超精密加工
超精密加工技术PPT培训课件
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。
超精密加工技术结课作业
超精密加工技术结课作业摘要超精密加工技术是现代机械制造业中先进制造技术最主要的发展方向，已经成为在全球市场竞争中取胜的关键技术，体现了一个国家的综合国力。
超精密加工技术已直接影响到一个国家尖端科技和国防工业的发展，发展国防航空工业，研发高端精密仪器设备等都需要具有超精密加工技术的制造设备。
同时超精密加工技术也代表了现代制造技术的前沿，是发展未来先进制造技术的基础，因此，发展超精密加工技术受到了世界各国的高度重视。
目前，超精密加工技术的发展趋势是：高精度、高效率、高稳定性、高自动化。
随着时代的发展，现在超精密加工技术日趋成熟，主要分为超精密切削、超精密磨削、超精密特种加工等。
虽然超精密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。
我相信在人类的创新思维以及先进制造模式的促进下，超精密技术必定会得到不断的完善。
关键词：先进制造技术超精密加工加工精度加工类型发展趋势1概述通常，按加工精度划分，机械加工技术可分为一般加工、精密加工、超精密加工三种，随着时代的发展和社会的进步，先进制造技术不断革新，超精密加工技术的发展已是社会所趋。
超精密加工技术，在现代机械制造业中占据着重要地位，在提高机械产品的性能、质量，提高其稳定性和可靠性，提高生产效率等方面发挥着至关重要的作用。
超精密加工是一个十分广泛的加工领域，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，一般主要指加工精度为0.1µm，表面粗糙度小于Ra0.01µm的加工方法，同时目前超精密加工也正在向纳米级加工技术发展。
目前，超精密加工的核心技术主要掌握在西方发达国家手中，在超精密加工技术领域处于领先地位的国家主要是美国、英国和日本。
美国是开始超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今在超精密加工仍处于领先地位的国家。
英国的克兰菲尔德精密工程研究所在超精密加工方面的研究成果也是享誉全球，是当今世界上超精密工程的研究中心之一。
超精密加工的原理
超精密加工的原理概述超精密加工是一种高精度、高效率的加工方法，广泛应用于电子、光学、航空航天等领域。
本文将从原理、设备和应用三个方面探讨超精密加工的相关知识。
原理超精密加工的原理主要包括以下几个方面： 1. 基于材料理论 - 材料塑性变形的特性 - 材料的热变形 - 材料的热处理对机械性能的影响2.基于机械理论–刀具的材料选择及形状设计–刀具的旋转轴心与工件表面的相对运动方式–切削力的传递及控制方法3.基于控制理论–精密伺服系统的设计与控制–运动平台的阻尼、刚性及动力学特性–跟随误差的修正算法设备超精密加工的设备主要包括以下几个方面： 1. 精密机床 - 高刚性床身结构 - 高精度的滚珠丝杆传动系统 - 紧密密封的工作室，防止外界温度、湿度的影响2.精密主轴系统–高速、高精度的主轴–降低热变形的冷却系统–精密的轴承及润滑系统3.精密传感系统–高精度的位移传感器–高精度的温度传感器–高灵敏度的力传感器4.控制系统–高性能的数控系统–高速、高精度的驱动系统–稳定可靠的供电系统应用超精密加工在许多领域都有广泛的应用，下面列举了其中的几个方面： 1. 光学元件的制造 - 高精度透镜的加工 - 高精度光学表面的抛光 - 高精度反射镜的加工2.微电子芯片的制造–高精度半导体材料的切割–高精度线路板的制作–高精度芯片的封装3.航空航天领域–高精度涡轮叶片的加工–高精度发动机零件的制造4.医疗领域–高精度人工关节的制造–高精度医疗器械的加工结论超精密加工是一种重要的加工技术，其原理基于材料、机械和控制理论。
在具备高精度的设备和控制系统的支持下，超精密加工可以应用于光学、电子、航空航天和医疗等领域，为这些领域的发展提供了关键支持。
随着科技的不断进步，相信超精密加工将在未来发挥更加重要的作用。
超精密加工技术的概念
超精密加工技术的概念
嘿，朋友们！今天咱来唠唠超精密加工技术。
你说这超精密加工技术啊，就好比是一位超级细腻的艺术家，在微观世界里精雕细琢。
咱平常生活里用的好多东西，可都离不开它呢！比如说你那手机，里面的芯片，那可都是经过超精密加工技术打磨出来的呀。
要是没有它，咱的手机能那么厉害吗？能那么流畅地玩游戏、看视频吗？
你再想想那些高端的医疗器械，那得精细到啥程度啊！这超精密加工技术就像是一双神奇的手，能把各种材料雕琢成我们需要的模样，而且精度高得吓人。
这就好像是在头发丝上绣花，难不难？当然难啦！但人家就是能做到。
你说这技术咋就这么牛呢？它能把误差控制在极小极小的范围内，小到你都没法想象。
就好比你要在一粒米上刻字，还得刻得特别清楚，这得有多厉害啊！而且它加工出来的东西，表面光滑得像镜子一样，这可都是技术的功劳啊。
你看看那些航天设备，里面的零件哪个不是靠超精密加工技术打造的？要是精度不够，那还不得出大问题啊！这就像是盖房子，根基不牢，房子能稳吗？超精密加工技术就是那个稳固的根基呀。
咱普通人可能觉得这离我们挺远的，其实不然。
咱生活中的点点滴滴都有它的影子呢。
就说你戴的眼镜吧，镜片的制作也得靠它呀。
还有那些精密的仪器仪表，没有超精密加工技术，它们能那么准确地工作吗？
这超精密加工技术就像是一个隐藏在幕后的英雄，默默地为我们的生活贡献着。
它让我们的科技不断进步，让我们的生活变得更加美好。
咱可得好好珍惜这技术带来的便利呀，可别不当回事儿。
反正我觉得吧，超精密加工技术就是牛，不服不行啊！它就是那个能创造奇迹的魔法，让一切不可能都变成可能。
你说呢？。
精密和超精密加工的机床设备
高精度、高效率、高表面质量、 低误差、低能耗等。
应用领域
01
02
03
04
航空航天
制造飞机发动机叶片、涡轮盘 等关键部件。
汽车制造
加工发动机缸体、曲轴等精密 零部件。
能源领域
制造核聚变反应堆中的超导线 圈、太阳能电池板等。
医疗器械
制造人工关节、牙科种植体等 医疗器件。
发展历程与趋势
发展历程
从20世纪50年代开始，精密和超精密加工技术经历了从简单磨削 到复杂切削，再到超精密切削的发展过程。
航空航天领域的应用案例
案例一
某航空发动机制造企业使用超精密加 工机床，对涡轮叶片进行高精度磨削 和抛光，提高了发动机性能和可靠性 。
案例二
某飞机制造企业采用精密加工机床， 对机身结构件进行高精度切割和加工 ，确保飞机整体装配精度和质量。
汽车工业领域的应用案例
案例一
某汽车零部件制造企业使用精密加工 机床，对发动机缸体进行高精度加工， 提高缸体质量和性能，降低发动机故 障率。
柔性化
为了满足多品种、小批量生产的需求，未来精密和超精密加工机床将采用模块化设计、可 重构制造系统等技术，提高机床的加工范围和适应能力。
新材料、新工艺的应用
新材料
随着新材料技术的发展，未来精密和超精密加工机床将采用新型高强度、高硬 度、轻质材料，提高加工效率和加工质量。
ห้องสมุดไป่ตู้新工艺
为了满足复杂形状和特殊材料的加工需求，未来精密和超精密加工机床将采用 新的切削工艺、光整加工工艺和复合加工工艺等，提高加工精度和表面质量。
伺服驱动技术
采用先进的伺服驱动技术， 实现高精度的位置控制和 速度控制。
插补算法
精密和超精密加工技术
1、通常将加工精度在0.1-1um、加工表面粗糙度R在0.02-0.1um之间的加工方法称为精密加工。
而将加工精度高于0.1um、加工表面粗糙度R小于0.01um的加工方法称为超精密加工。
2、提高加工精度的原因：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。
3、精密和超精密加工目前包含三个领域：超精密切削；精密和超精密磨削研磨‘精密特种加工。
4、金刚石刀具的超精密切削加工技术，主要应用于两个方面：单件的大型超精密零件的切削加工和大量生产的中小型零件的超精密切削加工技术。
5、金刚石刀具有两个比较重要的问题：晶面的选择；切削刃钝圆半径。
6、超稳定环境条件主要是指恒温、防振、超净和恒湿五个方面的条件。
7、我国应开展超精密加工技术基础的研究，其主要内容包括以下四个方面：1）超精密切削、磨削的基本理论和工艺。
2）超精密设备的关键技术、精度、动特性和热稳定性。
3）超精密加工的精度检测、在线检测和误差补偿。
4）超精密加工的环境条件。
5）超精密加工的材料。
8、超精密切削实际选择的切削速度，经常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选取，即选择振动最小的转速。
9、超精密切削实际能达到的最小切削厚度和金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境等都直接有关。
10、为实现超精密切削，刀具应具有如下性能：1）极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量，以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度。
2）切削刃钝圆能磨得极其锋锐，切削刃钝圆半径r值极小，能实现超薄切削厚度。
3）切削刃无缺陷，切削时刃形将复印在加工表面上，能得到超光滑的镜面。
4）和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因素低，能得到极好的加工表面完整性。
11、SPDT——金刚石刀具切削和超精密切削。
12、晶体受到定向的机械力作用时，可以沿平行于某个平面平整地劈开的现象称为解理现象。
超精密加工
一 超精密加工的概念
起源：1962年，美国Union Carbide公司研制成功首台超精密车床。 定义：在一定的发展时期，加工精度和加工表面质量达到最高水平 的各种加工方法的总称。 超精密加工的概念及其与一般加工和精密加工的精度界限是相对的。 目前，在工业发达国家，一般加工是指加工精度不高于1m的加工技 术，与此相应，精密加工是指加工精度为1~0.1m、表面粗糙度小于 Ra0.1~0.02m的加工技术，超精密加工是指加工精度高于0.1m、表 面粗糙度小于0.01m的加工技术。
（美国）光学金刚石超精水平的重要标志之一。 在尖端科技产品和现代化武器的制造中占有重要地位。
作为测量标准的所谓“原器”（ “标准球”、“光学平 晶”），卫星的姿态轴承，大规模集成电路的硅片，计 算机磁盘，复印机磁鼓和激光打印机的多面镜等都需要 进行超精密加工。 现代机械工业之所以要致力于提高加工精度，主要原因 在于提高制造精度后：
飞机发动机转子叶片：加工精度由60m提高到12m， 表面粗糙度Ra由0.5m减小到0.2m，则发动机的压缩 效率将从89%提高到94%。
三 超精密加工的特点、应用范围及分类
1. 超精密加工的特点
1) 遵循精度“进化”原则 2) 属于微量切削(极薄切削) 3) 影响因素众多，是一个系
统工程 4) 与自动化技术关系密切 5) 综合应用各种加工方法 6) 加工和检测一体化
图5-19 (美)光学金刚石超精 密车床
2. 超精密加工的分类和应用范围
1) 超精密切削加工，如金刚石刀具 超精密车削，微孔钻削等；
2) 超精密磨料加工，如超精密磨削， 超精密研磨等；
3) 超精密特种加工，如电子束加工，
离子束加工及光刻加工等；
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。
超精密加工技术的应用案例
超精密加工技术的应用案例说起来这超精密加工技术，可真是个了不得的玩意儿，你别看它名字听起来挺高大上，其实跟咱们的生活那是息息相关。
今儿个我就给你讲讲几个应用案例，保管让你觉得这技术啊，真是神乎其技。
先说个近的，就咱们平时用的手机，那屏幕你知道是怎么来的吗？就是靠这超精密加工技术磨出来的。
你瞅瞅那屏幕，光滑得跟婴儿的脸似的，一点瑕疵都没有，看着就舒服。
记得有一次我去参观一个手机制造厂，那车间里头，机器嗡嗡作响，技术员跟我说，这屏幕啊，得经过几十道工序，每一道工序都是微米级的精度控制，稍有差池，那屏幕就废了。
你说这技术牛不牛？再说个远的，航空航天领域。
咱国家的卫星、火箭，那上面的零件，哪一个不是要求极高？超精密加工技术就在这里面发挥着关键作用。
有一次我跟一个航天专家聊天，他跟我说，火箭发动机里的一个喷嘴，就那么一点点大，但是要求加工精度要达到纳米级，你说这难不难？可咱们的技术人员就是能把这活儿干得漂漂亮亮的，让火箭能够顺利地飞上天。
还有医疗领域，这个你可能没想到吧？现在的医疗器械，那精度要求也是极高的。
比如手术刀、人工关节这些，都得用超精密加工技术来制作。
有一次我去医院，碰上一个医生朋友，他跟我说，他们医院引进了一套新的手术设备，那手术刀锋利得不得了，切起来跟切豆腐似的，病人恢复得也快。
我一问，才知道这手术刀也是超精密加工出来的。
说到这，我还想起一个有趣的事情。
有一次我去一个工厂参观，那工厂是生产精密零件的，我进去一看，哎呀妈呀，那车间里头全是机器，连个人影都看不见。
我正纳闷呢，突然听到一阵笑声，我循声找去，原来是一个技术员在跟一个机器对话。
他说：“你这家伙，今天表现不错嘛，加工出来的零件精度又提高了。
”我当时就乐了，心想这技术真是越来越智能了，连机器都能跟人聊天了。
不过话说回来，这超精密加工技术虽然厉害，但也不是万能的。
它得靠人来操作，靠人来维护。
有一次我去跟一个技术团队交流，他们就跟我说，这技术啊，得不断学习，不断创新，不然就会被淘汰。
超精密加工名词解释
超精密加工名词解释
超精密加工是一种高精度制造技术，通过使用特殊的设备和工艺方法，对工件进行精确的
切削、磨削、雕刻等加工，以达到非常高的尺寸精度、形状精度和表面质量。
它在微米、
亚微米甚至纳米级别上进行操作，通常用于生产高精度零部件、光学元件、微电子器件等。
超精密加工具有高加工精度、低加工误差、优良的表面质量和轮廓形状控制等特点，广泛
应用于精密机械、光学、电子、航空航天等领域。
该技术要求高精密加工设备、有良好的
机械稳定性和控制能力，并且需要严格控制工件的环境条件，以确保加工过程的稳定性和
精度。
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术
超精密加工制造技术是指采用精密加工制造技术，利用激光、电子束、水刀、高速钻以及特种机床，对零部件或组件进行加工，以达到更高精度，更优质品质的制造目的。
目前，超精密加工制造技术主要用于航空、航天、船舶、汽车、医疗设备等高端产品的制造。
它能够满足产品的精密度需求，提高制造材料的品质，并减少制造成本。
超精密加工制造技术有多种，如激光切割技术、EDM（电子束机）技术、高速钻加工技术、高压水刀技术、精密机床加工技术等。
这些技术的应用将极大地提高产品的加工精度，减少加工损耗，从而满足客户对产品加工精度的要求。
超精密加工制造技术有其特定的要求，需要选用正确的机床、加工参数、工艺条件和制造材料，以保证制造出精确的零件或组件。
因此，超精密加工制造技术对制造者具有重大意义，它为制造者提供了一种制造更精确的零件和组件的方法，从而满足客户的高要求。
而且，利用超精密加工制造技术也可以大大节省加工成本，从而提高制造的竞争力。
- 1 -。
超精密加工技术
超精密加工技术----发展及对策超精密加工技术，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0.3～0.03μm，表面粗糙度为Ra0.03～0.005μm)和纳米级(精度误差为0.03μm，表面粗糙度小于Ra0.005μm)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：1、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。
2、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。
3、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0.1μm。
如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工，线宽可达2～5nm。
国外概况美国是最早研制开发超精密加工技术的国家。
早在1962年，美国就开发出以单点金刚石车刀镜面切削铝合金和无氧铜的超精密半球车床，其主轴回转精度为0.125μm，加工直径为φ100mm的半球，尺寸精度为±0.6μm，粗糙度为Ra0.025μm。
1984年又研制成功大型光学金刚石车床，可加工重1350kg，φ1625mm的大型零件，工件的圆度和平面度达0.025μm，表面粗糙度为Ra0.042μm。
在该机床上采用多项新技术，如多光路激光测量反馈控制，用静电电容测微仪测量工件变形，32位机的CNC系统，用摩擦式驱动进给和热交换器控制温度等。
美国利用自己已有的成熟单元技术，只用两周的时间便组装成了一台小型的超精密加工车床(BODTM型)，用刀尖半径为5～10nm的单晶金刚石刀具，实现切削厚度为1nm (纳米)的加工。
尽管如此，最近美国政府还是继续把微米级和纳米级的加工技术作为国家的关键技术之一，这足以说明美国对这一技术的重视。
超精密切削加工
研发节能技术和设备，降低切削加工的能耗和排放，提高资源利用效率。
THANK YOU
智能化与自动化
智能切削参数优化
通过智能化技术，实现切削参数的实时优化，提高加工效率和降 低能耗。
自动化监控与补偿
利用传感器和机器视觉技术，实现切削过程的自动化监控和补偿， 提高加工精度和稳定性。
智能切削决策支持系统
开发智能切削决策支持系统，为切削加工提供科学依据和优化建议。
切削过程建模与仿真
切削力模型
清洗作用
03
切削液可以清除切屑和磨粒，防止其粘附在刀具和工件上，影
响加工精度和质量。
切削参数优化
切削深度优化
根据工件材料和加工要求，选择合适的切削深度，以实现高效、 高精度的加工效果。
切削速度优化
根据刀具材料和工件材料，选择合适的切削速度，以提高加工效 率、减小刀具磨损和防止工件热变形。
进给量优化
04
超精密切削加工的挑战与解决 方案
刀具磨损
总结词
刀具磨损是超精密切削加工中常见的问题，它会影响 加工精度和表面质量。
详细描述
在超精密切削加工过程中，刀具与工件的高速摩擦会 导致刀具磨损，进而影响切削刃的锋利度和切削深度 ，最终导致工件表面粗糙度增加或产生加工误差。为 了解决这一问题，可以采用高硬度、高耐磨性的刀具 材料，如金刚石或立方氮化硼等，以提高刀具的耐磨 性和使用寿命。此外，优化切削参数、加强刀具冷却 和润滑也是减轻刀具磨损的有效措施。
韧性决定了材料抵抗切削应力的能力。韧性较好的材料在切 削过程中不易开裂或崩刃，能够获得较好的表面质量。在超 精密切削加工中，应选择具有较好韧性的材料，以减小切削 过程中的振动和热变形。
材料热导率
超精加工技术
前言
❖ 我国目前已是一个“制造大国”，制造业规模名列 世界第四位，仅次于美国、日本和德国，近年来在 精密加工技术和精密机床设备制造方面也取得了不 小进展。但我国还不是一个“制造强国”，与发达 国外相比仍有较大差距。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。为了使我国的国防 和科技发展不受制于人，我们必须投入必要的人力 物力，自主发展精密和超精密加工技术，争取尽快 将我国的精密和超精密加工技术水平提升到世界先 进水平。
主如要汽的 车工制艺造20特、世点计是算纪较机小、初的通成切信削网为深络度、全（光球一盘般、最为家微用大米电的级器）等铣，均极紧床小密生的依刀赖产具于磨超厂损精。，密多制2使造0用技0金术5刚的年石支，刀持具。辛，以辛达那到镜提面级机加床工表公面为司目与的。 德(2)马在吉国公民司德经于济国2发00展蒂2和年森人11民月克生在活中虏水国伯平上提海金高成的立属需德切求马下吉削，(上进集海入)机团国床民成有经限济功公主司合战，场并该，公提，司高是共国德家同马的吉经构公济司成实在力美欧。洲国以外M的A第G一工次投业资的集独团资企业。 实 材现料超的精 化密 学的加 成工工 份基 与业本 机条 械系件物统理性自能对动标化准值部的偏门差。不应目超过前0.，MAG集团是世界最大的数控机床制造 商之一。 (2)在国民经济发展和人民生活水平提高的需求下，进入国民经济主战场，提高国家的经济实力。
实现超精密加工基本条件
一、被加工工件的材质要密实；各向的同一性要好（最 好为单晶）；表层硬度和弹性模量要恒定一致；可加工性要 好；材料的化学成份与机械物理性能对标准值的偏差不应超 过%。
二、 选用的超精密加工工艺方法要与被加工材料相匹配。 例如，有色金属材料（如铜、铝合金）宜用单点金刚石刀具 进行车削或铣削加工；黑色金属材料（如钢等）则宜选磨削 与研、抛等工艺，否则得不到预期的加工效果等。
《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 第二讲 精密超精密加工
精密与特种加工
主切削力FZ——它垂直于水
平面，通常与切削速度的方 向一致，在一般切削情况下，
该分力最大。 径向切削力 FY——它在基面
内，并与进给方向相垂直。 FY 是沿切削深度方向上的分 力，它不做功，但能使工件
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
精密切削研究最早从金刚石车削开始——金刚 石铣削——金刚石镗削，来加工型面和内孔。刀具 材料从金刚石刀具材料——立方氮化硼、复合陶瓷 等。
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
切入角
过渡切削过程
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
过渡切削：切削时，刀具的切削刃与工件表面存 在的关系。 弹性滑动——塑性滑动——切削——塑性滑动—— 弹性滑动 零件的最终工序的最小切入深度应小于或等于零件 的加工精度。因此最小切入深度反应加工精度。 在精密切削中，采用的是微量切削方法，切入深度 较小，切削功能主要由刀具切削刃的刃口圆弧承担，能 否从被加工材料上切下切屑，主要取决于刀具刃口圆弧 处被加工材料质点受力情况。
HIGH EDUCATION PRESS
精密与特种加工
性
质
用
途
自然界中存在的最硬物质,熔 经仔细琢磨后，成为装饰 品——钻石。 点高。 无色透明、正八面体形状的 固体，加工后有夺目光泽。 划玻璃、切割大理石、加工 坚硬的金属，装在钻探机的钻头 钻凿坚硬的岩层。
HIGH EDUCATION PRESS
超精密磨削加工名词解释
超精密磨削加工名词解释
嘿，你知道啥是超精密磨削加工不？这可真是个超级厉害的玩意儿啊！就好比一个技艺高超的大师，能把材料雕琢得无比精细。
超精密磨削加工啊，简单来说，就是一种能让工件表面变得超级光滑、精度超高的加工方法。
比如说，你想想看，那些超级精细的电子
元件，像手机里的小零件啥的，它们那么小，要求还那么高，这就得
靠超精密磨削加工啦！
它就像是一个神奇的魔法，能把一块普通的材料变得无比完美。
想
象一下，一块粗糙的金属，经过超精密磨削加工后，变得像镜子一样
光滑闪亮，哇塞，是不是很神奇？
在这个过程中，可不是随随便便就能做到的哦！需要超级专业的设
备和技术人员。
他们就像一群精益求精的艺术家，用心去雕琢每一个
细节。
我曾经见过一次超精密磨削加工的过程，那真的是让我大开眼界！
技术人员们全神贯注地操作着设备，眼睛紧紧盯着工件，生怕出一点
差错。
他们之间的配合默契得就像一个人似的，一个眼神、一个动作，就知道对方要干啥。
而且啊，超精密磨削加工的应用可广泛了呢！不仅仅在电子行业，
在航空航天、医疗器械这些领域也是不可或缺的。
没有它，那些高科
技产品怎么能做得那么完美呢？
超精密磨削加工，它就是现代工业的秘密武器，让我们的生活变得更加美好和精彩！我觉得它真的是太重要了，没有它，很多先进的东西都没法实现啊！。
精密加工超精密加工和细微加工
超净：在未经净化的一般环境下，尘 埃数量极大，绝大部分尘埃的直径小 于1µm，也有不少直径在1µm以上甚 至超过10µm的尘埃。这些尘埃如果落 在加工表面上，可能将表面拉伤；如 果落在量具测量表面上，就会造成操 作者或质检员的错误判断。因此，精 密加工和超精密加工必须有与加工相 对应的超净工作环境
则可达0.02µm 金刚石精密切削铜和铝时
v＝200~500m/min αp＝0.002~0.003mm f＝0.01~0.04mm/r。
18
2．精密磨削及金刚石超精密磨削 精密磨削是指加工精度为1~0.1m，
Ra为0.16~0.006m的磨削方法；而 超精密磨削则是指加工精度高于 0.1m，Ra<0.04 ~0.02m的磨削方 法
25
细微加工技术是指制造微小尺寸零 件、部件和装置的加工和装配技术， 属精密、超精密加工的范畴。其工 艺技术包括：精密和超精密的切削 与磨削方法；绝大多数的特种加工 方法；与特种加工有机结合的复合 加工方法等三类
26
常用的细微加工方法及其应用参见 表5-15
电子束曝光光刻加工过程
27
返回
28
制和工艺过程优化等生产自动化技术
11
四、常用的精密加工和超精密加工和细 微加工方法
采用金刚石刀具对工件进行超精密的微 细切削和应用磨料磨具对工件进行珩磨、 研磨、抛光、精密和超精密磨削等
采用电化学加工、三束加工、超声波加 工等特种加工方法及复合加工
微细加工是指制造微小尺寸零件的生产 加工技术
IT5以上）、Ra<0.1µm的加工方法， 如金刚石车削、高精密磨削、研磨、 珩磨、冷压加工等
3
3．超精密加工 指加工精度在0.1µm ~0.01µm、Ra
精密与超精密加工
1
第一节
概述
在高精度加工范围内，根据加工精度水平的不同， 可进一步划分为精密加工、超精密加工和纳米加工三个 档次。
精密加工----加工公差为10.0～0.1μm，表面粗糙
度Ra0.30～0.03μm的加工精密加工
超精密加工----加工公差为0.1～0.01μm、表面粗
糙度Ra0.03～0.005μm的加工超精密加工；
形状误差 0.1μm
平面度误差 0.04μm 平面度误差 0.04μm 波度 0.01 ～0.02μm 平面度垂直度误差 ＜ 0.1μm 圆柱度误差 ＜0.01μm 形状误差 ＜ 0.03μm
Ra 0.01～0.05μm
Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.02μm Ra ＜0.002μm Ra ＜0.01μm
8
第二节 金刚石超精密加工技术
◆ 机理、特点 切削在晶粒内进行(吃刀量a p 1m) 切削力＞原子结合力（剪切应力达 13000 N/ mm2） 刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受 高速切削（与传统精密切削相反），工件变形小，表 层高温不会波及工件内层，可获得高精度和好表面质量 ◆ 应用 用于铜、铝及其合金精密切削（切铁金属，由于亲合 作用，产生“碳化磨损”，影响刀具寿命和加工质量） 加工各种红外光学材料如锗、硅、ZnS和ZnSe等 加工有机玻璃和各种塑料 典型产品：光学反射镜、射电望远镜主镜面 、 大型投 影电视屏幕、照像机塑料镜片、树脂隐形眼镜镜片等
超高精密磨床 激光高精度 超精密研磨机 测长仪
1900
4
1920
1940
1960 1980 精密加工与超精密加工的发展
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
德国burk超声波研磨抛光机
（3.1）浮动研磨抛光
利用流体力学原理使抛光器与工 件浮离，在抛光器的工件表面工 作出了若干楔槽，当抛光器高速 旋转时，由于油楔的动压作用使 工件或抛光器浮起，其间的磨粒 就对工件表面进行抛光。浮动抛 光能够加工出平面度很高的工件 表面，没有端面塌边及变形缺陷 。
采用浮动研磨抛光，不需使 用夹具，端面塌边半径可小 至0.01μm。经过浮动研磨抛 光的表面具有良好的结晶特 性，同时加工表面没有残余 压力。
磁性浮动研磨。 它是通过在磁场作用下形成的磁流体（由磁性颗粒、表
面活性剂和液相载体如水、油组成）使悬浮其中的非磁性磨 料在磁流体的活动和浮动作用下压向旋转的工件进行研磨及 抛光，从而进步精整加工的质量和效率。它可以获得 Ra≤0.01μm的无变质层加工表面，并能研抛表面外形复杂 的工件。
磁性磨料的磁力研磨。 磁力研磨时，工件放入由两磁极形成的磁场中，在工件
对于铝材等软质材料，研磨时有很多磨粒被压入材料内； 对刀具和块规等淬火工具钢等可确保有块规那样的光泽表面。
抛光加工：在研磨的基础上对物体表面进行 光量化处理的加工过程。
1) 由磨粒进行的机械抛光可塑 性地生成切屑。但是它仅利 用极少磨粒强制压入产生作 用。
2) 借助磨粒和抛光器与工件流 动摩擦使工件表面的凸因变 平。
（3.2）磁力研磨抛光
磁力研磨是利用磁场作用进 行研磨加工的新方法，它能 高效、快速地对各种材料、 尺寸和结构的零件进行超精 密加工，是一种投资少、效 率高、用途广、质量好的研 磨加工方法。
在加工中磁性磨粒（A）的受力状态如图1所示，磨粒受到工 件表面法向力Fn和切向力Fm的作用，作用力Fm使磨粒有向切 线方向飞散的趋势，但由于磁场效应,磨粒同时还受到沿磁力 线方向的一个压向工件的力Fx和沿磁等位线方向的作用力Fy ，Fy可以防止磨粒向加工区域以外流动，从而保证研磨工作 的正常进行
和磁极的间隙中放入磁性磨料。在磁场力的作用下，磨料 沿磁力线方向整洁排列，形成一只柔软且具有一定刚性的 “磁研磨刷”。当工件在磁场中旋转并作轴向振动时，工 件与磨料发生相对运动，“磨料刷”就对工件表面进行研 磨加工。
磁力研磨具有下面特点： ①通过改变磁场的强度可以轻易地控制研磨压力； ②由于磁极与工件表面之间有加工间隙（1~4mm)，因此通过
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。
（1）双平面研磨抛光机
平面双面研磨抛光就是对大量平面零件上 下两个表面同时加工进行高速研磨和抛光。
超精密研磨和抛光加工
机制2班 唐才彬、邱仁俊
一、研磨和抛光的概述
研磨和抛光：利用工件与研具 相对运动，通过研磨剂作用而 获得高质量、高精度的加工方 法。
研磨和抛光都属于超精加工， 能够很好的保证加工零件有很 高的粗糙度、尺寸精度和几何 精度，而且适用于各项高精加 工领域，甚至包括汽车、飞机 制造业。
“磨料刷”进行柔性研磨，不但可用于圆柱和平面研磨，还可以 进行异形表面及自由曲面的研磨；
③在磁极结构一定的情况下，通过磁感应强度，即可调节磨削 力，加工过程很轻易实现自动化；
④磨料沿加工表面不断转动和更换位置，使其具有良好的自铣 性；
平面研磨的研具
为确保几何形状精度，研磨端面小的高 精度平面工件时要使用弹性变形小的研 具；除特种玻璃外，可以用在加工成平 面的金属板上涂一层四氟乙烯，或镀铅 和铟；
为获得高的表面质量，在工件材料较软 时，有时使用半软质（如锡）和软质 （如沥青）的研磨盘，主要问题是不易 保持平面度，优点是表面变质层小、表 面粗糙度小。
这是研磨加工的零件图
这是抛光加工的零件图
二、研磨和抛光的原理
研磨加工：通常使用1μm到几十μm的氧化铝和碳化硅等 磨粒对物体表面进行平整，以减少物体表面粗糙度的加 工过程。
磨粒的工作状态 1) 磨粒在工件与研具之间
进行转动; 2) 由研具面支承磨粒研磨
加工面; 3) 由工件支承磨粒研磨加