应的抛光设备。
接下来是粗抛工序。
粗抛是为了去除模具表面的瑕疵和粗糙度，使其表面平整。
在进行粗抛时，需要选择合适的砂纸或砂轮，结合适当的压力和速度进行磨削，确保将表面的凹凸不平和氧化层去除干净。
然后是中抛工序。
中抛是在粗抛之后进行的工序，其目的是进一步提高模具表面的光洁度和光泽度。
在中抛时，可以使用抛光膏或抛光液，配合抛光布或抛光轮进行抛光，使模具表面呈现出一定的光泽。
最后是精抛工序。
精抛是模具抛光的最后一道工序，也是最关键的一道工序。
在精抛时，需要选用细腻的抛光材料，如抛光膏和抛光布，采用适当的抛光设备和手法，对模具表面进行精细抛光，使其表面光洁度达到要求。
在进行模具抛光时，还需要注意一些技巧和注意事项。
首先，要根据模具的材质和表面状况选择合适的抛光工艺和材料，确保抛光效果。
其次，要掌握好抛光的压力和速度，避免因操作不当而损坏模具表面。
另外，还要定期对抛光工具和设备进行检查和维护，确保其正常运转。
总的来说，模具抛光是一项技术活，需要经验和技巧的积累。
只有掌握了正确的工艺流程和技巧，才能保证模具表面的光洁度和光泽度，提高模具的使用寿命和加工质量。
希望以上内容能对大家有所帮助，谢谢阅读。
超精密加工
学反应而有助于上述现象。
研磨抛光加工机器
高速离心研磨抛光机 FD-36LP平面抛光机 直口型振动研磨机
三、超精密研磨和抛光
超精密研磨和抛光是加工误差<0.1 μm，表面粗糙度Ra<0.02 μm的加工方法。
超精密研磨和抛光加工有很多，如平面研磨抛光、浮动研磨 抛光、磁力研磨抛光、电解磁力研磨抛光、液面研磨抛光、 离子束研磨抛光、超声研磨抛光、水合研磨抛光等
工面。
由于工件、磨粒、研具和研磨液等的不同，三者的研磨表面状 态也不同。表面的形成，是在产生切屑、研具的磨损和磨粒破碎等 综合在一起的复杂情况下进行的。 硬脆材料的研磨
微小破碎痕迹构成的无光泽面； 磨粒不是பைடு நூலகம்用于镜面而是作用在有凸凹和裂纹等处的表面上，
并产生磨屑。 金属材料的研磨
表面没有裂纹；
（3）非传统的超精密研磨抛光加工
传统的研磨抛光方法是完全 靠微细磨粒的机械作用去除 被研磨表面的材质，达到很 高的加工表面。
最近出现新原理的研磨抛光 方法其工作原理有些已不完 全是纯机械的去除，有些不 用传统的研具和磨料。这些 新的研磨抛光方法可以达到 分子级和原子级材料的去除， 并达到相应的极高几何精度 和无缺陷无变质层的加工表 面。
双平面研磨加工用于加工要求高质量平行 平面的工件。其能避免夹具的粘结误差及 薄片工件两面的应力差引起的变形问题。
（2）单平面研磨抛光机
单面研磨方式：用于加工易碎的脆性材料平行薄片工件。因为当 工件的厚度只有几十微米时，工件与研磨盘紧密接触会使加工阻 力增大，从而引起薄片工件的破碎。其中被加工晶片粘贴于工件 盘上，研磨盘由电机带动以一恒定的转速做匀速圆周运动，工件 盘与被加工晶片在受到与研磨盘之间的摩擦力作用，由静止到以 一恒定的角速度作匀速转动。
常用的几种抛光方法
常用的几种抛光方法新闻来源：中国研磨网发布日期：2008-6-20[1] [2] [3] [4] >>目前常用的抛光方法有以下几种：1.1 机械抛光机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。
利用该技术可以达到Ra0.008 μm 的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。
光学镜片模具常采用这种方法。
1.2 化学抛光化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。
这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。
化学抛光的核心问题是抛光液的配制。
化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10 μm 。
1.3 电解抛光电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。
与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。
电化学抛光过程分为两步：（1 ）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra ＞ 1 μm 。
（2 ）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra ＜ 1 μm 。
1.4 超声波抛光将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。
超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。
超声波加工可以与化学或电化学方法结合。
在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。
1.5 流体抛光流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。
常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。
模具抛光的常见方法
模具抛光的常见方法模具抛光主要是用来降低工件的表面粗糙程度,对金属工件进行选择抛光工艺方法时,根据不同需求可以选不同的方法,作为在模具抛光行业的巨人毅顺锦鸿，就来为大家分享抛光常见的几种方法。
1、机械抛光机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。
超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。
利用该技术可以达到 Ra0.008μm 的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。
光学镜片模具常采用这种方法。
2、化学抛光化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。
这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。
化学抛光的核心问题是抛光液的配制。
化学抛光得到的表面粗糙度一般为数 10μm。
3、电解抛光电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。
与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。
电化学抛光过程分为两步:(1)、宏观整平溶解产物向电解液中扩散,材料表面几何粗糙下降,Ra>1μm。
(2)、微光平整阳极极化,表面光亮度提高,Ra<1μm。
4、超声波抛光将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡作用,使磨料在工件表面磨削抛光。
超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作和安装较困难。
超声波加工可以与化学或电化学方法结合。
在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。
5、流体抛光流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。
超精密抛光工艺的定义-概述说明以及解释
超精密抛光工艺的定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述超精密抛光工艺是一种高度精细化的表面处理技术，通过对工件表面进行极其细致的抛光和修饰，使其获得极高的光学精度和表面平整度。
这项工艺在多个领域都有广泛的应用，包括光学、精密仪器制造、半导体制造等。
相比传统抛光工艺，超精密抛光工艺更注重精度和表面质量的控制，可以实现纳米级甚至更高的表面精度要求。
本文将介绍超精密抛光工艺的定义、应用领域和关键技术，旨在深入探讨这一先进表面处理技术的原理和发展趋势，为相关领域的研究人员和从业者提供参考和借鉴。
json"1.2 文章结构":{"本文将首先介绍超精密抛光工艺的定义，包括其概念、特点和优势。
接着将探讨超精密抛光工艺在不同领域的应用，例如光学、半导体和精密机械制造等。
然后将深入分析超精密抛光工艺的关键技术，包括材料选择、工艺流程和设备要求等。
最后，文章将总结超精密抛光工艺的意义和展望，展望未来在该领域的发展前景，以及对读者提出一些思考和建议。
"}1.3 目的本文旨在探讨超精密抛光工艺的定义、应用领域和关键技术，以帮助读者深入了解该工艺的特点和优势。
通过详细介绍超精密抛光工艺的概念和原理，读者将能够更好地理解其在实际生产中的应用场景和价值所在。
此外，本文还将探讨超精密抛光工艺面临的挑战和未来发展方向，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
通过本文的阐述，希望读者能够对超精密抛光工艺有一个全面而深入的认识，从而促进该工艺在工业生产中的广泛应用和推广。
2.正文2.1 超精密抛光工艺的定义超精密抛光工艺是一种高精度的表面处理技术，通过在材料表面施加特定的力和磨料，在微观层面上去除材料表面的凸起部分，从而获得非常光滑的表面。
它在纳米级和亚纳米级的精度下进行，能够获得极高的表面光洁度和平整度。
该技术主要应用于需要极高表面质量和精度的领域，如半导体制造、光学元件制造、精密仪器制造等。
超精密研磨与抛光
研磨速度
适当的研磨速度能够提高研磨 效率，同时也有助于控制表面 粗糙度。
研磨时间
研磨时间的长短会影响工件表 面的粗糙度和研磨效率，需要 根据实际情况进行调整。
03
抛光技术
抛光材料
抛光布
常用的抛光布材料包括棉布、细 帆布、化纤布等，具有良好的耐 磨性和柔软性，能够承受抛光过
程中的摩擦和压力。
抛光液
通过超精密研磨与抛光技术，可以加工出具有高精度、低 表面粗糙度的金属表面，提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀 性和抗疲劳性能。该技术还可以用于加工金属材料的特殊 结构，如纳米级涂层、微纳颗粒等。
05
技术挑战与未来发展
技术挑战
01
02
03
04
加工精度要求高
超精密研磨与抛光需要达到纳 米级甚至更高级别的加工精度 ，对设备、工艺和材料的要求 极高。
研磨液
为了降低表面粗糙度和提高研磨效率，通常会使用 研磨液，如硅溶胶、氧化铝悬浮液等。
研磨垫
研磨垫是超精密研磨中常用的辅助工具，能够提供 均匀的研磨压力和稳定的研磨效果。
研磨机理与过程
80%
微观切削
研磨过程中，研磨砂纸上的磨粒 在压力作用下切入工件表面，通 过微观切削的方式去除材料。
100%
表面塑性流动
具体而言，超精密研磨与抛光技术可以对光学元件的表面进行纳 米级别的加工和修饰，使其表面达到原子级的光滑度，减少散射 和反射，提高光的透过率和成像质量。同时，该技术还可以加工 出具有特殊光学性能的元件，如非球面透镜、光波导等。
半导体材料
半导体材料是现代电子工业的基础，其质量和性能对电子器 件的性能和可靠性有着至关重要的影响。超精密研磨与抛光 技术是半导体材料加工的关键技术之一，主要用于加工硅片 、锗片、砷化镓等半导体材料。
精密和超精密加工技术
《精密和超精密加工技术》学习总结11机械1班 2011411011070. 引言精密和超精密加工技术不仅直接影响尖端技术和国防工业的发展，还影响着国家的机械制造业的国际竞争力，因此，全球各国对此十分重视！本文就从超精密切削、精密和超精密磨削、精密研磨与抛光、精密加工的机床设备和外部支撑环境、微纳加工技术等相关的超精密加工技术进行研究与总结。
1. 超精密切削超精密切削是国防和尖端技术中的重要部分，受到了各国的重视和发展。
一、超精密切削的切削速度选择超精密切削所使用的刀具是天然单晶金刚石刀具，它是目前自然界硬度最高的物质，具有耐磨性好、热传导系数高和有色金属间摩擦系数小。
因此，在加工有色金属时，切削温度低，刀具寿命很高，亦可使用1000-2000m/min的高速切削。
而这一点（切削速度并不受刀具寿命的制约）是和普通切削规律不同的。
超精密切削的速度选择是根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性所决定的，即选择振动最小的转速。
换而言之，要高效地切削出高质量的加工表面，就应该选择动特性好，振动小条件下最高转速的超精密机床。
例如沈阳第一机厂圣工场的SI-255液体静压主轴的超精密车床在700-800r/min时振动最大，故要避开该转速范围，选择低于或者高于该速度范围进行切削，则可得到较好的加工表面。
二、超精密切削时刀具的磨损和寿命天然单晶金刚石刀具超精密切削应用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料，比如激光反射镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘等。
判断金刚石刀具是否破损或磨损而不能继续使用的标准是根据工件加工的表面粗糙度有无超过规定值。
而金刚石刀具的切削路程的长度则是其寿命长短的标志。
倘若切削条件正常，刀具的耐用度可达数百千米。
但是在实际使用中，金刚石刀具常是达不到这个耐用度，因为加工过程中切削刃会产生微小崩刃而不能继续使用，而这主要是由于切削时的振动或切削刃的碰撞引起的。
因此，金刚石刀具只能使用在机床主轴转动非常平稳的高精度机床上，而刀具的维护对机床的要求亦是如此。
精密成形技术
第二章
金刚石切削：在符合条件的机床和环境下，可以得到超光滑表面，表面粗糙度可达 Ra0.02～ 0.005μm,精度小于 0.1μm，可达到光学表面质量的要求。
第三章
多精密和超精密磨削：是一种亚微米级的加工方法，正在向纳米级发展，加工精度达到或高 于 0.1μm、表面粗糙度低于 Ra0.025μm的砂轮磨削方法，适宜于钢、铁材料及陶瓷、玻璃等 脆硬材料。 精密磨削加工机理：主要是靠砂轮的具有微韧性和等高性的磨粒实现的，多用于机床主轴、 轴承、液压阀件、滚动导轨、量规等的精密加工。 超精密磨削加工机理： 精密磨削加工机床:具有高几何精度，高刚度，低速进给运动的稳定性，减少振动，减少热变 形、微量进给装置。 砂带磨削特点：砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削工件表面粗糙度可达 Ra0.05～0.01μm；静电植砂法制作的砂带使磨粒具有方向性，力、热作用小，有较好的切削 性，有效地减少了工件变形和表面烧伤，工件尺寸精度可达 5～0.5μm，平面度可达 1μm： 磨削效率高，可以与铣削和砂轮磨削媲美；砂轮制作方便，无烧结、动平衡等问题；砂带磨 削有广阔工艺性、应用范围和很强的适应性。 砂带磨削机理：砂带磨削时，砂带经接触轮与工件被加工表面接触，由于接触轮的外缘材料 一般都是有一定硬度的橡胶或塑料，是弹性体；同时砂带的基地材料是纸、布或聚酯薄膜， 也有一定的弹性。
第五章
电化学加工：是利用电与化学理论方法，对工件进行加工的，
基本原理：溶液中的离子按照规定的方向移动，在阴极发生还原反应，析出金属，沉积在
阴极的过程叫电沉积加工，在阳极发生氧化反应，溶解、蚀除金属的过程叫电解加工。
电解加工:原理，加工时，工件接直流电源的正极，工具接电源的负极，工具向工件缓慢进
给，使两极之间保持较小的间隙（0.1~1mm），具有一定的压力（0.49~1.96MPa）的电解液 从间隙中流过，这时阳极工件的金属被逐渐电解腐蚀，电解产物被高速的电解液带走。直至 工件表面形成与阴极工具基本形似的形状为止。 工艺特点：加工范围广，生产效率高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。 加工质量好，可用于加工薄壁和易变形零件，工具阴极无损耗。 局限性：加工精度和加工稳定性不高，单件小批量生产的成本高。 加工设备： 直流电源，电解液循环系统，装夹工具电动机和工件机床、夹具系统等，
超精密研磨和抛光专家系统的研究
０ 引 言
去 除 微 量 的 工 件 材 料 以 达 到 高 级 几 何 精 度 （ 于 优 ０ １ ｍ） 优 良表 面粗糙 度 （ ａ ０ ０ ｔ 的方 法 ， ．ｔ 和 ￣ Ｒ ≤ ． １ ｍ） ￣ 它 可 以实 现镜 面加 工 和高精 度 加工 。其 技术 目标 主要有
超精 密研 磨 和抛 光技 术采 用 “ 化 ” 工原 理 ， 进 加 可
下 ，运 用 专 家知识 进 行逻 辑推理 ，对原 始数 据进 行合
理 的处 理 ，选 择适 当的模 型进行 推 算 ，对定 量计 算结
果 加 以评 价 、调 整和解 释 ，得 到最 终相 应 的答 案 。并 且 在 系统 运行 过程 中 。 还可 以通 过案 例 不断 总结 经验 ，
１ 超 精 密研磨 和 抛光 的基本 原理 超精 密研 磨和 抛光 技术 是特别 指 选用 粒径 只有 几
维普资讯
第 ３ （ 第 １６ ） 期 总 ３期
２０ ０ ６年 ６月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ＮＧ ０Ｎ
Ｎｏ ３ ．
Ｊ ｎ ｕ．
文 章 编 号 ：６ ２６ １ （０ ６ ０ ０ ６０ １７ —４ ３ ２ ０ ） ３０ １ ３
程 中 的决策 、监测 与控制 的 自动化 。专 家系 统就 是一
个具 有 智能 特点 的计 算机 程序 ，它 的智 能化 主要 表现 为能 够 在特 定 的领域 内模 仿人类 专 家思 维来 求解 复杂 问题 。因此 ， 家系 统必须 包 含领域 专家 的大 量知识 ， 专 拥有 类 似人 类专 家思 维 的推理 能 力 ，并能 用这 些知识 来解 决 实 际的 问题 ｊ 。 专 家 系统 的第一 个 重要组 成部 分 是知 识库 ，用 于 储存从 专家 那里 得 到的专 门知识 ；第 二个 重要 组成 部 分是 推理 机 ，它 具有 推理 的 能力 ，能 够根 据知 识导 出 结 论 。 家 系统 基本 构成 见 图 １ 其 工作 过程 可 以描述 专 。 为 ：系统 根 据用 户要 求输 入信 息 ，在控 制策 略 的指导
超精研磨技术
PTG研磨等级
DP 100 DP 100
DP 50 DP 50 DP 50 DP 20 DP 20 DP 20
DP 14 DP 14
研磨液
为达到最佳细磨和／或研磨效果，应采用专门配方的经过 普通水或去离子水稀释的研磨液。
研磨液浓 度影响材料去除率和表面洛氏硬度，需要增加 其它过程控制方法。
研磨液
研磨液
液流量和循环 为在较大机器上取得最佳效果，买一台离心机，并同时使
用水过滤器。 使用中过滤器和离心机应每天清理。 *购买Omnifilter U25 和RS2过滤器或相当系统。
金刚砂粒粘合程序
PTG公司建议，因为进行水基加工，采用铝盘可获取最佳效果。但是也可
以采用在顶部和侧面全部涂了两遍抗水性环氧树脂的铸铁盘。
研磨液
液流量与循环 对于较小机器，在研磨盘上方装一个流量2-4升／分（尺
寸为3B-8B）的喷咀即可。
对较大机器要采用，流量为6-16升／分（9B，13-20B）的双 喷咀系统。
部件在上机器加工前，要先用研磨液彻底湿润表面。在加工过 程中应保持研磨液复盖全部盘面。
没有足够的研磨液金刚砂粒会过热，甚至达到熔点、成釉状或烧 毁。
金刚砂团粒粘合程序
在底面涂环氧树脂 。 把团粒放准在记号上，并用姆指使劲按。 对较大的盘，使用刮刀或带沟状齿（1mm以下）的抹子在
断面上涂薄层环氧树脂，而后把团粒放在表面上。 仅在15-20分钟内可工作的部位涂上环氧树脂。而后移到
盘的表面喷砂或粗砂纸 打成粗糙表面以准备粘 合。
金刚砂团粒粘合程序
通过底面喷砂以去除团粒底部的釉状物质。注意顶部和底部的差别。
金刚砂团粒粘合程序
对于较大的盘，PTG公司准备送给你一份团粒布置图。我们需要你提 供内、外径和基材尺寸以便在盘上进行设计布置。
模具抛光知识
模具抛光知识模具抛光知识大全在模具制造过程中，模具的成形部位往往需要进行表面抛光处理。
掌握好抛光技术，可提高模具质量和使用寿命，进而提高产品质量。
1. 模具抛光方法及工作原理模具抛光通常使用油石条、羊毛轮、砂纸等，使材料表面发生塑性变形而去掉工件表面凸出部得到平滑面，一般以手工操作为主。
表面质量要求高的可采用超精研抛的方法，超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。
抛光可达到Ra0.008μm的表面粗糙度。
2. 模具抛光常用的工具及规格类别模具抛光常用的工具有：砂纸、油石、绒毡轮、研磨膏、合金锉刀、钻石磨针、竹片、纤维油石、圆转动打磨机。
砂纸：150#、180#、320#、400#、600#、800#、1000#、1200#、1500#;油石：120#、220#、400#、600#;绒毡轮：圆柱形、圆椎形、方形尖嘴;研磨膏：1#(白色) 3#(黄色) 6#(橙色) 9#(绿色) 15#(蓝色) 25#(褐色) 35#(红色) 60#(紫色);锉刀：方、圆、扁、三角及其他形状;钻石磨针：一般为3/32柄或1/8柄，有圆波形、圆柱形、长直柱形、长圆椎形;竹片：各式形状适合操作者及模具形状而造，作用是压着砂纸，在工件上研磨，达到所要求的表面粗糙度;纤维油石：200#(黑色) 400#(蓝色) 600#(白色) 800#(红色)3. 抛光的工艺过程(1)粗抛精铣、电火花加工、磨削等工艺后的表面可以选择转速在35000～40000 r/min的旋转表面抛光机进行抛光。
然后是手工油石研磨，条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。
使用顺序为180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。
(2)半精抛半精抛主要使用砂纸和煤油。
砂纸的号数依次为：400#→600#→800#→1000#→1200#→1500#。
实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上)，，更多数控知识关注微信公众号(数控编程教学)，而不适用于预硬钢，因为这样可能会导致预硬钢件表面损伤，无法达到预期抛光效果。
精密磨削和超精密磨削加工方法分类
第1节 概述
一、精细和超精细加工磨料分类
固结磨料加工
精细和超精细砂轮磨削
将磨料或微粉与结合剂粘合 在一同，构成一定的外形并 具有一定强度，再采用烧结、 粘接、涂敷等方法构成 砂轮、砂条、油石、砂 带等磨具。
精细和超精细砂带磨削
精细砂轮磨削：砂轮的粒度60＃～80＃， 加工精度1μm，Ra0.025μm； 超精细砂轮磨削：砂轮的粒度W40～ W50，得到的加工精度0.1μm， Ra0.0025～0.008μm。
涂覆磨料的粒度无论磨粒还是 普通塑料膜资料的基底砂带都用此法。
涂覆磨料的粒度无论磨粒还是
精细和超精细加工中所用的涂覆磨具多用涂覆法制造。 氧化铁、人造金刚石等。
微粉，都用P字粒度号表示。
一、精细和超精细加工分类
精细砂轮磨削：砂轮的粒度60＃～80＃，加工精度1μm，Ra0.
粘接剂 高速回转时，抵抗因离心力的作用而本身破碎的才干。
第1节 概述
三、精细和超精细涂覆磨具
涂覆磨具分类
第1节 概述
三、精细和超精细涂覆磨具
第1节 概述
三、精细和超精细涂覆磨具
涂覆磨料及粒度 磨料或微粉不是固结在一同，
加工、液体动力抛光、液中研 普通砂纸、纱布均用此法
棕刚玉、白刚玉、黑色碳化硅、 绿色碳化硅、
树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂等。 氧化铁、人造金刚石等。
精细砂带磨削：砂带粒度W28～W63， 加工精度1μm，Ra0.025μm; 超精细砂带磨削：砂带粒度W28～W63， 加工精度0.1μm，Ra0.0025～
砂轮粒度
第1节 概述
一、精细和超精细加工分类
游离磨料加工
磨料或微粉不是固结在一同， 而是成游离形状。 传统方法：研磨和抛光 新方法：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、挤压研抛、 放射加工等。
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近年来，在世界范围内制造业的竞争变得越来越激烈，企业在尽可能短的时间内高效率，
低消耗的为顾
客提供个性化高品质产品的能力，已成为企业竞争能力的一个标志。
模具品质的高低将直接
影响到产品的质量、产量、成本、新产品投资及老产品更新换代要求。
那么，如何才能更有
效的提高模具品质呢？也就是说，如何才能让模具在高精度、低成本、高效率条件下，生产
出高品质的合格制件？这与模具表面处理有很大关系，也日益成为各企业关注的焦点。
模具
表面处理并不是一个简单的话题，它包括模具抛光与模具焊接等。
模具抛光
众所周知，模具钢需要一个很好的抛光技能来体现材料本质的性能，但抛光问题一直是企
业无法根本解决的一个难题。
桥本工业已达到高品质顾客企业所认同的研磨技术的要求。
日
益精进的技术，创造出无法仿效的镜面精加工效果，从对使用钢材的建议到微小孔的解决等
问题，及各种形状复杂的精密零件，桥本HASHIMOTO皆可对应。
抛光中遇到的最大问题就是“抛光过度”，抛光过度是指抛光时间越长，模具表面质量越差。
发生抛光过度时有两种现象，即“桔皮”和“微坑”，抛光过度多发生于机械抛光。
“桔皮”
不规则、粗糙的表面被称为“桔皮”，产生“桔皮”有许多不同的原因。
最常见的原因是由于
抛光压
力过大及抛光时间过长，以及抛光方法不当等。
发现表面质量不好，许多人就会增加抛光压力，并延长抛光时间，加上抛光流程的不当，往往会使表面质量变得更差。
“微坑”
“微坑”或“砂孔”的形成是由于钢种的非金属夹杂物（杂质），通常是硬而脆的氧化物；在
抛光过
程中从钢材表面被拉出，形成“微坑”或“砂孔”。
主要影响因素如下：
1、抛光压力和抛光时长；
2、钢材的纯净度，特别是硬性夹杂物（杂质）的含量；
3、抛光工具；
4、研磨材料。
抛光操作的流程
如何选择研磨和抛光的操作次序，完全取决于抛光操作者的经验及其使用的工具与设备。
材料的特性
对操作程序也有影响。
抛光流程1
考虑加工效率首先要确认加工品的粗糙程度，这个作业要谨慎进行不能有错误，根据粗糙
程度也有不
能作业的可能，确认加工品的粗糙程度然后根据形状选定油石进行抛光，抛光方法的次序是
根据油石的粒
度由粗至细进行。
油石抛光方法，这个作业是最重要的高难度作业，根据加工品的不同规格，分别约70度的角位均衡的
进行交叉研磨。
最理想的往返范围约为30毫米～60毫米。
油石作业也会根据加工品的材质而变化。
抛光流程2
油石作业结束后是砂纸作业，砂纸作业时，要注意模仁的圆边、圆角和桔皮的产生。
所以油石流程尽
量做到最细加工。
砂纸抛光的重点。
砂纸配合较硬的木棒像油石作业一样约70度角交叉地进行研磨，一面砂纸研磨次数
约10次～15次。
如果研磨时间过长，砂纸的研磨力会减低，这样就会导致加工面出现不均匀现象（这也是
产生橘皮的原因之一）。
砂纸作业时一般都采用竹片进行研磨，实际使用材质弹力小的木棒或硬度低的铝棒约45度角进行研磨
是最为理想的。
研磨面不能使用橡胶或者弹性高的材料，不能用45度角研磨的形状可以用锐角。
砂纸有很
多种类，最重要是要选择适用的。
抛光流程3
用钻石膏进行镜面加工，砂纸作业后取适当的钻石膏和稀释液进行混合，用电动回转工具马毛刷慢慢
的来回研磨。
注意点：马毛刷研磨面要保持水平线。
从6µ~3µ进行研磨，然后用泡棉配合1µ钻石膏就可以完
成镜面加工。
抛光的最后一个程序有两种方法：一是电动工具和气动工具的抛光方法；二是手工抛光方法。
但是对
于平面形状和球面形状也有不同的情况。
镜面抛光的要点
超镜面抛光时最重要的一点是抛光的尺寸，油石研磨到镜面抛光的距离是10µ。
（最理想是＃1500油石
开始进行研磨）最基本的原则，在进行下一步作业之前，一定要将模仁彻底清洗干净，才会达到好效果。
要非常慎重不要重复修改（反复修改会影响品质问题）。
纳期的期限、时间上的压力、过度疲劳、集中力下降，这些因素都容易影响工作，这一点要非常注意。
抛光操作是一项耗费时间和费用昂贵的工序，遵照一定的守则可以降低抛光操作的成本。
抛光的每一
个步骤都必须要保持清洁，这一点最重要。
1、抛光必须在清洁无尘的室内进行。
因为硬尘粒会污染研磨材料，损害已接近完成的模具表面。
2、每个抛光工具只使用一个级别的抛光钻石膏，并存放在防尘或密封的容器内。
3、当要转换更细一级的砂号时，必须清洗双手和工件。
4、开始抛光时要先处理角落、边角和圆角等较难抛光的地方。
5、处理尖角及边角时应特别小心，注意不要形成圆角或圆边，应尽量采用较硬的抛光工具进行模具的
研磨和油石打磨。
影响表面抛光性的因素
采用研磨的方法可使模具表面光洁，光洁的程度与下列因素有关：
1、钢材品质（钢材表面硬度不均匀或特性上有差异往往会增大抛光难度）。
2、热处理工艺（热处理在很多方面会影响到抛光性能）。
3、抛光技术（抛光工艺与抛光耗材的采用直接影响到抛光效果）。
通常认为抛光技术是最重要的影响因素，恰当的抛光技术、采用良好的抛光耗材、配合品质优良的工
具钢材及正确的热处理工艺才能达到满意的光洁度。
反之，抛光技术与耗材使用不当，即使采用最优质的
钢材也不会达到高度镜面的效果。
HASHIMOTO油石
HASHIMOTO油石是桥本经过多年经验成功研制开发的产品，包括GC油石和CARBON 油石。
此油石特点是采
用均衡的砂粒配合粘合剂的调节、烧结温度的严格控制、夹杂物基本为零的做法。
此油石为水溶性，所以
配合水溶性油石液，利用油石液里面的表面活性剂成分可以减少油石作业中的划伤及刮痕的发生率，提高
品质和模具表面的安稳性。
GC油石适用于热处理后（硬度为50度以上）的钢材；CARBON 油石适用于预硬钢
（硬度为40度以下）的钢材。
HASHIMOTO钻石膏
此钻石膏的特点是钻石颗粒的浓度比其他品牌高出3倍，因此更能体现钻石颗粒的分散性和安定性的优
势。
配合稀释液的使用，能使材达到精加工的完美效果。
钻石膏是由多结晶体钻石颗粒构造而成，
均衡微小的结晶体因含有多锐角的结晶面，可以在研磨过程中减少模具表面的划伤以及砂孔的产生，从而
达到高效率的作业。
而单晶体钻石膏是由单结晶体构造而成，在研磨过程中因锐角结晶面的稀少，容易造
成模具表面划伤，同时也容易产生砂孔的现象。
模具焊接氩弧焊技术
模具焊接氩弧焊技术是国内外发展最快、应用最广泛的一种焊接技术。
近年来，氩弧焊特别是手工钨
极氩弧焊，已经成为各种金属结构焊接中必不可少的手段，所以对氩弧焊工的需求也越来越大。
近些年来
，氩弧焊的机械化、自动化程度得到了很大的提高，并向着控制因子越来越多的数控化方向发展，达到了
一个更高的阶段。
氩弧焊之所以能获得如此广泛的应用，主要是因为有如下优点：氩气保护可隔绝空气中氧气、氮气、
氢气等对电弧和熔池产生的不良影响，减少合金元素的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头。
氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形
、裂纹倾向小；氩弧焊为明弧施焊，操作、观察方便；电极损耗小，弧长容易保持。
氩弧焊几乎能焊接所
有金属，特别是一些难熔金属、易氧化金属，如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金。
所以，桥本在10年前就
引进了SW-V01日本原装的超高精度填充式氩弧焊接机，其特点如下：
1、极小的热度影响
本机由于工作在精密模式，可以精确的设定电流（2～200A）时间（1～500ms），保证输入的能量仅够
用于焊丝与工件之间的溶合，不会有太多能量作用于工件，受热度影响降到至最低，从而达到理想修补效
果。
2、极高的结合度
本焊机属于焊接时，材与基体达到冶金熔合。
焊后的结合度极高。
可适用各种加工方式，不会出现其
它焊机焊后结合不牢固、脱落等现象。
3、精确的细小部位补焊
由于焊补电流，时间得到精确的控制，电流短时间也可稳定运行，而精密小的部位也可以得到理想的
焊补。
4、焊接极薄厚度
由于焊接电流最小可在2A稳定运行，因此焊接的最小厚度也相应的降到0.1mm。
5、适用于不同部位的补焊
平面部位的凹陷、孔、洞、细缝、沟槽、棱角、棱线，尖峰部位、沙眼及普通焊机焊后周边的凹陷。
补焊放电加工、渗氮及软氮化处理后的模具。
6、焊接导航
只要指定焊接场所、焊接材料的尺寸，就会自动设定和显示适当的电流、时间。
7、连续TIG模式
在进行大范围焊接时，使用连续TIG模式可获得比激光焊接更流畅的焊接性和速度性(间隔时间：0.1秒
～2.0秒)。