精密加工和超精密加工..
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以精密元件为加工对象 加工不受外界条件变化的干扰 要有相应的精密测量手段 常常与微细加工结合在一起 常常和自动控制联系在一起 常常采用复合加工技术 先进制造技术
桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
2.2 精密、超精密切削加工 一、起源 单击此处编辑母版标题样式
60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、磁 盘，光学扫描用的多面棱镜，大功率激光核聚变装置用的 大直径非圆曲面镜，以及各种复杂形状的红外光用的立体 镜等等，各种反射镜和多面棱镜精度要求极高，使用磨削、
1、概念
超精研是一种降低零件表面粗糙度、延长零件使用 寿命的高生产率光整加工方法。
先进制造技术
二、超精研
2、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
超精研后的工件表 面为正弦曲线交叉 而成的网状痕迹。
先进制造技术
二、超精研
3、加工过程 单击此处编辑母版标题样式
强烈切削阶段 正常切削阶段 微弱切削阶段 自动停止切削阶段
承接磨料层，并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨 床主轴上
先进制造技术
二、磨料 单击此处编辑母版标题样式
金刚石
自然界人类认识的最坚硬的物 质，莫氏硬度10； 导热系数、热膨胀系数和研磨 能力都很突出； 加工很多硬而脆的材料如硬 质合金、陶瓷、宝石玛瑙、 玻璃、石材、建材、混凝土 和半导体材料等及砂轮的修 整； 不适宜加工铁族金属材料。
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式
普通刚玉、碳化硅 磨料、粘合剂、气孔
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 工作层、基体、过渡层
工作层（金刚石层）：磨料、结合剂、气孔
是砂轮的工作部分
过渡层（非金刚石层）：结合剂、金属粉、气孔
将金刚石层牢固地连接在基体上
基体
半干研
湿研
干研
先进制造技术
三、研磨
5、应用 单击此处编辑母版标题样式
精密零件
精密块规 精密量规 钢球 压辊 喷油嘴 滑阀 柱塞油泵 精密齿轮
光学仪器
透镜镜头 棱镜 光学平镜
电子元件
石英晶体 半导体晶体 陶瓷元件
先进制造技术
先进制造技术
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先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 六、砂带磨削特点：
弹 性 磨 削 冷 态 磨 削 高 效 磨 削 制 作 简 单 、 价 格 便 宜 工 艺 性 和 应 用 范 围 广 砂 带 结 构
先进制造技术
2.4 珩磨 超精研 研磨和超精密磨料加工
单击此处编辑母版标题样式 一、绗磨 珩磨
先进制造技术
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先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 超精精磨削机理：
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。
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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先进制造技术
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砂带磨削
珩磨
超精研 研磨
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 五、砂带磨削：
根据工件的形状，用与之相应的接触方式，借助 于张紧机构使之张紧，和驱动轮使之高速运动，并利 用砂带上的磨粒对工件加工表面进行高效磨削的一种 新工艺。 利用粒度为W63～W28的砂带可进行精密磨削，其 加工精度可达1µm，表面粗糙度可达Ra0.025µm。利用 粒度为W28～W3的砂带可进行超精密砂带磨削，其加工 精度可达0.1µm，表面粗超度可达Ra0.025～0.008µm。
三、研磨
2、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
研磨加工原理示意图
研磨时，研具在一定的压力下 与加工面做复杂的相对运动。研具 和工件之间的磨粒和研磨剂在相对 运动中，分别起机械切削作用和物 理、化学作用，使磨粒能从工件表 面上切去微薄的一层材料，从而得 到尺寸精度和表面质量极高的表面。
先进制造技术
三、研磨
超精加工
加工精度在0.1 ～0.01µ之间, IT5以上,表面粗超度Ra0.03 ～0.005µm; 用于镜面加工，大规模集成电路基片及上面图形加工， 金刚石刀具超精密切削、超精密磨削和研磨、超精密特种加工
桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
先进制造技术
三、工艺特点 单击此处编辑母版标题样式
1 2 3 4 5 6
加工精度在10µ左右,IT7～IT5,表面粗超度Ra0.8 ～0.2µm; 用于汽车、拖拉机制造等工业，车铣磨刨绞等。
精密加工
加工精度在10 ～0.1µ之间, IT5以上,表面粗超度Ra0.3 ～0.03µm; 用于精密机床、精密测量仪器等中的关键零件加工； 金刚车、镗，研磨，珩磨，超精研，砂带磨，镜面磨削，冷压加工等。
研磨、抛光等方法进行加工，不但加工成本很高，而且很
难满足精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、开发了使 用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切削加工的方
法加工。
桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
先进制造技术
二、金刚石刀具的特点 单击此处编辑母版标题样式
金刚石刀具拥有很高的高温强度和硬度，而且材质
3、研磨特点 单击此处编辑母版标题样式
所有研具均采用比工件软的材料制成，通常为铸铁、
铜、巴氏合金、塑料及硬木等，有时也采用钢做研具。
研磨加工不仅具有磨粒切削金属的机械加工作用，同 时还有化学作用。磨料混合液或研磨膏使工件表面形
成氧化层，使之易于被磨料切除，因而大大加速了研
磨过程的运行。
先进制造技术
30S
先进制造技术
二、超精研
4、应用 单击此处编辑母版标题样式
不仅能用于轴类零件的加工，还能加工平面、锥面、 孔和球面。
先进制造技术
三、研磨
单击此处编辑母版标题样式
1、概念
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光整加
工和精密加工方法。
先进制造技术
主
污染
轴
磁悬浮轴承
振动
温度
工作环境 导 轨
工件材质
均匀
液体静压导轨
空气静压导轨
先进制造技术
四、应用 单击此处编辑母版标题样式
平面度<0.06 µ m，
平面镜的切削
表面粗糙度Rmax<0.02 µ m。 面分度精度7.5”，面倾斜精度3.6”， 平面度<0.07 µ m，表面粗糙度 Rmax < 0.02µ m。用于激光印刷 机、复印机。 球面（球轴承）车削，复印机硒 鼓（圆柱面）车削，磁盘基片的 车削。
三、研磨
单击此处编辑母版标题样式
可能均匀地切除工件表面的凸峰。
研磨时研具和工件的相对运动是较复杂的，因此每一
磨粒不会在工件表面上重复自己的运动轨迹，这样就有
研磨可以获得很高的尺寸精度和低的表面粗糙度，也
可以提高工件表面的宏观形状精度，但不能提高工件表
面的位置精度。
先进制造技术
三、研磨
3、研磨方法分类 单击此处编辑母版标题样式
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式
2、磨削运动 由于弹性弹性让刀量的存在，磨削系统要求高刚度， 砂轮修锐质量好，形成切屑的磨削深度小。利用无火花磨 削状态，可以降低表面粗超度。
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 四、超精密磨床的特点：
Text in here
高精度
高刚度
高稳定性 微进给装置 计算机数控
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。 先进制造技术
三、加工原理 单击此处编辑母版标题样式
精密磨削机理： 精密磨削主要是靠砂轮的精细修整，使磨粒具有 微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极细 微的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨削阶段 的作用，获得高精度和低表面粗糙度表面。
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式
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
细密，经过精细研磨，切削刃可磨得极为锋利，表面粗糙
度值很小，因此可进行镜面切削。金刚石刀具超精密切削 主要用于加工铜、铝等有色金属，如高密度硬磁盘的铝合
金基片、激光器的反射镜、复印机的硒鼓、光学平面镜，
凹凸镜、抛物面镜等。
先进制造技术
三、影响超精密切削的因素 单击此处编辑母版标题样式
液体静压轴承主轴 空气静压轴承主轴
珩磨后孔壁的展开图
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
3、工艺特点 单击此处编辑母版标题样式
1 2 3 4 5
加工精度高
表面质量好 加工范围广 切削余量小
wenku.baidu.com
纠孔能力强
先进制造技术
4、应用 单击此处编辑母版标题样式
广泛应用与汽车、拖拉机、矿山机械、机床等零部 件孔的光整加工中。
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 二、超精研
现代制造技术
单击此处编辑母版标题样式
精密加工和超精密加工
先进制造技术
2.1 概述
单击此处编辑母版标题样式
一、概念
精密加工：在一定的发展时期，加工精度和表面 质量达到很高程度的加工工艺。 超精密加工：加工精度和表面质量达到极高程 度的精密加工工艺。
先进制造技术
二、分类 一般加工 单击此处编辑母版标题样式
多面镜的切削
其它零件的切削
先进制造技术
四、发展趋势 单击此处编辑母版标题样式
高精度、高效率 极端化 智能化 工艺整合化
在线加工检测一体化 绿色化
先进制造技术
2.3 精密、超精密磨削加工
单击此处编辑母版标题样式
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1µ m，表面粗糙度可达 Ra0.025µ m。 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0.1µ m，表面粗 糙度为Ra0.025～Ra0.008µ m的加工表面。 特点：表面变质层和残余应力较小，加工效率比切削加工高。
1、概念
珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的若干条细粒度
油石，由张开机构将油石沿径向张开，使其压向工件
孔壁，以便产生一定的面接触，同时珩磨头做回转和 轴向往复运动，由此实现对孔的低速磨削。
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
1、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
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桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
2.2 精密、超精密切削加工 一、起源 单击此处编辑母版标题样式
60年代初，由于宇航用的陀螺，计算机用的磁鼓、磁 盘，光学扫描用的多面棱镜，大功率激光核聚变装置用的 大直径非圆曲面镜，以及各种复杂形状的红外光用的立体 镜等等，各种反射镜和多面棱镜精度要求极高，使用磨削、
1、概念
超精研是一种降低零件表面粗糙度、延长零件使用 寿命的高生产率光整加工方法。
先进制造技术
二、超精研
2、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
超精研后的工件表 面为正弦曲线交叉 而成的网状痕迹。
先进制造技术
二、超精研
3、加工过程 单击此处编辑母版标题样式
强烈切削阶段 正常切削阶段 微弱切削阶段 自动停止切削阶段
承接磨料层，并在使用时用法兰盘牢固地夹持在磨 床主轴上
先进制造技术
二、磨料 单击此处编辑母版标题样式
金刚石
自然界人类认识的最坚硬的物 质，莫氏硬度10； 导热系数、热膨胀系数和研磨 能力都很突出； 加工很多硬而脆的材料如硬 质合金、陶瓷、宝石玛瑙、 玻璃、石材、建材、混凝土 和半导体材料等及砂轮的修 整； 不适宜加工铁族金属材料。
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式
普通刚玉、碳化硅 磨料、粘合剂、气孔
先进制造技术
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先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 工作层、基体、过渡层
工作层（金刚石层）：磨料、结合剂、气孔
是砂轮的工作部分
过渡层（非金刚石层）：结合剂、金属粉、气孔
将金刚石层牢固地连接在基体上
基体
半干研
湿研
干研
先进制造技术
三、研磨
5、应用 单击此处编辑母版标题样式
精密零件
精密块规 精密量规 钢球 压辊 喷油嘴 滑阀 柱塞油泵 精密齿轮
光学仪器
透镜镜头 棱镜 光学平镜
电子元件
石英晶体 半导体晶体 陶瓷元件
先进制造技术
先进制造技术
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先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 六、砂带磨削特点：
弹 性 磨 削 冷 态 磨 削 高 效 磨 削 制 作 简 单 、 价 格 便 宜 工 艺 性 和 应 用 范 围 广 砂 带 结 构
先进制造技术
2.4 珩磨 超精研 研磨和超精密磨料加工
单击此处编辑母版标题样式 一、绗磨 珩磨
先进制造技术
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先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 超精精磨削机理：
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。
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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先进制造技术
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砂带磨削
珩磨
超精研 研磨
先进制造技术
单击此处编辑母版标题样式 五、砂带磨削：
根据工件的形状，用与之相应的接触方式，借助 于张紧机构使之张紧，和驱动轮使之高速运动，并利 用砂带上的磨粒对工件加工表面进行高效磨削的一种 新工艺。 利用粒度为W63～W28的砂带可进行精密磨削，其 加工精度可达1µm，表面粗糙度可达Ra0.025µm。利用 粒度为W28～W3的砂带可进行超精密砂带磨削，其加工 精度可达0.1µm，表面粗超度可达Ra0.025～0.008µm。
三、研磨
2、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
研磨加工原理示意图
研磨时，研具在一定的压力下 与加工面做复杂的相对运动。研具 和工件之间的磨粒和研磨剂在相对 运动中，分别起机械切削作用和物 理、化学作用，使磨粒能从工件表 面上切去微薄的一层材料，从而得 到尺寸精度和表面质量极高的表面。
先进制造技术
三、研磨
超精加工
加工精度在0.1 ～0.01µ之间, IT5以上,表面粗超度Ra0.03 ～0.005µm; 用于镜面加工，大规模集成电路基片及上面图形加工， 金刚石刀具超精密切削、超精密磨削和研磨、超精密特种加工
桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
先进制造技术
三、工艺特点 单击此处编辑母版标题样式
1 2 3 4 5 6
加工精度在10µ左右,IT7～IT5,表面粗超度Ra0.8 ～0.2µm; 用于汽车、拖拉机制造等工业，车铣磨刨绞等。
精密加工
加工精度在10 ～0.1µ之间, IT5以上,表面粗超度Ra0.3 ～0.03µm; 用于精密机床、精密测量仪器等中的关键零件加工； 金刚车、镗，研磨，珩磨，超精研，砂带磨，镜面磨削，冷压加工等。
研磨、抛光等方法进行加工，不但加工成本很高，而且很
难满足精度和表面粗糙度的要求。为此，研究、开发了使 用高精度、高刚度的机床和金刚石刀具进行切削加工的方
法加工。
桂林理工大学南宁分校机械与控制工程系
先进制造技术
二、金刚石刀具的特点 单击此处编辑母版标题样式
金刚石刀具拥有很高的高温强度和硬度，而且材质
3、研磨特点 单击此处编辑母版标题样式
所有研具均采用比工件软的材料制成，通常为铸铁、
铜、巴氏合金、塑料及硬木等，有时也采用钢做研具。
研磨加工不仅具有磨粒切削金属的机械加工作用，同 时还有化学作用。磨料混合液或研磨膏使工件表面形
成氧化层，使之易于被磨料切除，因而大大加速了研
磨过程的运行。
先进制造技术
30S
先进制造技术
二、超精研
4、应用 单击此处编辑母版标题样式
不仅能用于轴类零件的加工，还能加工平面、锥面、 孔和球面。
先进制造技术
三、研磨
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1、概念
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光整加
工和精密加工方法。
先进制造技术
主
污染
轴
磁悬浮轴承
振动
温度
工作环境 导 轨
工件材质
均匀
液体静压导轨
空气静压导轨
先进制造技术
四、应用 单击此处编辑母版标题样式
平面度<0.06 µ m，
平面镜的切削
表面粗糙度Rmax<0.02 µ m。 面分度精度7.5”，面倾斜精度3.6”， 平面度<0.07 µ m，表面粗糙度 Rmax < 0.02µ m。用于激光印刷 机、复印机。 球面（球轴承）车削，复印机硒 鼓（圆柱面）车削，磁盘基片的 车削。
三、研磨
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可能均匀地切除工件表面的凸峰。
研磨时研具和工件的相对运动是较复杂的，因此每一
磨粒不会在工件表面上重复自己的运动轨迹，这样就有
研磨可以获得很高的尺寸精度和低的表面粗糙度，也
可以提高工件表面的宏观形状精度，但不能提高工件表
面的位置精度。
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三、研磨
3、研磨方法分类 单击此处编辑母版标题样式
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2、磨削运动 由于弹性弹性让刀量的存在，磨削系统要求高刚度， 砂轮修锐质量好，形成切屑的磨削深度小。利用无火花磨 削状态，可以降低表面粗超度。
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单击此处编辑母版标题样式 四、超精密磨床的特点：
Text in here
高精度
高刚度
高稳定性 微进给装置 计算机数控
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。 先进制造技术
三、加工原理 单击此处编辑母版标题样式
精密磨削机理： 精密磨削主要是靠砂轮的精细修整，使磨粒具有 微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极细 微的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨削阶段 的作用，获得高精度和低表面粗糙度表面。
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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
细密，经过精细研磨，切削刃可磨得极为锋利，表面粗糙
度值很小，因此可进行镜面切削。金刚石刀具超精密切削 主要用于加工铜、铝等有色金属，如高密度硬磁盘的铝合
金基片、激光器的反射镜、复印机的硒鼓、光学平面镜，
凹凸镜、抛物面镜等。
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三、影响超精密切削的因素 单击此处编辑母版标题样式
液体静压轴承主轴 空气静压轴承主轴
珩磨后孔壁的展开图
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
3、工艺特点 单击此处编辑母版标题样式
1 2 3 4 5
加工精度高
表面质量好 加工范围广 切削余量小
wenku.baidu.com
纠孔能力强
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4、应用 单击此处编辑母版标题样式
广泛应用与汽车、拖拉机、矿山机械、机床等零部 件孔的光整加工中。
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单击此处编辑母版标题样式 二、超精研
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精密加工和超精密加工
先进制造技术
2.1 概述
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一、概念
精密加工：在一定的发展时期，加工精度和表面 质量达到很高程度的加工工艺。 超精密加工：加工精度和表面质量达到极高程 度的精密加工工艺。
先进制造技术
二、分类 一般加工 单击此处编辑母版标题样式
多面镜的切削
其它零件的切削
先进制造技术
四、发展趋势 单击此处编辑母版标题样式
高精度、高效率 极端化 智能化 工艺整合化
在线加工检测一体化 绿色化
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1µ m，表面粗糙度可达 Ra0.025µ m。 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0.1µ m，表面粗 糙度为Ra0.025～Ra0.008µ m的加工表面。 特点：表面变质层和残余应力较小，加工效率比切削加工高。
1、概念
珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的若干条细粒度
油石，由张开机构将油石沿径向张开，使其压向工件
孔壁，以便产生一定的面接触，同时珩磨头做回转和 轴向往复运动，由此实现对孔的低速磨削。
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
1、加工机理 单击此处编辑母版标题样式
先进制造技术
一、绗磨 珩磨
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