第8章精密加工與特種加工

1、章節(jié)課題第8章 精密加工與特種加工 8.1 精密加工和超精密加工時數(shù)日期2課時 2007年11月17日 數(shù)控0601班目的要求對精密加工和超精密加工方法有初步的了解。重點難點重點：金剛石精密切削；難點：精密與超精密研磨和拋光加工。教學(xué)方法講授法 提問法教具教學(xué)過程時間分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動過程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況引入新課5分鐘方法手段：講授法精密加工和超精密加工代表了加工精度發(fā)展的不同階段。精密加工是指在一定的發(fā)展時期，加工精度和表面質(zhì)量達到較高程度的加工工藝。超精加工是指加工精度和表面質(zhì)量達到最高程度的精密加工工藝。超精密加工不僅涉及精度指標(biāo)，還必須考慮到工件的形狀特點和材料等因素。新

2、課教學(xué)75分鐘方法手段：講授法一、精密加工和超精密加工的基本概念當(dāng)前, 精密加工是指加工精度為10.1m、表面超糙度為Ra0.10.01m 的加工技術(shù); 超精密加工是指加工精度高于0.1m , 表面粗糙度小于Ra0.025m 的加工技術(shù), 又稱亞微米級加工。目前超精密加工已進入納米級, 并稱為納米加工及相應(yīng)的納米技術(shù)。二、精密加工和超精密加工的特點 1加工方法:精密和超精密加工方法可以分為切削加工、磨削加工、特種加工和復(fù)合加工四大類。2加工原則 3加工設(shè)備 4切削性能 5加工環(huán)境 6工件材料 7加工與檢測一體化 三、精密加工和超精密加工方法簡介 1金剛石精密切削:金剛石精密切削是指用金剛石車刀

3、加工工件表面，獲得尺寸精度為01m數(shù)量級和表面粗糙度Ra值為00lm的超精加工表面的一種精密切削方法。金剛石精密切削的機理:切削層非常薄，常在01m以下，切削常在晶粒內(nèi)進行，要求切削力大于原子、分子間的結(jié)合力.影響金剛石超精密切削的主要因素:加工設(shè)備要求具有高精度、高剛度、良好的穩(wěn)定性、抗振性和數(shù)控功能等,金剛石刀具的刃磨是一個關(guān)鍵技術(shù),由于金剛石精密切削的切深很小，因此要求被加工材料組織均勻，無微觀缺陷,工作環(huán)境要求恒溫、恒濕、凈化和抗振。金剛石精密切削的應(yīng)用:主要用于切削銅、鋁及其合金。如高密度硬磁盤的鋁合金片基，表面粗糙度Ra可達0003m，平面度可達02m。 2精密與超精密磨削加工:精

4、密和超精密磨床是超精密磨削的關(guān)鍵。 精密和超精密磨削是微量、超微量切除加工。 精密和超精密磨削是一個系統(tǒng)工程。 精密和超精密磨料加工方法分類: （2）精密磨削機理1) 微刃的微切削作用。 2)微刃的等高切削作用。 3)微刃的滑擠、摩擦、拋光作用。 （3）影響精密與超精密磨削的因素 3精密與超精密研磨和拋光加工（1）研磨加工 （2）拋光加工:1)由磨粒進行的機械拋光可塑性地生成切屑。但是它僅利用極少磨粒強制壓入產(chǎn)生作用。 2)借助磨粒和拋光器與工件流動摩擦使工件表面的凸凹變平。3)在加工液中進行化學(xué)性溶析。4)工件和磨粒之間有直接的化學(xué)反應(yīng)而有助于上述現(xiàn)象，也不可忽視。 （3）采用新工作原理的超

5、精密研磨與拋光技術(shù)如流體動力拋光加工、超聲振動磨削、電化學(xué)拋光、超聲電化學(xué)拋光、放電磨削、電化學(xué)放電修整磨削、動力懸浮研磨、磁流體研磨、磁性磨料拋光、機械化學(xué)拋光、化學(xué)機械拋光、電化學(xué)機械拋光、擺動磨料流拋光和電泳磨削技術(shù)、彈性發(fā)射加工(又稱軟質(zhì)粒子拋光)、擠壓研拋、滾動研磨、噴射加工等, 其特點是: 模糊了研磨和拋光的概念, 取研磨的高精度、拋光的高效率和低表面粗糙度, 形成研拋加工的新方法; 采用軟質(zhì)磨粒, 甚至采用比工件材料硬度更低的磨料, 使工件被加工表面不造成機械損傷; 拋光、研磨工具與工件被加工表面不接觸, 形成非接觸研磨拋光, 或稱浮動拋光; 整個研磨、拋光在工作液中進行, 熱變

6、形影響小, 又可防止空氣中的塵埃影響; 采用復(fù)合加工，如化學(xué)機械拋光是化學(xué)作用和機械作用相結(jié)合的復(fù)合超精密加工技術(shù)。 本節(jié)小結(jié)5分鐘1、 金剛石精密切削2、 精密與超精密研磨和拋光加工板書設(shè)計一、精密加工和超精密加工的基本概念二、精密加工和超精密加工的特點三、精密加工和超精密加工方法簡介1金剛石精密切削:2精密與超精密磨削加工:3精密與超精密研磨和拋光加工課后評注章節(jié)課題8.2 特種加工簡介時數(shù)日期2課時 2007年11月22日 數(shù)控0601班目的要求對特種加工方法有大體了解。重點難點重點：電火花加工，電解加工；難點：激光加工，電子束、離子束加工。教學(xué)方法講授法 互動法 提問法教具教學(xué)過程時間

7、分配教學(xué)內(nèi)容及師生活動過程組織教學(xué)5分鐘檢查出勤情況檢查復(fù)習(xí)5分鐘方法手段：提問法1、金剛石精密切削2、精密與超精密研磨和拋光加工引入新課5分鐘方法手段：講授法本節(jié)學(xué)習(xí)幾種特種加工方法。新課教學(xué)70分鐘方法手段：講授法一、 電火花加工加工速度慢、加工速度與表面質(zhì)量矛盾十分明顯，但電火花加工不產(chǎn)生切削力引起的殘余應(yīng)力或變形，可用于各種導(dǎo)電材料型腔面和小孔、薄壁孔及曲線孔的加工，尤其適于加工模具及難加工材料。目前常用于穿孔加工、三維型腔加工和線切割加工等。 二、電解加工 電解加工可加工各種金屬材料，一次進給直接成形，生產(chǎn)率較高，加工表面不會產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形，工具陰極在加工過程中基本無損耗；但加工

8、精度不高且難以控制，電解液對設(shè)備有腐蝕作用。電解加工主要用于各種模具的型腔和各種型孔及難加工材料的加工。 三、激光加工激光可加工金屬及非金屬材料，加工效率高，切縫窄，因此工件熱變形小，易于保證加工精度；由于屬非接觸性加工，沒有切削力，可用于薄板類零件的高精加工；能通過透明介質(zhì)，對隔離室內(nèi)零件進行加工；節(jié)能、環(huán)保，易于實現(xiàn)加工自動化。激光在機械加工中主要用于打孔和切割。 四、電子束加工 電子束加工的能量密度高，壓力微小，污染少，易于實現(xiàn)自動化控制。電子束加工按功率密度和能量注入時間不同，可分別用于打孔、切割、蝕刻、焊接、熱處理和光刻等；能加工超硬、難熔的金屬和非金屬材料，打孔的最小直徑可達0.003mm。 五、離子束加工 離子刻蝕是用一定能量的氬離子轟擊工件，將加工部位的原子逐個剝離。離子束加工精度高，一般加工誤差可以控制在5毫微米以下（幾到十幾個原子厚度），變形小，污染小，常用于半導(dǎo)體和光柵的刻蝕加工。 六、超聲波加工超聲波適用于脆性材料的加工，不僅可加工硬質(zhì)合金、淬火鋼等，還可加工玻璃