超精密切削加工技术的现状与发展毕业论文

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切削加工技术论文(2)

切削加工技术论文(2)

切削加工技术论文(2)切削加工技术论文篇二超精密切削加工技术探析摘要:超精密切削加工主要是由高精度的机床和单晶金刚石刀具进行的,故一般称为金刚石刀具具切削或SPDT。

对超精密切削加工技术及其机理进行介绍和总结,希望对超精密加工行业同事有所指导。

关键词:超精密切削;金刚石;机床中图分类号:T13文献标识码:A文章编号:1672-3198(2011)06-0263-02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。

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;精度高于0.1μm,表面粗糙度小于Ra0.01μm之间的称为超精密加工。

因此,如果从去除单位尺寸将切削加工加以区别的话,以微米级的去除,才属于超精密加工。

1 金刚石刀具切削的机理超精密切削加工主要是由高精度的机床和单晶金刚石刀具进行的,故一般称为金刚石刀具切削或SPDT(Single Point Diamond Turning)。

金刚石刀具的超精密切削加工虽有很多优点,但要使金刚石刀具超精密切削达到预期的效果,并不是很简单的事,许多因素都对它有影响。

1.1 切削厚度与材料切应力的关系金刚石刀具超精密切削属微量切削,其机理和普通切削有较大差别。

精密切削时要达到0.1微米的加工精度和Ra0.01微米的表面粗糙度,刀具必须具有切除亚微米级以下金属层厚度的能力。

由于切深一般小于材料晶格尺寸,切削是将金属晶体一部分一部分地去除。

因此,精密切削在切除多余材料时,刀具切削要克服的是晶体内部非常大的原子结合力,于是刀具上的切应力就急剧增大,刀刃必须能够承受这个比普通加工大得多的切应力。

切削厚度与切应力成反比,切削厚度越小,切应力越大。

当进行切深为0.1微米的普通车削时,其切应力只有500MPa;当进行切深为0.8微米的精密切削时,切应力约为10000MPa。

因此精密切削时,刀具的尖端将会产生根大的应力和很大的热量,尖端温度极高,处于高应力高温的工作状态,这对于一般刀具材料是无法承受的。

超精密加工技术论文

超精密加工技术论文

论述精密与超精密加工的工作环境前言超精密加工技术综合应用了机械技术发展的新成果及现代电子技术、测量技术和计算机技术等,是尖端技术产品发展中不可缺少的关键环节…。

同时,超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

从某种意义上说,超精密加工对先进制造技术特别是纳米技术对整个社会生产力水平的提高起到举足轻重的地位,也成为衡量一个国家科技发展的标准之一。

目前超精密加工还没有确切的定义,一般是指达到绝对加工精度为0.1µm或表面粗糙度为Ra 0.0lµm以及达到加工允差和加工尺寸之比为106的加工技术。

超精密加工对环境的要求十分严格,纳米加工对环境的要求就更加苛刻。

只有对它的支撑环境加以严格控制,才能保证加工精度。

加工所需的支撑环境主要包括空气环境、热环境、振动环境、声环境和磁环境等几个方面。

本文着重介绍温度环境以及振动环境两个方面的环境因素以及一般的解决措施。

一、温度控制随着科学技术的飞速发展和国际竞争的加剧,超精密加工技术越来越成为工业化国家长远发展的根本支撑。

保证良好的稳定加工条件是实现超精密加工的关键之一。

据文献统计,在精密加工、超精密加工中机床热变形引起的加工误差占总误差的40%~70%。

超精密加工60mm长的铝合金工件,温度变化1℃将产生1.35μm的误差。

若确保0.1μm级加工精度,环境温度变化至少应控制在0.1℃范围内。

国外比较成功的经验是将机床加工部位或其特征部位实现局部恒温化,进行积极的温度控制,例如美国LLNL实验室把超精密机床放置在铝制框架和耐热塑料制成的掩蔽间中,从天棚顶向下吹入流量为20m3/min的恒温空气,采用冷却水-空气热交换方式的温控系统,达到±0.04℃的温控精度。

温度控制主要的2种传热介质是油和空气,油的热容比较高且不可压缩,所以油喷淋温度可以比气喷淋达到更高的控制精度,美国LLNL实验室使用恒温油对放在局部恒温玻璃罩内的一台双轴超精密金刚石车床进行喷射,可以使加工区域内的温度保持在20℃±0.06℃。

超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策
1超精密加工技术的发展
超精密加工技术的发展为新材料的应用,新型机械的开发和精密电子设备的设计提供了基础技术。

它的应用领域涵盖了从航空航天到医疗器械,从芯片制造到高端家用电器,从汽车到电子产品。

在过去几十年中,超精密加工技术发展迅速,逐渐成为实现进步,满足我们日常生活需要的重要手段。

2超精密加工技术特点
超精密加工技术不仅对机械性能提出了更高要求,而且要求对工件尺寸和表面精度都必须有着较高的要求。

因此,提高工件表面精度的方法是提高加工和检测的准确性。

深度精度是指工件加工的精确度,也就是说,深度精度在一定范围内是恒定的,因此可以确保部件的精度,提高部件的整体精度,从而改善部件的质量和可靠性。

3超精密加工技术对策
伴随超精密加工技术发展,急需要完善体系,全面提高技术水平。

需要改善并完善设备、技术计算、检测等相关环节,提高技术方面的综合能力。

另外,针对不同行业的不同要求,研发更多的立体特种设备,加强培训,提高技术水平和技术创新能力。

再者,要加强技术和科研机构之间的交流和合作,不断完善技术创新体系。

最后,加大和企业之间的技术交流和经验交流,提问现实生产中的应用性,提高企业准确高效实施和维护超精密加工技术的能力。

随着科技的进步,超精密加工技术在日常生活中起到了重要的作用,它的发展能够直接带来更佳的生活质量。

同时为了更好的发展,要加强技术支持,提升技术水平,增加技术的应用性,从而让超精密加工技术发挥更大的作用。

超高速切削技术论文

超高速切削技术论文

超高速切削技术论文随着社会的不断进步,技术的日益完善,人们对超高速切削加工技术有了更高的要求。

这是店铺为大家整理的超高速切削技术论文,仅供参考!超高速切削技术论文篇一超高速切削的技术体系、技术现状和发展趋势摘要沿袭数十年的普通数控机床的传动与结构已远远不能适应要求,必须进行全新设计。

因此,有人称高速与超高速机床是2l世纪的新机床,其主要特征是实现机床主轴和进给的直接驱动,是机电一体化的新产品。

关键词超高速切削;技术;体系;现状;发展中图分类号TG506 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0124-02现代工业技术的发展技术不断发展,车床加工的工艺也逐渐向精细化、自动化发展。

在这种环境下,机床材料与结构、机床设计、快速给进系统、自动化制造技术、高性能刀架系统、高速轴承系统、高性能切削技术、高性能刀具等多方面的软硬件技术充分发展,以此为基础综合发展而出现了较为复杂的工业系统工程的高速切削技术。

1 超高速切削技术的优越性在现代工业科学技术的不断发展进步中,高速与超高速切削刀具与机床设备等关键技术取得了突破性的进展,使得朝高速切削工艺逐渐走向成熟。

超高速切削工艺技术不断进步,切削速度范围不断扩展,在实际的生产应用过程中,铝合金的超高速切削速度已经能够达到每分钟1 500m~5 500m,铸铁的超高速切削速度为每分钟750m~4 500m,普通刚的切削速度为每分钟600m~800m,给进速度达到每分钟20m~40m。

随着现代工艺的发展,超高速切削的技术还在不断发展,实验室中铝合金的切削速度已经超过了每分钟6 000m,给进加速度已经能够达到3倍重力加速度。

超高速切削的具体特点与优势包括以下几点。

1.1 可提高生产效率在机床加工的切削过程中,生产效率的提高是核心。

而生产效率的主要影响因素包括加工系统的自动化程度、机床机械的动作时间与辅助加工时间。

根据文献资料,机床主轴给进与转动的速度大幅度提高,使得加工时间减少一半,从而简化了机床的机械结构,减少了1/4的零件数量,简化了维护的过程。

精密切削加工技术论文(2)

精密切削加工技术论文(2)

精密切削加工技术论文(2)推荐文章微细加工技术论文热度:微纳米加工技术论文热度:微胶囊加工技术论文热度:特种加工技术论文报刊作品热度:特种加工技术论文热度:精密切削加工技术论文篇二超精密加工技术概述摘要:随着社会的发展,工业产品精细化程度逐步提高,传统的机械加工技术已经远远不能满足人们的需求,机械加工向着更高精度的方向发展。

本文主要介绍超精密加工技术的产生背景、概念、国内外的发展状况、几种超精密加工技术和对未来超精密加工技术发展的展望。

关键词:超精密加工技术背景概念发展状况发展趋势中图分类号: U270.6+4文献标识码: A 文章编号:一.产生的背景制造技术的发展已经有几千年的历史,石器时代、铜器时代、铁器时代都有着制造技术发展的足迹。

直至近代,随着第一次工业革命的完成,传统的机械制造技术出现了,传统的机械加工技术主要包括车削、铣削、钻削和磨削。

随着人类社会的进一步发展,现代科学技术的迅猛发展,机械工业、电子工业、航空航天工业、化学工业等,尤其是国防工业部门,要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展,以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠地工作。

为了适应这些要求,各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现,其结构和形状越来越复杂,材料的性能越来越强韧,对精度要求越来越高,对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格,使机械制造面临着一系列严峻的任务:(1)解决各种难切削材料的加工问题。

如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、石英以及锗、硅等各种高硬度,高强度、高韧性、高脆性的金属及非加工。

(2)解决各种特殊复杂型面的加工问题。

如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模等的立体成型表面,各种冲模、冷拔模等特殊断面的型孔,炮管内膛线、喷油嘴,喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。

(3)解决各种超精密、光整零件的加工问题。

如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、精密光学透镜、激光核聚变用的曲面镜、高灵敏度的红外传感器等零件的精细表面加工,形状和尺寸精度要求在0.1皮米以上,表面粗糙度尺寸要求在0.01微米以上。

超级精密加工论文

超级精密加工论文

超精密加工技术综述摘要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。

关键词超精密加工金刚石刀具的切削1. 前言超精密加工技术,是现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取得成功的关键技术。

超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3~0.03?m,表面粗糙度为Ra0.03~0.005?m)和纳米级(精度误差为0.03?m,表面粗糙度小于 Ra0.005?m)精度的加工。

实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施,则称为超精加工技术。

加之测量技术、环境保障和材料等问题,人们把这种技术总称为超精工程。

超精密加工主要包括三个领域:超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削,可加工各种镜面。

它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。

超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。

超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工,线宽可达0.1?m。

如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工,线宽可达2~5nm。

2. 工作原理近年来,在传统加工方法中,金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位;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,特别是复合加工,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。

3. 设备对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。

(1)高精度。

包括高的静精度和动精度,主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等,如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等;(2)高刚度。

包括高的静刚度和动刚度,除本身刚度外,还应注意接触刚度,以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。

超精密加工技术的现状

超精密加工技术的现状

超精密加工技术的现状摘要:超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。

精密光学、机械、电子系统中所用的先进陶瓷或光学玻璃元件通常需要非常高的形状精度和表面精度(如0.1 nm 级表面粗糙度)及较小的加工变质层。

掌握超精密加工过程中材料去除规律和损伤层特性对提高加工的稳定性与经济性十分重要。

对超精密加工中的超精密切削、超精密磨削和超精密研磨抛光技术进行综述,重点介绍各种典型加工方法及其材料去除机理。

从加工精度和加工效率角度对上述几类超精密加工方法进行比较,介绍以实现高效精密加工为目的的半固着磨粒加工技术。

对超精密加工的发展趋势进行预测。

Abstract: the processing precision is obtained high accuracy, the surface shape precision and surface integrity necessary means. Precision optical, mechanical, electronic system used in the advanced ceramic or optical glass components normally need very high precision and accuracy of the shape of the surface (such as 0.1 nm level surface roughness) and smaller processing metamorphic layer. Master ultra-precision processing process material removal rules and damage characteristics of stability and to improve manufacturing efficiency is very important. To the ultra precision processing of the ultra precision cutting and ultra-precision grinding and ultra-precision grinding and polishing technology were reviewed in this article, the paper focuses on all kinds of typical processing method and its material removal mechanism. From the processing precision and processing efficiency of the above categories Angle ultra-precision processing methods are compared, introduction to achieve high efficiency precision processing for the purpose of half a solid ground grain processing technology. The description of the precision machining trend forecast.关键词:超精密加工磨粒加工精度Keywords:ultra-precision grinding grain processing precision0 前言超精密加工技术是现代高技术战争的重要支撑技术,是现代高科技产业和科学技术的发展基础,是现代制造科学的发展方向[1]。

超精密制造技术论文

超精密制造技术论文

超精密制造技术论文精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,店铺整理了超精密制造技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 超精密制造技术论文篇一超精密加工技术浅析[摘要] 精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,它是先进制造技术的基础与关键,是衡量一个国家工业水平及科学技术水平的重要标志之一。

超精密加工技术的发展促进了机械、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

[关键词] 精密和超精密加工技术半导体制造技术1、概述目前,在工业发达国家中,一般工厂能稳定掌握的加工精度是lμm,与此相应,通常将加工精度在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,而将加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于Ra0.01pm的加工方法称为超精密加工。

现代机械工业之所以要致力于提高加工精度,其主要的原因在于:提高制造精度后可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化,增强零件的互换性,提高装配生产率,并促进自动化装配。

超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要地位。

例如:对于导弹来说,具有决定意义的是导弹的命中精度,而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。

制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备【1】。

例如:美国民兵m型洲际导弹系统陀螺仪的精度为0.03°一0.05°/h,其命中精度的圆概误差为500m,而MX 战略导弹(可装载10个核弹头)制导系统陀螺仪比民兵m型导弹高出一个数量级,从而保证命中精度的圆概率误差只有50~150m。

如果1kg重的陀螺转子,其质量中心偏离其对称轴0.5nm,则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。

惯性仪表中有许多零件的制造精度都要求达到小于微米级。

精密和超精密加工技术发展现状

精密和超精密加工技术发展现状

精密和超精密加工技术发展现状摘要:精密和超精密加工技术的发展过程和现状,以及对于精密和超精密加工技术未来的展望。

关键词:精密加工技术;超精密加工技术;非球面曲面超精密加工一引言国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、德国和日本发达国家中,美国、日本、德国等在高技术领域(如国防工业、集成电路、信息技术产业等)之所以一直领先,与这些国家高度重视和发展精密、超精密制造技术有极其重要的关系。

由于加工技术水平的发展,精密和超精密加工划分的界限逐渐向前推移,但在具体数值上没有确切的定义。

被加工零件的尺寸精度在1.0~0.1μm,表面粗糙度Ra在0.1~0.03μm之间的加工方法称为精密加工。

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

二国内外发展现状(一)国外发展现状国际上在超精密加工技术方面处于领先地位的国家有美国、英国和日本。

美国最早成立了Nano研究中心,英国制订了NION(National Initiative on Nanotechnology)计划,日本制订了ERATO(Exploratory Research for Advanced Technology)规划等。

美国率先发展超精密加工技术,20世纪80年代后期,美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”,对超精密金刚石切削机床的开发研究,投入了巨额资金和大量人力,实现了大型零件的微英寸超精密加工。

如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室已经研制出一台大型光学金刚石车床(Large Op tics Diam ond Turn ing Machine, LODTM ), 是一台最大加工直径为1.63m的立式车床,定位精度可达28nm,借助在线误差补偿能力,它已实现了距离超过1m而直线度误差只有±25nm的加工。

超精密加工技术的发展现状

超精密加工技术的发展现状

超精密加工技术的发展现状超精密加工技术的发展现状,哎呀,真是个让人觉得又神奇又复杂的话题啊!咱们得先了解一下超精密加工是什么。

它其实就是用极高的精度来加工材料,想想看,能把东西做到这么精准,真是令人叹为观止。

现在的制造业可离不开它,尤其是在航空、医疗、电子这些领域,越是高端的东西,越离不开超精密加工。

想象一下,微米级别的加工,那得多细腻啊!说真的,这技术的发展,真的是让人感觉到科技的力量。

在这过程中,咱们得提到几项关键技术,比如说光刻、超声波加工,还有激光加工。

光刻技术可谓是个“大明星”,在芯片制造中大显身手,像是在细致的画布上作画,光线勾勒出无数精致的图案。

超声波加工呢,哎,别小看它,利用声波的振动来加工,能把很多材料轻松处理掉,真是个“小帮手”。

激光加工嘛,嘿,那可是一把双刃剑,精准又快速,火花四溅的场景让人忍不住想为它点赞。

不过,话说回来,技术再先进,也得面对一些挑战。

比如说,成本问题。

超精密加工的设备可不是白菜价,维护保养更是个大开销。

这让很多小企业在这条路上犹豫不决,真是让人心疼。

材料的选择也非常重要,有些材料在超精密加工中表现得特别好,而有些则像个“死胖子”,怎么都弄不动。

为了追求更好的效果,研究人员们可是费尽心思,真是“煞费苦心”啊。

还有就是人才的培养。

这方面可不能马虎,超精密加工需要的人才既要有理论知识,又要有丰富的实践经验。

现在的大学里,很多学校已经开始设置相关课程,目的就是希望能培养出更多的技术人才,未来可得靠他们“撑门面”呢。

真心希望越来越多的人能加入这个行业,给我们带来更多的惊喜。

说到应用,超精密加工的舞台可大了!像航天器、手术刀、手机的内部零件等等,几乎无处不在。

你看看,航天器上那些复杂的零部件,没有超精密加工,恐怕就飞不起来了!还有手术刀,医生可不能用个普通的刀子,精细的切口直接关系到手术的成功与否,这可是关乎生命的大事啊!而手机的微小零件,哪个能离开超精密加工的加持?所以说,这技术的重要性,不用多说,大家都懂。

超精密加工技术的发展现状与趋势

超精密加工技术的发展现状与趋势

行业综述超精密加工技术的发展现状与趋势北京机床研究所精密机电有限公司(100102) 贺大兴 盛伯浩 在全球技术竞争日益激烈的今天,超精密加工作为机械制造业中极具竞争力的技术之一,目前已受到许多国家的关注。

超精密加工技术是尖端技术产品发展不可缺少的关键手段,它不仅适于国防应用,而且可以大量应用于高端民用产品中,例如惯导仪表的关键部件、核聚变用的透镜与反射镜、大型天文望远镜透镜、大规模集成电路的基片、计算机磁盘基底及复印机磁鼓、现代光学仪器设备的非球面器件、高清晰液晶及背投显示产品等。

超精密加工技术促进了机械、计算机、电子、光学等技术的发展,从某种意义上来说,超精密加工技术担负着支持最新科学技术进步的重要使命,也是衡量一个国家制造技术水平的重要标志[1]。

超精密加工是一个相对的概念,它是相对于精密加工而言的。

当前普遍认为超精密加工是指加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于R a0.02μm 的加工方法。

超精密加工通常包括超精密切削(车削、铣削、刻划等)、超精密磨削、超精密研磨和抛光等,另外广义的超微细加工、纳米级以及原子级的加工等也属于超精密加工的范畴。

1 超精密加工技术的发展现状商业化的超精密加工技术应用可以追溯到上一世纪60年代美国,由于军事领域精密元件的需求,促使这一技术迅速发展。

到80~90年代,由于激光在各领域的广泛应用,各种类型的金刚石车床和镜面铣削机床不断出现,超精密加工技术在许多国家相继发展,除美国以外,英国、德国、前苏联、法国、日本、荷兰等许多国家都发展了这一技术,它的应用领域也不局限于军事领域,扩展到大量需求的民用领域。

到90年代中后期,超精密加工技术的多种配套技术包括工艺技术进入成熟期,定型的超精密设备逐渐增加,开始出现专业化制造的特点。

国际上从事超精密开发应用的公司以及机构经历了市场筛选和优势重组的阶段(例如新的Precitech公司合并了Pneumo超精密公司、Moore Nanotechnology Sys2 tem的形成等),众多分散的小的超精密单位逐步淡出,具有优势的典型企业和机构的进一步突显。

切削加工技术论文

切削加工技术论文

切削加工技术论文高速切削(High Speed Cutting,HSC)是近年来迅速崛起的一项先进制造技术。

下面是店铺为大家整理的切削加工技术论文,希望你们喜欢。

切削加工技术论文篇一浅谈高速切削加工技术及应用摘要:高速切削(High Speed Cutting,HSC)是近年来迅速崛起的一项先进制造技术。

本文就高速切削加工技术的发展、特点、关键技术及其应用作一简要的研究与阐述。

关键词:高速切削加工; 技术; 研究; 应用中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2011)11-175-0011931年4月德国物理学家Carl.J.Saloman最早提出了高速切削(High Speed Cutting)的理论,并于同年申请了专利。

他指出:在常规切削速度范围内,切削温度随着切削速度的提高而升高,但切削速度提高到一定值之后,切削温度不但不会升高反而会降低,且该切削速度VC与工件材料的种类有关。

对于每一种工件材料都存在一个速度范围,在该速度范围内,由于切削温度过高,刀具材料无法承受,切削加工不可能进行。

要是能越过这个速度范围,高速切削将成为可能,从而大幅度地提高生产效率。

由于实验条件的限制,当时高速切削无法付诸实践,但这个思想给后人一个非常重要的启示。

一、高速切削加工概述1.高速切削历史和现状高速切削的起源可追溯到20世纪20年代末期。

德国的切削物理学家萨洛蒙博士于1929年进行了超高速切削模拟试验。

1931年4月发表了著名的超高速切削理论,提出了高速切削假设。

我国早在20世纪50年代就开始研究高速切削,但由于各种条件限制,进展缓慢。

近10年来成果显著,至今仍有多所大学、研究所开展了高速加工技术及设备的研究。

2.切削速度的划分根据高速切削机理的研究结果,高速切削不仅可以大幅度提高单位时间材料切除率,而且还会带来一系列的其他优良特性。

高速切削的速度范围定义在这样一个给切削加工带来一系列优点的区域。

超精密加工技术论文

超精密加工技术论文

超精密加工技术论文超精密加工技术简介论文学校:XXXXX学院:XXXX班级:XXXXX专业:XXXXX姓名:XXXX学号:XXXX指导教师:XXX超精密加工技术一、概述超精密机械加工技术是现代机械制造业最主要的发展方向之一, 已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

这一方面是因为,尖端技术和国防工业的发展离不开精密和超精密加工技术, 当代精密工程、微细工程和纳米技术是现代制造技术的基础, 也是明天技术的基础。

另一方面很多新技术机电产品要提高加工精度, 这促使精密和超精密加工技术得到发展和推广, 提高了整个机械制造业的加工精度和技术水平,使机械产品的质量、性能和可靠性得到普遍的提高, 大大提高了产品的竞争力。

1、超精密加工的内涵超精密加工是一个十分广泛的领域,它包括了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。

精密和超精密加工只是一个相对的概念,其界限随时间的推移而不断变化。

在当今技术条件下,普通加工、精密加工、超精密加工的加工精度可以作如下的划分:1)、普通加工加工精度在1µm、表面粗糙度Ra 0.1µm以上的加工方法。

2)、精密加工加工精度在0.1-1µm、表面粗糙度Ra0.01-0.1µm之间的加工方法。

3)、超精密加工加工精度高于0.1µm、表面粗糙度小于Ra0.01µm的加工方法。

2、发展超精密加工技术的重要性现代机械制造业之所以要致力于提高加工精度,其主要原因在于:可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化;增强零件的互换性,提高装配生产率。

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。

超高速切削的发展现状

超高速切削的发展现状

超高速切削的发展现状超高速切削是一种先进的切削加工技术,采用高速转速和小切削深度进行切削,能够有效提高切削效率和加工精度。

本文将对超高速切削的发展现状进行详细介绍。

超高速切削技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时由于切削过程容易产生几何形状的误差和表面质量问题,因此一直未能得到广泛应用。

随着计算机数控技术和精密制造技术的快速发展,超高速切削技术在上世纪80年代出现了突破性的进展。

发展初期,超高速切削主要用于加工金属材料,如铝合金、镁合金等,通过提高切削速度和减小切削深度,大大提高了切削效率和表面质量。

随着材料科学和刀具制造技术的进步,超高速切削技术逐渐应用到切削硬度较高的材料,如钢、铁等。

近年来,随着新材料和复杂工件的出现,超高速切削技术迎来了新的发展机遇。

首先是新材料的应用,如高性能陶瓷、纳米材料等,这些材料具有高硬度和高韧性,传统切削技术难以满足对其加工精度和表面质量的要求,而超高速切削技术能够有效解决这一问题。

其次是复杂工件的加工,如汽车发动机缸体、飞机发动机叶片等,这些工件形状复杂,表面精度要求高,传统加工方法效率低、成本高,而超高速切削技术具有快速、高效的优势。

随着超高速切削技术的不断发展,相关设备和工具也在不断更新迭代。

首先是刀具材料的优化,采用纳米材料、复合材料等先进材料制造刀具,能够提高切削效率和切削质量。

其次是机床的改进,采用高刚性、高速度的数控机床,能够满足高速切削的要求。

同时,先进的控制系统和传感器技术的应用,能够实时监测切削过程中的温度、压力等参数,保证整个加工过程的稳定性和安全性。

超高速切削技术的发展带来了巨大的经济效益和社会效益。

首先是加工效率的提高,相比传统切削技术,超高速切削能够大幅度提高切削速度和加工效率,节约了生产时间和成本。

其次是加工精度和表面质量的提升,超高速切削能够实现微米级的精度和纳米级的表面粗糙度,满足了高精度工件的需求。

此外,超高速切削技术还可以减少切削力和切削温度,降低刀具磨损和能量消耗,从而延长刀具寿命,减少了对自然资源的消耗,对环境保护具有积极意义。

超精密切削加工 论文

超精密切削加工 论文

超精密切削加工摘要:超精密切削加工主要是用高精度的机床和单晶金刚石刀具进行的加工。

故一般称为金刚石刀具切削。

超精密切削实际上是刀具刀尖部分与工件的相互作用,分析了金刚石刀具刀尖几何形状和切削刃的锋利度对超精密切削加工质量的影响“认为正确地选择刀尖部分几何形状和修光刃钝圆半径是获得高质量加工表面的有力保证”。

本文介绍超精密切削的历史以及应用,金刚石刀具超精密切削,超精密加工机床的关键部件技术以及影响切削表面粗糙度的因素及发展趋势等方面。

关键词:超精密; 金刚石;切削; 刀具中图分类号:TG711 文献标识码:AThe Ultra Precision Cutting ProcessingChai Lu ,Chang Fujun ,Li Yan ,Chen Zhongyou(1.College of Mechanical Engineering , Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China; 2.School of Mechanical Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China)Abstract: The ultra precision cutting with high precision machine tool is mainly single crystal of diamond tools and machining. So generally called diamond cutting. The ultra precision cutting tool tip is actually part of the mutual function, analyzed the diamond tool tip geometry shape and the cutting edge of the ultra precision machining sharpness the influence on the quality of "think correct choice of the tip of the geometric shape and light blade obtuse radius is get high quality processing surface is a powerful guarantee". This paper introduces the ultra precision cutting the history and applications of, the diamond tool super precision cutting, the ultra precision machine tools key components of the technology as well as the influence factors of cutting surface roughness and development trends etc.Key words: the ultra precision; diamond; cutting; tool0 引言超精密加工技术是适应现代高科技的需要而发展起来的先进制造技术, 是高科技尖端产品开发中不可或缺的关键技术, 是一个国家制造业水平重要标志, 是先进制造技术基础和关键, 是新技术的生长点, 也是装备现代化不可缺少的关键技术之一, 在军用和民用工业中有着十分广阔的应用前景。

国外超精密加工技术的现状和发展趋势

国外超精密加工技术的现状和发展趋势

国外超精密加工技术的现状和发展趋势1. 引言在当今世界,超精密加工技术已经成为了制造业的重要组成部分。

随着科技的不断发展,国外的超精密加工技术也取得了长足的进步。

本文将从多个角度对国外超精密加工技术的现状和发展趋势进行评估和探讨。

2. 现状分析超精密加工技术是指在微米或纳米级别进行加工的技术,其精度和表面质量要求非常高。

当前,国外一些先进制造业发达国家,如日本、德国和美国等,都在超精密加工技术领域具有举足轻重的地位。

这些国家的企业和研究机构不断推动着超精密加工技术的发展,不断推陈出新,取得了许多创新成果。

3. 技术发展趋势未来,国外超精密加工技术将朝着更高精度、更复杂形状、更多材料的加工方向发展。

随着人工智能、大数据和物联网等新一代信息技术的不断涌现,超精密加工技术将更加智能化、数字化和柔性化。

新型材料、纳米技术的应用,也将极大地拓展超精密加工技术的应用范围。

4. 我的观点我认为,国外超精密加工技术的快速发展将为全球制造业带来深远影响。

随着超精密加工技术在航空航天、医疗器械、电子器件等领域的广泛应用,将极大地推动相关产业的发展。

超精密加工技术的不断突破也将为人类社会带来更多便利和可能性。

5. 总结国外超精密加工技术的现状和发展趋势令人振奋。

技术不断创新,应用领域不断拓展,为制造业注入了新的活力。

我对超精密加工技术的未来充满信心,相信它将在全球范围内发挥越来越重要的作用。

通过本文的介绍和分析,相信您已经对国外超精密加工技术的现状和发展趋势有了更深入的了解。

希望本文能够为您带来一些启发和思考,并对您在相关领域的学习和工作有所帮助。

超精密加工技术在国外的发展已经取得了显著的进步,但仍有许多挑战和机遇。

在不断推动超精密加工技术的发展的国外也在积极探索新的技术路径和应用领域,以应对日益复杂的市场需求和竞争压力。

国外超精密加工技术在材料加工和表面处理方面取得了重大突破。

随着新型材料的广泛应用和纳米技术的发展,超精密加工技术已经能够处理更多种类的材料,包括金属、陶瓷、复合材料等。

超精密切削加工技术的现状与发展毕业论文

超精密切削加工技术的现状与发展毕业论文

哈尔滨工业大学金属工艺学课程论文题目:超精密切削加工技术的现状与发展院系:能源学院专业:能源与动力工程专业班级:学号:姓名:超精密切削加工技术的现状与发展摘要:随着航空、航天、仪表和微电子技术的的发展,对零件的尺寸精度和形位精度及表面粗糙度的要求越来越严格,本世纪六十年代产生了超精密加工技术。

超精密切削加工是在传统切削加工的基础上,汇集了大量的新技术所形成的近年来发展较快的一项重要技术,是超精加工技术的一个重要分支。

到目前为止,超精密切削加工的尺寸精度已达到1微米以内,表面粗糙度为Ra0.001~0.002。

加工平面度低于波长的1/2以下。

具有超高精度、高刚度的机床,超精密级的切削刀具,超稳定的切削加工条件是实现超精密切削加工的先决条件。

在这里,就结合课上所学知识,对超精密切削加工技术进行详细介绍。

关键词:超精密切削加工技术;液体静压导轨;金刚石刀具;1 超精密切削加工概况超精密切削以SPDT技术开始,该技术以空气轴承主轴、气动滑板、高刚性、高精度工具、反馈控制和环境温度控制为支撑,可获得纳米级表面粗糙度。

所用刀具为大块金刚石单晶,刀具刃口半径极小,可以加工出光洁度极高的镜面。

金刚石刀具的优点在于其与有色金属亲和力小,硬度、耐磨性以及导热性都非常优越,且能刃磨得非常锋利,其刃口圆弧半径可小于0.01微米,实际应用的一般为0.05微米,可加工出优于0.01微米的表面粗糙度。

此外,超精密切削加工还采用了高精度的基础元部件(如空气轴承、气浮导轨等)、高精度的定位检测元件(如光栅、激光检测系统等)以及高分辨率的微量进给机构。

机床本身采取恒温、防振以及隔振等措施,还要有防止污染工件的装置。

机床必须安装在洁净室内。

进行超精密切削加工的零件材料必须质地均匀,没有缺陷。

在这种情况下加工无氧铜,表面粗糙度可达0.05微米。

加工直径800mm的非球面透镜,形状精度可达0.2微米。

最先用于铜的平面和非球面光学元件的加工,随后,加工材料拓展至有机玻璃、塑料制品(如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片等)、陶瓷及复合材料等。

精密与超精密加工技术现状和发展展望

精密与超精密加工技术现状和发展展望

精密与超精密加工技术现状和发展展望精密加工技术是一种在当今制造业中非常重要的技术,它的发展与制造业的发展息息相关。

精密加工技术是通过对材料进行高精度的加工来制造出各种精密零部件,这些精密零部件被广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。

现阶段,精密加工技术已经取得了很大的进步,各种高精度的加工设备和加工工艺层出不穷。

在这些技术发展的基础上,超精密加工技术应运而生。

超精密加工技术是一种相对于精密加工技术更加高端、更加精密的加工技术,它可以实现对材料的超高精度加工,甚至可以达到纳米级的精度。

这种技术对于一些特殊材料的加工非常重要,比如硬质合金、钢、陶瓷等材料。

超精密加工技术的发展展望是非常乐观的。

随着科学技术的不断进步,各种先进的加工设备和工艺将不断涌现。

在这种趋势下,超精密加工技术将会得到更加广泛的应用。

在汽车工业中,超精密加工技术可以用于制造高压油泵的零部件,提高汽车发动机燃油的利用率;在医疗器械领域,超精密加工技术可以用于制造各种医疗器械的零部件,提高医疗器械的精度和安全性。

在未来的发展中,我们还可以看到超精密加工技术将会在航空航天领域得到更广泛的应用。

超精密加工技术可以制造出更加轻巧和高强度的航空零部件,提高航空器的性能和安全性。

超精密加工技术在电子产品领域也有很大的潜力,它可以制造出更小巧、更精密的电子元件,提高电子产品的性能和可靠性。

精密加工技术和超精密加工技术的发展是非常重要的。

它们直接关系到制造业的发展和产品的质量。

相信随着科学技术的不断进步,这些技术将会取得更大的突破,为各个领域带来更多的创新和发展。

精密与超精密加工技术的现状和发展展望精密加工技术是制造业中至关重要的一环,它的发展与制造业的发展密不可分。

精密加工技术通过对材料进行高精度的加工,制造出各种精密零部件,广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械、电子产品等各个领域。

当前,精密加工技术已取得了长足的发展,各种高精度加工设备和工艺不断涌现。

超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策

超精密加工技术的发展及对策随着科技的不断进步,超精密加工技术已经成为当今制造业中的重要一环。

超精密加工技术是指通过高度精密的加工设备和工艺,在微米级别甚至更小的范围内进行精细加工,以达到高精度、高质量的加工效果。

这种技术被广泛应用于半导体、光学、航空航天、医疗器械等领域,对提高产品的性能和品质起到至关重要的作用。

本文将从超精密加工技术的发展历程、应用领域和未来发展趋势等方面进行探讨,并提出相应的对策,以期为推动超精密加工技术的发展贡献一份力量。

一、超精密加工技术的发展历程超精密加工技术的发展可以追溯到20世纪50年代末期,当时主要应用于半导体制造领域。

随着计算机技术和光学技术的发展,超精密加工技术得到了进一步的推广和应用。

1980年代,日本开始大力发展超精密加工技术,成为当时的领导者。

1990年代,随着微电子技术和光学技术的迅速发展,超精密加工技术的应用领域不断扩大,涉及到了半导体、光学、生物医学等多个领域。

2000年以后,随着纳米技术的兴起,超精密加工技术的精度要求进一步提高,同时也呈现出多样化、高效化、智能化的趋势。

二、超精密加工技术的应用领域1.半导体领域半导体是超精密加工技术最早应用的领域之一,它对超精密加工技术的精度和稳定性要求极高。

半导体元件的制造需要高度精密的加工设备和工艺,以确保产品的质量和稳定性。

超精密加工技术可以制造出微米级别的半导体元件,如芯片、传感器等,为信息技术的发展提供了重要支持。

2.光学领域光学领域是超精密加工技术的另一个重要领域。

在光学领域,超精密加工技术可以制造出高精度的光学元件,如镜片、棱镜、光纤等,这些元件在光学仪器、通讯、医疗设备等领域有着广泛的应用。

3.医疗器械领域超精密加工技术在医疗器械领域也有着广泛的应用。

例如,在手术中使用的微型器械、人工关节等都需要高精度的加工技术来制造,以确保手术的安全性和成功率。

4.航空航天领域航空航天领域是超精密加工技术的另一个应用领域。

大工论文-精密加工技术的发展现状与应用(模板)精密加工技术的发展现状与应用问题研究

大工论文-精密加工技术的发展现状与应用(模板)精密加工技术的发展现状与应用问题研究

网络高等教育本科生毕业论文(设计)题目:精密加工技术的发展现状与应用问题研究内容摘要通过对砂带研磨、精密切削、超精密磨削等几种传统精密加工方法的论述对比,论述现有的传统精密加工方法;再通过对国内外的最新加工技术的发展的介绍,论述目前国内精密加工发展趋势及前景;同时通过对美国、日本、英国等发达国家最新的精密加工技术发展情况来论述目前国外精密加工技术的发展方向及前景。

最后论述的精密加工和超精密加工的几点问题。

关键词:精密加工;超精密加工;精密磨削内容摘要 (1)引言 (3)1 精密加工技术的发展现状 (4)1.1 砂带研磨 (4)1.2 精密切削 (4)1.3 超精密磨削 (5)1.4 珩磨 (5)1.5 精密研磨 (5)1.6 抛光 (6)2 国内精密加工技术发展现状 (8)2.1 北京机床研究所 (8)2.2 航天航空工业部三零三部所 (8)3.3 其他研究所 (8)3.4 超精密加工技术发展趋势 (9)3 国外精密加工技术发展趋势 (11)3.1 美国 (11)3.1 欧洲 (11)3.2 日本 (11)4 精密加工技术 (13)4.1 精密加工技术 (13)4.2 超精密加工技术 (13)4.3 二者面临的问题 (13)5 研究和探讨 (15)5.1 精密加工技术 (15)5.2 开发精密的机械机构 (15)5.3 开发高精度的测试系统 (15)5.4 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 (16)6 结论 (17)参考文献 (18)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。

在不同的历史阶段,不同的科学技术发展水平下,对超精密加工有不同的定义,由于生产技术的不断发展,划分的界限不断变化。

过去的超精密加工对今天来说可能已经是普通加工了,所以对其划分的界限是相对的,而且在具体数值上至今没有确切的界限。

现阶段通常把被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术称为超精密加工技术,也可以理解为超精密加工就是在超精密机床设备上,利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动,对材料进行微量切削,以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程,其精度从微米到亚微米,乃至纳米。

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哈尔滨工业大学金属工艺学课程论文题目:超精密切削加工技术的现状与发展院系:能源学院专业:能源与动力工程专业班级:学号:姓名:超精密切削加工技术的现状与发展摘要:随着航空、航天、仪表和微电子技术的的发展,对零件的尺寸精度和形位精度及表面粗糙度的要求越来越严格,本世纪六十年代产生了超精密加工技术。

超精密切削加工是在传统切削加工的基础上,汇集了大量的新技术所形成的近年来发展较快的一项重要技术,是超精加工技术的一个重要分支。

到目前为止,超精密切削加工的尺寸精度已达到1微米以内,表面粗糙度为Ra0.001~0.002。

加工平面度低于波长的1/2以下。

具有超高精度、高刚度的机床,超精密级的切削刀具,超稳定的切削加工条件是实现超精密切削加工的先决条件。

在这里,就结合课上所学知识,对超精密切削加工技术进行详细介绍。

关键词:超精密切削加工技术;液体静压导轨;金刚石刀具;1 超精密切削加工概况超精密切削以SPDT技术开始,该技术以空气轴承主轴、气动滑板、高刚性、高精度工具、反馈控制和环境温度控制为支撑,可获得纳米级表面粗糙度。

所用刀具为大块金刚石单晶,刀具刃口半径极小,可以加工出光洁度极高的镜面。

金刚石刀具的优点在于其与有色金属亲和力小,硬度、耐磨性以及导热性都非常优越,且能刃磨得非常锋利,其刃口圆弧半径可小于0.01微米,实际应用的一般为0.05微米,可加工出优于0.01微米的表面粗糙度。

此外,超精密切削加工还采用了高精度的基础元部件(如空气轴承、气浮导轨等)、高精度的定位检测元件(如光栅、激光检测系统等)以及高分辨率的微量进给机构。

机床本身采取恒温、防振以及隔振等措施,还要有防止污染工件的装置。

机床必须安装在洁净室内。

进行超精密切削加工的零件材料必须质地均匀,没有缺陷。

在这种情况下加工无氧铜,表面粗糙度可达0.05微米。

加工直径800mm的非球面透镜,形状精度可达0.2微米。

最先用于铜的平面和非球面光学元件的加工,随后,加工材料拓展至有机玻璃、塑料制品(如照相机的塑料镜片、隐形眼镜镜片等)、陶瓷及复合材料等。

2超精密切削加工技术现状超高精度、高刚度的机床是实现超精密切削加工的必备设备.近年来,超精密切削加工机床发展趋势是大型化和超精密化.具有代表性的超精密切削机床有:2.1美国伦斯实验室的DTM-3机床该机床的主轴部件首次采用了高压液体静压轴承,并采用了液体静压导轨。

大幅度地提高了机床的动态精度.利用恒温油浴系统来消除机床工作时产生的变形误差,其加工精度可达到0. 025μm,运动平直度0. 025μm/1000mm.位移误差可以控制在0. 013μm/1000mm 以内。

机床加工最大直径2100mm,工件允重4500kg,从而导致了重型精密机床的新潮流.2.2英国Cranfield大学生产工程研究所研制的大型超精密车床该机床采用立式空气主轴.用于加工大型X射线天体望远境的非球面反射镜,机床回转精度为0. 05μm,重复精度达0. 1μm,加工零件表面粗糙度为0. 05μm,是目前世界上较大的超精密机床之一。

2.3日本丰田等公司联合研制的超精密车床该车床主轴,工作台及导轨均采用陶瓷制造,以减轻重量、减少热变形。

而床身则采用铁氧体树脂混凝土制造,以提高抗振性和增加重量。

并还将液压油温度控制在士0. 1℃以内,用以冷却机床的内部结构.试验表明:工作台的运动精度在130mm行程上最大误差为0. 03μm。

此外,美国劳伦斯国家实验室的BODTM超精密车床。

中国北京机床所研制的JCS-027. 0. 31车床、铣床。

沈阳第一机床厂开发的SI-222,235.255型机床的加工精度,加工表面粗糙等指标也达到微米或亚微米级超精加工水平。

3影响超精密切削加工质量因素分析超精密切削加工的质量取决于机床的刚度和精度、切削用刀具的精密等级、被加工工件的物理机械性能及其形状和精度的要求,切削加工条件等。

根据其加工过程可以列出如图1所示的影响超精密切加工质量因素控制图.由图1可以看出:影响超精密切削加工质量的因素有很多.它们互相影响,相互制约,其切削加工质量的高低则取决于各因素的综合作用效应。

图1:影响超精密切削加工质量因果控制图4 超精密切削用金刚石刀具的特性及使用条件超精密切削加工最关键的间题是切除极微薄的金属层,也就是超微量切除技术。

最小切削量与刀具刀刃钝圆半径有关。

其大小主要取决于刀具材料的微观结构。

由于金刚石刀具具有硬度高、耐磨性好、刀刃直线度极微小、导热率高、与工件粘合力低等特点,故单晶体金刚石刀具是目前超精密切削中最常用的切削刀具。

4.1天然金刚石晶体的激光定向法切削加工实践表明:金刚石刀具前刀面发生破损的概率因其结晶方位不同有108数量级的差异。

而金刚石晶体定向的常用方法有目测法和X射线定向法.所谓目测法(亦称为经验定向法)是根据金刚石晶体的外形生长情况确定其结晶方位,定向方法简便,不需借助辅助设备,但定向粗糙,完全依赖于操作者经验,因而很难达到理想的定位精度。

而X射线定向法则是利用X射线在晶体中的衍射原理来定向的,这种方法定向精度很高,但由于投入设备费用晶贵,测定程序繁琐,直观感差等缺点,很少应用于生产实际.为提高金刚石刀具的耐用度及其刃磨工艺性,1985年中国哈尔滨工业大学袁哲俊教授在世界上首先将激光技术引入金刚石晶体的激光定向理论与方法.其原理是当激光束射在金刚石的不同晶面上时,会产生不同的两叶、三叶、四叶反衍射图形,从而可确定其面网的空间位置.这种方法简单、实用、投资少、对人体无害.尤其适合推广到实际场合使用。

1990年日本大坂市立大学上神谦次郎教授将Mercator表示方法引入单晶金刚石刀具结晶方向的确定上(如图2所示)。

并用该方法所测定的金刚石刀具对铜、黄铜及铝合金等进行了实际切削实验。

得出了许多重要结论.该方法为金刚石刀具的广泛应用开辟了新的途径。

图2:金刚石晶体参考球及Mercator图4.2金刚石刀具刀尖钝回半径r的测定随着近年来超精密切削加工技术的迅速发展,测量金刚石刀具刀尖钝圆半径r的新方法也相继出现。

日本东芝机床公司用两个辅助电子检测器,分别放在射线束的两边,建立了一个用扫描电子显微镜测量刀具刀尖钝圆半径r的系统。

大阪金刚石公司的也用扫描电子显微镜对金刚石刀具刀尖钝圆半径r进行测定,他们从金刚石阴极发光所显示出的不同颜色、不同发光强度的区域来判定r的数值,其测量值可在20nm以下.但应用此方法必项将刀具从小刀架上卸下来才能测定。

为克服这一弊端,日本横滨国立大学中山一雄教授等提出了用银线复映法来测量金刚右刀具的刀尖钝圆半径r值的新方法。

其原理见图3。

应用该测定方法可直接测量出刀具的刀尖钝圆半径r的值。

其测定值可以达到0.07μm左右。

它的提出把自动化、高精度切削加工中刀具的测定实用化向前推进了一大步。

图3银线复映法测量系统5尚待解决的问题及发展前景经过近三十年的努力,超精密切削加工技术应用领域已从航天、航空、军事工业逐渐转向民用工业。

被加工材料也从铜和铜的合金、铝和铝的合金逐渐转向黑色金属及难加工材料方向扩展。

切削加工精度、切削效率在逐步提高,加工范围在不断扩大。

但尚有一些极待解决的难题:5.1闭环数控超精密切削机床的开发随着超精加工的领域不断扩大,现有机床的刚度、精度、微进给装置、高速响应性能等均存在着一些极待解决的间题.迫切需要开发出装有0. O1微米以下的激光干涉仪,具有纳米级分辨率的压电式微量进给机构,高速响应性能优越的高分辨率伺服电机,以及无间隙传动机构等装置的超精密自动化加工机床.5.2超光滑表面形成机理的研究尽管对被加工工件材料的晶体异向性和金刚石刀具刃口质量等因素对超光滑表面的形成机理的影响进行了一些有意义的研究,但由于种种原因.对超光滑表面机理的认识尚不够深凡如何改养披加工工件材料的切削加工性,提高金刚石刀具刃口刃磨质量等尚有待于进一步探讨。

5.3黑色金属及难加工材料的超精密切削加工金刚石刀具性脆、韧性差,对铁的亲和作用大,在700 }C -800℃时极易碳化.虽然有些学者曾试用甲烷等富碳气体或氮气等气体保护下进行了黑色金属的超低温精密切削加工,也取得了一定的效果,但金刚石刀具在黑色金属材料的超精密切削加工中仍未获得广泛应用.有待于创造出良好的超精加工稳定条件的切削气氛,研究用金刚石刀具切削黑色金属及难加工材料的新工艺、新技术、新方法,拓宽金刚石刀具的加工范围和应用领域。

5.4金刚石刀具几何参数和切削用量的优化金刚石刀具硬度高、耐磨损性能稳定,但加工工艺性能差.目前还很难将其做成其它普通切削刀具的形状和几何参数,其切削用量亦受到机床、工艺系统的稳定性、刀具的抗振性能等的限制,切削加工效率还很低.有待于开发出制造、刃磨、检测金则石刀具质量新技术和新方法,使金刚石刀具在生产实际中得到更加广泛的应用.超精密切削加工技术是发展较快的一门新技术.可以预料,今后的发展目标必然是高效率、高质量、低成本,逐渐地实现超精密加工技术的民用化、商品化.随着科学技术的不断进步,超精密切削加毛技术必将获得新的更大的发展。

参考文献:[1]TUShiO KASAI超精密加工技术一最近的话题.机械研究1989N’11’[2]A. T. Collins The Science and Technology of the New Diamord Industrial Diamord Riciew 1989N’1[3]金志浩,高积强,乔冠军.工程陶瓷材料[M].西安交通大学出版社,2000.[4]袁巨龙.功能陶瓷的超精密加工技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.[5]国家自然科学基金委员会工程与材料科学部学科发展战略研究报告(2006年一2010年)一一机械与制造科学[M].北京:科学出版社,2006.[6]土志标,杨辉超精密加工技术在新形势下而临的任务[J].航空精密制造技术,2004, 40(3): 1-5。

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