精密机械制造

2021年4月第四章精细机械制造技术张士强1/12/2024精细和超精细加工技术的位置与作用超精细加工是国家制造工业程度的重要标志之一超精细加工所能到达的精度、外表粗糙度、加工尺寸范围和几何外形是一个国家制造技术程度的重要标志之一。例如：金刚石刀具切削刃钝圆半径的大小是金刚石刀具超精细切削的一个关键技术参数，日本声称已到达2nm，而我国尚处于亚微米程度，相差一个数量级；又如金刚石微粉砂轮超精细磨削在日本已用于消费，使制造程度有了大幅度提高，突出地处理了超精细磨削磨料加工效率低的问题。1/12/2024精细和超精细加工技术的位置与作用精细和超精细加工是先进制造技术的根底和关键作为制造技术的主战场，作为真实产品的实践制造，必然要靠精细加工和超精细加工技术。集成电路君越2mm工程-车身制造综合误差指数(ContinuousImprovementIn—dicator密歇根大学的吴贤铭、倪军教授(密歇根大学先进制造技术中心主任)克莱斯勒、通用1/12/2024精细和超精细加工的需求国防工业上的需求导弹系统的陀螺仪加工涉及多项超精细加工，陀螺仪质量直接影响其命中率，1kg的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴0.0005μm，那么会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。红外线探测器反射镜，其抛物面反射镜外形精度为1μm，外表粗糙度为Ra0.01μm，其加工精度直接影响导弹的引爆间隔和命中率。

瑞典RBS-70系统东风11型近程导弹1/12/2024东芝事件——东芝机械公司与挪威康士堡向前苏联出口可加工核潜艇螺旋桨的五轴联动数控铣床而引发的。勃列日涅夫统治后期苏联技术机械进口公司的副总裁奥西波夫(“K帮〞是苏联国家平安委员会克格勃的代称〕挪威康克斯佩鲁克公司派到苏联的电脑技师—波路斯塔特的“争取〞任务“巴黎统筹委员会〞国防工业上的需求1/12/2024服役的哈勃望远镜狮子座螺旋星系银河系环形星群

大型天体望远镜的透镜、直径达2.4m，外形精度为0.01μm，如著名的哈勃太空望远镜，能察看140亿光年的天体〔六轴CNC研磨抛光机〕激光核聚变用的曲面镜，其外形精度小1μm，外表粗糙度小于Ra0.01μm，其质量直接影响激光的光源性能。1/12/2024精细和超精细加工的需求信息产品中的需求计算机上的芯片、磁板基片、光盘基片等都需求超精细加工技术来制造。录像机的磁鼓、复印机的感光鼓、各种磁头、激光打印机的多面体、喷墨打印机的喷墨头等都必需进展超精细加工，才干到达质量要求。1/12/2024精细和超精细加工的需求民用产品中的需求现代小型、超小型的成像设备，如摄相机、照相机等上的各种透镜，特别是光学曲面透镜，激光打印机、激光打标机等上的各种反射镜都要靠超精细加工技术来完成。至于超精细加工床、设备和安装当然更需求超精细加工技术才干制造。1/12/2024超精细加工现状及开展趋势国内外现状(1)美国是开展研讨最早的国家。(2)日本是当今世界上超精细加工技术开展最快的国家。(3)我国的超精细加工技术在70年代末期有了长足提高，80年代中期出现了具有世界程度的超精细机床和部件。1/12/2024济南二机床集团的XKV2745×200双龙门挪动机械传动五轴联动数控镗铣床2006大连机床厂为给德国世界杯助兴，特别运用“九轴五连动车铣复合数控机床〞精心雕刻出一个金属足球1/12/20244.1精细和超精细加工概述4.2工艺道路的拟定4.3精细和超精细磨削4.4精细和超精细砂带磨削4.5超精细车削加工4.6光整加工精细机械制造技术1/12/2024精细和超精细加工的概念精细和超精细加工代表了加工精度开展的不同阶段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为普通加工、精细加工、超精细加工三个阶段。精细加工：加工精度在0.1～1µm，加工外表粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精细加工；超精细加工：加工精度高于0.1µm，加工外表粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精细加工〔微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等〕。4.1精细和超精细加工概述1/12/2024精细和超精细加工的相对性及精度表示方法精细和超精细加工——普通精细加工微细加工——微小尺寸超微细加工——超微小尺寸普通加工精度表示方法微细加工和超微细加工的精度表示方法微米工艺——纳米工艺4.1精细和超精细加工概述精细和超精细加工方法1/12/2024精细加工对设备及环境的要求设备——主轴部件、机床挪动部件、刀具或任务台。环境——振动、环境4.1精细和超精细加工概述1/12/20244.2.1加工方法的选择4.2工艺道路的拟定1.加工方法的经济精度和外表粗糙度——被加工外表精度和外表粗糙度加工方法的经济精度：在正常加工条件下〔采用符合质量规范的设备、工艺配备和规范技术等级的工人，不延伸加工时间〕所能保证的加工精度。

1/12/2024加工外表的技术要求〔包括由于基准不重合而提高对某些外表的加工要求，以及由于被作为精基准而能够对其提出的更高加工要求〕。首先确定被加工零件主要外表的最终加工方法，然后再选择前面一系列的加工方法和顺序。各外表加工方法分别初定后，还应综合思索为保证各加工外表位置精度要求而采取的工艺措施。消费类型零件构造、加工外表的特点和资料性质等要素。箱体孔： 大孔：镗小孔：铰本厂的现有设备等消费条件。4.2工艺道路的拟定1/12/2024加工阶段的划分粗加工阶段——半精加工阶段——精加工阶段——精细、超精细或光整加工阶段划分加工阶段的目的4.2.2零件各外表加工顺序的安排工序的集中与分散加工顺序的安排1/12/2024外圆外表的加工道路常用资料非铁金属精度要求较高的钢铁资料精度要求很高的钢铁资料大直径外圆4.2.3典型外表加工道路的选择1/12/2024典型外表加工道路抛光Ra0.008~1.25研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80图4-2外圆外表的典型加工工艺道路粗铣IT11～13Ra5～20半精铣IT8～11Ra2.5～10精铣IT6～8Ra0.63～5常用资料非铁金属精度要求很高的钢铁资料精度要求较高的钢铁资料大直径外圆1/12/2024孔的加工道路未淬火资料中小孔〔φ50以下〕〔大批量、单件及小批量〕箱体孔系、位置精度高、直径较大孔、非铁金属孔淬硬零件和高精度孔大批盘套零件圆孔、单键孔、花键孔4.2.3典型外表加工道路的选择1/12/2024图4-3孔的典型加工工艺道路珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗镗IT12～13Ra5～20钻IT10～13Ra5～80半精镗IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5扩IT9～13Ra1.25~40精镗IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25饺IT6～9Ra0.32~10金刚镗IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滚压IT6～8Ra0.01~1.25手饺IT5Ra0.08~1.25未淬火资料中小孔位置精度高箱体孔系较大孔、非铁淬硬零件高精度孔盘套零件圆孔、单键孔、花键孔1/12/2024平面的加工道路普通精加工〔IT6-IT7,Ra1.25-0.16〕平面有淬火要求窄长平面非铁金属非淬火有沟槽或台阶平面4.2.3典型外表加工道路的选择1/12/2024图4-4平面典型加工工艺道路抛光Ra0.008¬1.25研磨IT5～6Ra0.008¬0.63精密磨IT5～6Ra0.04¬0.32半精铣IT8～11Ra2.5¬10精铣IT6～8Ra0.63～5高速精铣IT6～7Ra0.16¬1.25导轨磨IT6Ra0.16¬1.25精磨IT6～8Ra0.16¬1.25宽刀精刨IT6Ra0.16¬1.25粗磨IT8～10Ra1.25¬10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精车IT8～11Ra2.5～10粗铣IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂带磨IT5～6Ra0.01¬0.32金刚石车IT6Ra0.02¬1.25刮研Ra0.04¬1.25精车IT6～8Ra1.25～5粗车IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20普通精加工平面有淬火要求窄长平面非铁金属非淬火有沟槽或台阶平面1/12/2024型面的加工分类〔旋转体型面、直母线型面、立体型面图4-5〕车、铣赶型法、成形刀法、靠模法、公用安装磨削成形砂轮、非成形砂轮特种加工电火花、超声波、电解加工数控加工4.2.3典型外表加工道路的选择1/12/20244.3精细和超精细磨削金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等资料进展超精细切削，而对于黑色金属、硬脆资料的精细与超精细加工，那么主要是运用精细和超精细磨料加工。所谓精细和超精细磨料加工，就是利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆资料等进展加工，以得到高加工精度和低外表粗糙度值。1/12/2024精细和超精细加工分类1/12/2024固结磨料加工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。精细和超精细砂轮磨削精细砂轮磨削：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～W5，得加工精度0.1μm，Ra0.025～0.008μm。精细和超精细砂带磨削精细砂带磨削：砂带粒度W63～W28，加工精度1μm，Ra0.025;超精细砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加工精度0.1μm，Ra0.025～0.008μm。1/12/2024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。1/12/20244.3.1精细和超精细砂轮磨料磨具磨料及其选择1/12/2024磨料粒度及其选择多项选择用180＃～240＃普通磨料、170/200～325/400超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉。结合剂及其选择将磨料粘合在一同，构成一定的外形，并有一定的强度。树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属结合剂普通磨具硬度低表示磨粒易零落。超硬磨具无硬度项目的。硬度及选择1/12/2024磨具的强度高速回转时，抵抗因离心力的作用而本身破碎的才干。磨具的外形和尺寸及其基体资料根据机床规格和加工情况选择磨具的外形和尺寸。基体资料与结合剂有关，金属结合剂磨具多采用铁或铜合金；树脂结合剂磨具采用铝及合金或电木；陶瓷结合剂磨具多采用陶瓷。普通磨具中磨料的含量用组织表示。磨粒率，气孔率组织及其选择1/12/2024精细和超精细涂覆磨具涂覆磨具分类1/12/2024精细和超精细涂覆磨具1/12/2024涂覆磨料及粒度棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆刚玉黑色碳化硅、绿色碳化硅、氧化铁、人造金刚石等。涂覆磨料的粒度无论磨粒还是微粉，都用P字粒度号表示。粘接剂又称胶，作用是将砂粒结实地粘接在基底上。动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨和油磨。树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂等。用于难磨资料或复杂形面的磨削或抛光。高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精细磨削。1/12/2024涂覆方法重力落砂法涂覆法静电植砂法1/12/20244.3.2精细磨削一、精细磨削机理微刃的微切削作用微刃的滑挤、摩擦、抛光作用微刃的等高切削作用1/12/2024二、精细磨削砂轮选择精细磨削使所用砂轮的选择以易产生和坚持微刃及其等高性为原那么。磨削钢件及铸铁件时，采用刚玉磨料较好，单晶刚玉最好，白刚玉、铬刚玉运用最普遍。砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类。结合剂选择树脂较好，参与石墨填料加强摩擦抛光作用。1/12/2024三、精细磨削时砂轮的修整砂轮修整是精细磨削的关键，有单粒金刚石修整、金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修整等。砂轮的修整用量有修整导程、修整深度、修整次数和光修次数。修整导程〔纵向进给量〕为10～15mm/min，修整深度为2.5μm/单行程，精修次数2～3次，光修次数1次单行程。1/12/2024四、精细磨削条件与要求精细磨削要在精细磨床上进展。精细磨床应满足的要求：1、高几何精度：主要有砂轮主轴回转精度和导轨平直度，以保证工件的几何外形精度要求，主轴轴承普通采用动压和动静压组合轴承。2、低速进给运动的稳定性：要求无爬行和冲击景象，能平稳任务。特殊设计液压系统，采取排除空气、低流量节流阀、任务台导轨压力光滑。3、减少振动1〕电动机的转子应进展动平衡，电动机与砂轮架之间进展隔振；2〕砂轮要进展动平衡；3〕精细磨床最好安装在防振地基上。1/12/2024五、磨削用量砂轮速度普通在15～30m/s普通在6～12m/min任务速度工件纵向进给量普通为50～100mm/min或0.06～0.5mm/r横向进给量〔吃刀量〕普通取0.6～2.5μm/单行程横向进给〔走刀〕次数普通约2～3次〔单行程〕光磨〔无火花磨削〕粗粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用5～8次细粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用10～25次。1/12/2024六、超硬磨料砂轮磨削特点1〕可用来加工各种高硬度、高脆性金属资料和非金属资料，如硬质合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材等。立方氮化硼砂轮磨削时，热稳定性好，化学惰性强，不易与铁素元素产生亲和作用和化学反响，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。2〕磨削才干强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自动化。3〕磨削力小，磨削温度低，加工外表质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。4〕磨削效率高。5〕综合本钱低。1/12/2024整形对砂轮进展微量切削，使砂轮到达所要求的几何外形精度，并使磨料尖端细微破碎，构成锋利的磨削刃。修锐去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外，构成切削刃。超硬磨料砂轮修整1/12/2024车削法用单点、聚晶金刚石笔，修整片等车削金刚石砂轮到达修整目的。磨削法用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进展修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会零落。目前最为广泛采用的修整法。1/12/2024软钢磨削整形法单滚轮法双滚轮法1/12/2024滚压挤轧法用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进展自在对滚，使结合剂破裂构成容屑空间，并使超硬磨粒外表崩碎构成微刃。参与碳化硅、刚玉等游离磨料，依托游离磨料挤轧作用进展修锐。1/12/2024放射法碳化硅和刚玉1/12/2024电解修整法利用电化学个腐蚀作用蚀除金属结合剂，多用于金属结合剂砂轮的修锐，非金属结合剂砂轮无效。1/12/2024电火花修整法电火花放电加工，适用于各种金属结合剂砂轮。假设在结合剂中参与石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。既可整形，又可修锐。1/12/2024超声波振动修整法用受激振动的簧片或超声波振动头驱动的幅板作为修整器，并在砂轮和修整器间放入游离磨料撞击砂轮的结合剂，使超硬磨粒突出结合剂。1/12/2024超精细磨削对磨床的要求：1〕要求磨床的精度较高，砂轮主轴回转精度其径向跳动应<0.01mm，端面圆跳动<0.005mm。2〕比普通磨床刚度提高50％左右。3〕进给系统精度高、进给速度均匀准确，纵向进给速度最小可达0.3m/min，横向进给最小可达0.001～0.002mm/单行程。4〕各运动件和主轴回转部分、进给运动导轨部分有可靠的密封。5〕有比较完善的磨削液处置系统。6〕采取相应的防振、隔振措施。1/12/2024超硬磨料砂轮磨削工艺磨削用量磨削速度人造金刚石砂轮的磨削速度为12～30m/s，立方氮化硼砂轮的磨削速度为45～60m/s.磨削深度工件速度普通为10～20m/min纵向进给速度普通在0.45～1.5m/min磨削深度为0.002～0.01mm1/12/2024磨削液磨削液的作用磨削液的种类和组成降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削外表质量，提高磨削效率和砂轮寿命。光滑、冷却、清洗性能，尚有浸透性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性等油性液：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，参与脂肪油和添加剂。水溶性液：成分是水，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。金刚石砂轮磨削时常用油性液和水溶性液，立方氮化硼砂轮磨削时用油性液。1/12/2024超硬磨料砂轮的平衡静平衡动平衡力矩平衡，用于窄砂轮的平衡，是在一个平面上的平衡。〔1〕机外静平衡架上平衡〔2〕机上动态平衡〔3〕机外动态平衡力偶平衡，用于宽砂轮和多砂轮轴的平衡，是在一个有一定长度的体上进展力偶平衡。普通在动平衡机上进展。1/12/20244.3.3超精细磨削一、超精细磨削和镜面磨削超精细磨削的加工精度到达或高于0.1μm，外表粗糙度低于0.025μm，是一种亚微米级的加工方法；对于钢、铁资料和陶瓷、玻璃等硬脆资料是一种重要的加工方法。镜面磨削加工外表粗糙度到达0.02～0.01μm，属于精细和超精细磨削范畴。超精细磨削的特点：1〕超精细磨削是一种超微量切除加工2〕超精细磨床是超精细磨削的关键3〕超精细磨削是一个高精度、高稳定性的系统工程1/12/2024二、超精细磨削机理磨削加工过程单颗粒磨削1〕磨粒是一颗具有弹性支承〔结合剂〕的和大负前角切削刃的弹性体。2〕磨粒切削刃的切入深度是从零开始逐渐添加，到达最大值再逐渐减少，最后到零。3〕磨粒磨削时在工件的接触过程中，开场是弹性区，继而塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区。4〕超精细磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。1/12/2024磨削加工过程磨削加工是无数磨粒的延续磨削。加工的本质是工件被磨削的表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨屑，并构成光洁外表的过程。磨削过程可分为：三个阶段，砂轮表面的磨粒与工件资料接触，发生弹性变形，磨粒继续切入工件〔切削深度添加〕，工件资料进入塑性阶段，资料晶粒发生滑移。塑性变形不断增大，当力到达工件的强度极限时，被磨削层资料产生挤裂，即进入切削阶段，最后被切离。当磨削切入量到达最大值后，逐渐减少，最后到零，同时阅历塑性区和弹性区。1/12/2024三、超精细磨床超精细磨床的特点〔1〕高精度尺寸精度：正负0.25～正负0.5圆度：0.25～0.1μm圆柱度：25000：0.25～5000：1μm外表粗糙度：0.006～0.01μm〔2〕高刚度刚度值普通应在200N/μm以上〔3〕高稳定性〔4〕微进给安装使砂轮获得行程为2～50μm，位移精度为0.02～0.2μm，分辨率达0.01～0.1μm。〔5〕计算机数控1/12/2024超精细磨床的构造超精细磨床在构造上的开展趋势：〔1〕主轴轴承由动压向动静压和静压开展，由液体静压向空气静压开展。〔2〕多采用空气静压导轨，也有采用精细研磨配制的镶钢滑动导轨。〔3〕床身、任务台等逐渐采用稳定性好的天然或人造花岗岩。〔4〕整个机床采用对称构造、密封构造、淋浴构造等热稳定性措施。1/12/2024超精细磨削工艺砂轮线速度：1860m/min工件线速度：4～10m/min任务台纵向进给速度;50～100mm/min磨削深度：0.5～1μm磨削横进给次数：2～4次无火花磨削次数：3～5次磨削用量：2～5μm1/12/20244.4精细和超精细砂带磨削砂带磨削方式闭式砂带磨削开式砂带磨削采用无接头或有接头的环形砂带，经过张紧轮撑紧，由电动机经过接触轮带动砂带高速回转，工件回转，砂带头架或任务台纵向及横向进给运动，从而对工件进展磨削。采用成卷砂带，由电动机经减速机构经过卷带轮带动砂带作极缓慢的挪动，砂带绕过接触轮并以一定的任务压力与工件被加工外表接触，工件回转，砂带头架或任务台纵向及横向进给，从而对工件进展磨削。砂带在磨削过程中的延续缓慢挪动，切削区不断出现新砂粒，磨削质量高且稳定，磨削效果好一、砂带磨削方式、特点和运用1/12/2024闭式砂带磨削砂带磨削分类：按砂带与工件接触方式分为接触轮式、支承板〔轮〕式、自在浮动接触式和自在接触式。按加工外表类型分为外圆、内圆、平面、成形外表等。1/12/2024开式砂带磨削1/12/2024锯片基体1/12/2024锯片抛光机CAD图1/12/2024锯片抛光机1/12/20241/12/2024精细和超精细砂带磨削一、砂带磨削方式、特点和运用砂带磨削特点1〕砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削工件外表质量高，外表粗糙度可达0.05～0.01μm，又称“弹性〞磨削。2〕静电植砂法是磨粒具有方向性，力、热作用小，有较好的切削性，有效地减小了工件变形和外表烧伤。工件的尺寸精度可达5～0.5μm，平面度可达1μm。又有“冷态〞磨削之称。3〕砂带磨削效率高，无需修整。4〕砂带制造简一方便，无烧结、动平衡等问题，价钱也便宜，砂带磨削设备构造简单。5〕砂带磨削有宽广的工艺性和运用范围、很强的顺应性。1/12/2024精细和超精细砂带磨削砂带研抛加工：开式砂带磨削方式，用细粒度砂粒聚酯薄膜基底砂带。1〕接触轮外缘资料为橡胶、塑料时，加工时的抛光作用强；2〕接触轮外缘资料为钢铁、铜、胶木时，加工时的研磨作用强；3〕接触轮外缘资料为半软半硬时，加工时研磨、抛光兼有。缺陷：砂带磨削不能加工窄退刀槽的阶梯轴、阶梯孔、盲孔、小孔、齿轮等，对外形和位置精度要求高的也不如精细砂轮磨削。1/12/2024二、砂带磨削机理砂带磨削时，弹性变形区的面积较大，使磨粒接受的载荷大大减小，载荷值也较均匀，且有减振作用。砂带磨削时资料的塑性变形和摩擦力均较砂轮磨削时减小，力和热的作用降低，工件温度降低。砂带粒度均匀、等高性好，磨粒尖刃向上，有方向性，且切削刃间隔长，切屑不易堵塞，有较好的切削性。砂带磨削兼有磨削、研磨和抛光的综协作用，是一种复合加工。1/12/2024精细和超精细砂带磨削三、精细砂带磨床和砂带头架砂带磨削头架闭式磨削头架组成：接触轮〔或支撑板〕、自动轮、张紧轮、张紧机构、调偏机构、电动机、基座等。1/12/2024精细和超精细砂带磨削开式磨削头架组成：卷带轮、接触轮、砂带轮、电动机、基座等。1/12/2024磨头及张紧1/12/2024精细和超精细砂带磨削砂带振动磨削开式砂带磨削和振动叠加的复合加工。1)在开式砂带磨削时，振动可弥补工件不能高速运动时效率下降，使加工效率大大提高。2〕振动地叠加可以构成复杂而又不反复地磨削轨迹，构成网状纹，有利于降低外表粗糙度，得到很低的粗糙度值加工外表。3〕可采用干式磨削，加工外表不易出现划痕。4〕对宽砂带，沿接触轮轴向振动可使砂带不跑偏和磨损均匀。1/12/2024精细和超精细砂带磨削三、精细砂带磨床和砂带头架接触轮1/12/2024接触轮1/12/2024接

触

轮1/12/2024精细和超精细砂带磨削三、精细砂带磨床和砂带头架接触轮的选用原那么〔1〕接触轮的硬度越大，加工外表粗糙度越大；〔2〕除软质接触轮因超速而发生硬化外，速度高，所获得的外表粗糙度就低；〔3〕锯齿形接触轮与外表平滑的接触轮相比，砂带的运用寿命要长；〔4〕在加工工件的硬度一定时，硬质接触轮比软质接触轮的切削量大。其他元件：自动轮、张紧轮及张紧机构、调偏机构、振荡机构。1/12/2024精细和超精细砂带磨削四、精细砂带磨削工艺砂带磨削用量选择砂带速度对闭式磨削，粗磨时为12～20m/s，精磨为25～30m/s.工件速度粗磨选20～30m/min，精磨选20m/min以下纵向进给量及磨削深度粗磨时，纵向进给量为0.17～3.00mm/r，磨削深度为0.05～0.10mm，精磨时，纵向进给量为0.4～2.00mm/r，磨削深度为0.01～0.05mm。接触压力普通选取50～300N1/12/2024精细和超精细砂带磨削四、精细砂带磨削工艺砂带选择及其修整滚压法对磨法预磨法使砂带经过一对有相应间隙的淬火钢制平滑滚轮，砂带受压将凸出磨粒压平而获得等高性。用一细粒度砂带与欲用的新砂带对磨，将其凸出磨粒修整掉。将新砂带运用一段时间后，待砂带处于正常磨损的最正确阶段时备用。1/12/2024精细和超精细砂带磨削四、精细砂带磨削工艺磨削液与干磨剂的选择1/12/2024精细和超精细砂带磨削四、精细砂带磨削工艺砂带磨削的除尘无论是湿磨还是干磨，无论是在砂带磨床还是在普通磨床上利用砂带磨削头架磨削，都应设有吸尘和集尘安装。1/12/20244.5超精细车削加工非铁金属0.1～1µmRa0.02～0.005µm4.5.1金刚石刀具和超精细车削加工机理

金刚石刀具：1.晶面选择

2.研磨质量〔刃口半径〕

3.切削力特点1/12/2024金刚石刀具的主切削刃和副切削刃之间采用过渡刃对加工外表起修光作用。国内：多采用直线修光刃，修光刃长度普通取0.1～0.2mm国外：多采用圆弧修光刃，圆弧半径R=0.5~3mm。金刚石刀具的主偏角，平常采用30～90度，用得较多的是45度。4.5.2影响金刚石超精细切削的要素1、金刚石刀具的构造和的几何参数刀头方式1/12/20242.机床的精度、刚度和微位移主轴回转精度回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动的大小。影响回转精度的要素〔1〕轴承精度和间隙的影响。〔2〕主轴、支承座等零件中精度的影响。关键在于精细轴承。1/12/2024滑动轴承的分类按滑动轴承任务时轴瓦和轴颈外表间呈现的摩擦形状，滑动轴承可分为:液体摩擦轴承非液体摩擦轴承液体动压光滑轴承液体静压光滑轴承按滑动轴承接受载荷的方向可分为:径向滑动轴承〔向心〕推力滑动轴承〔止推〕1/12/2024根据光滑膜的构成原理不同分为：动压光滑轴承利用相对运动副外表的相对运动和几何外形，借助流体粘性，把光滑剂带进摩擦面之间，依托自然建立的流体压力膜，将运动副外表分开的光滑方法为流体动压光滑。静压光滑轴承在滑动轴承与轴颈外表之间输入高压光滑剂以接受外载荷，使运动副外表分别的光滑方法成为流体静压光滑。1/12/2024径向轴承〔向心轴承〕径向轴承的受力Fr与轴的中心线垂直止推轴承〔推力轴承〕止推轴接受力Fa与轴的中心线平行FrFa轴承座径向轴瓦止推轴瓦1/12/2024液体静压轴承任务原理静压轴承组成：供油系统、节流器、轴承1/12/2024〔1〕轴承内圆柱面上，等间隙地开有几个油腔〔通常为4个〕。〔2〕各油腔之间开有回油槽。〔3〕用过的油一部分从这些回油槽流回油箱〔径向回油〕，另一部分那么由两端流回油箱〔轴向回油〕。〔4〕油腔周围构成适当宽度的轴向封油面和周向封油面，它们和轴颈之间的间隙普通为0.02～0.04mm。〔5〕油泵供油压力为ps，油液经节流器T进入各油腔，将轴颈推向中央，油液最后经封油面流回油箱，压力降低为零。〔6〕当主轴不受载荷且忽略自重时，那么各油腔的油压一样，坚持平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈外表与各腔封油面之间的间隙相等，均为h0。〔7〕当主轴受径向载荷〔包括自重〕F作用后，轴颈向下挪动产生偏心量e。1/12/2024〔8〕油腔3处的间隙减小为h0-e，由于油液流过间隙小的地方阻力大，流量减小，因此流过节流器T3的流量减少，压力损失随之减小〔9〕供油压力ps一定，油腔3内的油压p3升高〔10〕油腔1处的间隙增大为h0＋e，由于油液流过间隙大的地方阻力小，流量添加，因此流过节流器T1的流量添加，压力损失亦随着添加，所以油腔1内的油压p就降低，这样油腔3与油腔1之间构成了压力Δp=p3-p1，产生与载荷方向相反的托起力，以平衡外载荷F。〔11〕如油腔的有效承载面积为A，那么轴承的承载才干为：F=A〔p3-p1〕〔12〕各油腔由同一个液压泵供油，那么每个油腔必需串联一个节流器。〔13〕没有节流器，各油腔油压一样，相互抵消，就不能平衡外载荷了，这时主轴产生位移，甚至使轴颈与轴承外表接触〔14〕油腔压力是液压泵供应的，与轴的转速无关。因此，静压轴承可以在很低的转速下任务。1/12/20241〕液体静压轴承的温升很高，难以控制，呵斥热变形，影响主轴精度。2〕静压油回油时将空气带入油源，构成微小气泡悬浮在油中，不易排出，降低轴承的刚度和动特性。处理措施：1〕提高静压油的压力到6～8MPa，使油中微小气泡的影响减小，提高静压轴承的刚度和动特性。2〕静压轴承用油经温度控制，根本到达恒温，减少轴承的温升。3〕轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。液体静压轴承的缺陷1/12/2024空气静压轴承主轴圆柱径向轴承和端面止推空气静压轴承径向轴承的轴套制成外面鼓形，能自动调整定心。轴套的外外表做凸形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面相配合。当轴变形时，轴套可以自动调整位置，从而保证轴颈与轴鼓为面接触。用多孔石墨的轴衬替代小节流孔。1/12/2024双半球空气轴承主轴前后轴承均采用半球状，既是径向轴承又是轴向轴承。由于轴承的气浮面是球面，有自动调心作用，可提高前后轴承的同心度，提高主轴的回转精度。1/12/2024前部用球形后部用圆柱径向空气轴承的主轴1/12/2024立式空气轴承1/12/2024超精细机床主轴和轴承的资料1〕不易磨损。用多孔石墨作空气轴承套。2〕不易生锈腐蚀。3〕热膨胀系数小，且主轴和轴套的热膨胀系数要接近。4〕资料的稳定性好。38CrMoAl氮化钢，经外表氮化和低温稳定处置，不锈钢和多孔石墨和轴承钢。此外：花岗岩、微晶玻璃和陶瓷。1/12/2024滚柱导轨承载才干和刚度：都比滚珠导轨大运用：载荷较大的机床，运用最广泛对导轨不平行度〔扭曲〕要求较高，否那么要呵斥滚柱的偏移和侧向滑动，使导轨磨损加剧和降低精度。因此，滚柱最好做成腰鼓形，中间直径比两端大0.02mm左右。1/12/20241/12/2024再循环滚柱滚动组件1/12/2024再循环滚珠滚动组件1/12/2024再循环滚珠滚动组件在锯片抛光机中的运用

1/12/2024再循环滚珠滚动组件在锯片抛光机中的运用1/12/2024实践外形图1/12/2024滚动导轨的预紧在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可添加滚动体与导轨面的接触，以减小导轨面平面度、滚子直线度及滚动体直径不一致误差的影响，使大多数滚动体均能参与任务。由于有预加接触变形，接触刚度添加。因此滚动导轨的预紧提高了导轨的精度和刚度。阻尼性能也有所添加，提高了导轨的抗振性。1/12/2024液体静压导轨1/12/2024气浮导轨和空气静压导轨气浮导轨常用平导轨，运动导轨的底平面和两侧导轨有紧缩空气，使滑板或任务台浮起，任务台的浮起是气浮作用，但侧面是气体静压作用。美国Pneumo公司的MSG－325运用气浮导轨。1/12/2024空气静压导轨运动件的导轨面，上下、左右均在静压空气的约束下，比气浮导轨的刚度和运动精度高。静压空气的节流方式：多孔石墨节流、小孔节流、毛细管节流、狭缝节流、外表节流。静压空气压力4～6大气压。1/12/2024进给驱动系统精细数控系统对超精细机床，刀具和工件的z向和x向运动以及加工非球曲面的精细回转任务台都是由精细数控系统进展控制的。精细数控系统经过直流伺服电机或交流伺服电机，双频激光丈量系统检测z向和x向的位移反响给精细数控系统，构成闭环控制系统，到达要求的位移精度。1/12/2024滚珠丝杠副驱动进给的驱动元件，滚珠在丝杠和螺纹槽内滚动，摩擦力小，且滚珠在螺母内有再循环通道。滚珠丝杠副要求正转和反转没有回程间隙，要求滚珠丝杠和螺母间有一定的预载