1、-1-精 密和 超精 密加 工目 前包 含三 个领 域 精 密和 超精 密加 工目 前包 含三 个领 域 精 密和 超精 密加 工目 前包 含三 个领 域 精 密和 超精 密加 工目 前包 含三 个领 域 1超 精密 切削 2精 密和 超精 密磨 削研 磨。 3精 密特 种加 工精 密加 工 精 密加 工 精 密加 工 精 密加 工 加 工精 度在 0.1-um， 加工 表面 粗糙 度 Ra在 0.2-0.1um之 间的 加工 方法超 精密 加工 超 精密 加工 超 精密 加工 超 精密 加工 加 工精 度高 于 0.1um， 加工 表面 粗糙 度 Ra小 于 0.1um的 加工 方法超 精
2、密 切 削 的 切 削 速 度 选 择超 精 密 切 削 的 切 削 速 度 选 择超 精 密 切 削 的 切 削 速 度 选 择超 精 密 切 削 的 切 削 速 度 选 择 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 震 动 最 小 的转 速 超 精密 切削 超 精密 切削 超 精密 切削 超 精密 切削 是 使用 精密 的单 晶天 然金 刚石 刀具 加工 有色 金属 和非 金属 ， 可 以直 接加 工出 超光 滑的 加工 表面 (粗糙 度 Ra0.2 0.05m， 加工 精度 0.1m)。用 于加 工 ： 陀 螺
3、仪 、 激 光反 射镜 、 天 文望 远镜 的反 射镜 、 红 外反 射镜 和红 外透 镜 、 雷 达的 波导 管内 腔 、 计 算机磁 盘、 激光 打印 机的 多面 棱镜 、录 像机 的磁 头、 复印 机的 硒鼓 、菲 尼尔 透镜 等。 天 然 金 刚 石 刀 具 天 然 金 刚 石 刀 具 天 然 金 刚 石 刀 具 天 然 金 刚 石 刀 具 用 于 超 精 密 切 削 ， 主 要 用 于 加 工 铝 合 金 、 无 氧 铜 、 黄 铜 、 非 电 解 镍 等 有 色 金 属 和 某 些 非 金 属材 料。 金 刚 石 刀 具 金 刚 石 刀 具 金 刚 石 刀 具 金 刚 石 刀 具
4、主 要 是 对 铝 、 铜 及 其 合 金 等 材 料 进 行 超 精 密 切 削 ， 而 对 于 黑 色 金 属 、 硬 脆 材 料 的 精 密 与 超 精 密 加工 ，则 主要 是应 用精 密和 超精 密磨 料加 工。 超 精 密 切 削 时 切 削 参 数 对 积 屑 瘤 生 成 的 影 响超 精 密 切 削 时 切 削 参 数 对 积 屑 瘤 生 成 的 影 响超 精 密 切 削 时 切 削 参 数 对 积 屑 瘤 生 成 的 影 响超 精 密 切 削 时 切 削 参 数 对 积 屑 瘤 生 成 的 影 响 1切 削 速 度 （ 速 度 越 大 积 屑 瘤 越 小 ） 2进 给 量 f
5、和 被 吃 刀 量 ap。使 用切 削液 减小 积屑 瘤， 减小 表面 粗糙 度 积 屑 瘤 对 加 工 表 面 粗 糙 度 的 影 响积 屑 瘤 对 加 工 表 面 粗 糙 度 的 影 响积 屑 瘤 对 加 工 表 面 粗 糙 度 的 影 响积 屑 瘤 对 加 工 表 面 粗 糙 度 的 影 响 加 工 表 面 粗 糙 度 是 直 接 和 积 屑 瘤 的 高 度 有 关 ， 即 积 屑 瘤 高 度 大 ， 表 面 粗 糙 度大 积屑 瘤小 时加 工表 面粗 糙度 亦小 。 切 削 参 数 变 化 对 加 工 表 面 质 量 的 影 响 切 削 参 数 变 化 对 加 工 表 面 质 量 的
6、影 响 切 削 参 数 变 化 对 加 工 表 面 质 量 的 影 响 切 削 参 数 变 化 对 加 工 表 面 质 量 的 影 响 1切 削速 度 (其 变化 影响 切削 变形 、 加 工表 面粗 糙度 和变 质层 )2进 给量 和修 光刃 （ 影 响加 工表 面粗 糙度 ） 3切 削刃 形状 （ 影 响加 工表 面粗 糙度 ） 4背 吃刀 量变 化 （ 影 响加 工表 面粗 糙度 、加 工表 面残 余应 力） 切 削 刃 锋 锐 度 切 削 刃 锋 锐 度 切 削 刃 锋 锐 度 切 削 刃 锋 锐 度 对 加 工 表 面 粗 糙 度 ， 切 削 变 形 ， 切 削 力 ， 切 削 表
7、面 层 的 冷 硬 和 组 织 错 位 ， 加 工 表 面 残 余 应 力 有影 响。 最 小切 削厚 度 最 小切 削厚 度 最 小切 削厚 度 最 小切 削厚 度 纳 米级 。切 削 刃 纯 圆 半 径 切 削 刃 纯 圆 半 径 切 削 刃 纯 圆 半 径 切 削 刃 纯 圆 半 径 R和 最 小 切 削 厚 度 的 关 系和 最 小 切 削 厚 度 的 关 系 和 最 小 切 削 厚 度 的 关 系 和 最 小 切 削 厚 度 的 关 系 当 切 削 刃 纯 圆 半 径 R为 某 值 时 ， 能 切 下 的 最 小 切 削 厚 度 H和 临 界 点处 的 Fp与 Ff的 比值 有关 ，
8、并 和刀 具材 料间 的摩 擦因 数有 关。超 精 密 切 削 对 刀 具 的 要 求 超 精 密 切 削 对 刀 具 的 要 求 超 精 密 切 削 对 刀 具 的 要 求 超 精 密 切 削 对 刀 具 的 要 求 1） 极 高 的 硬 度 、 极 高 的 耐 磨 性 和 极 高 的 弹 性 模 量 。 2） 刃 口 能 磨 得 极 其 锋 锐 ， 刃 口半 径值 极小 ，能 实现 超薄 切削 厚度 。 3） 刀刃 无缺 陷， 切削 时刃 形将 复制 在被 加工 表面 上， 从而 得到 超光 滑的镜 面。 4） 与工 件材 料的 抗粘 性好 、化 学亲 和性 小、 摩擦 系数 低， 以得
9、到极 好的 加工 表面 完整 性。金 刚石 属于 六方 晶系 ，主 要有 三个 主要 的晶 面 金 刚石 属于 六方 晶系 ，主 要有 三个 主要 的晶 面 金 刚石 属于 六方 晶系 ，主 要有 三个 主要 的晶 面 金 刚石 属于 六方 晶系 ，主 要有 三个 主要 的晶 面 （ 10） 、 （ 1） 、 （ 10）金 刚石 刀具 前后 面晶 面的 选择 金 刚石 刀具 前后 面晶 面的 选择 金 刚石 刀具 前后 面晶 面的 选择 金 刚石 刀具 前后 面晶 面的 选择 推 荐采 用（ 10） 晶面 作金 刚石 刀具 的前 后面 ，理 由如 下：1)（ 10） 晶面 的耐 磨性 高于 （
10、 10） 晶面 ； 2)（ 10） 晶面 的微 观破 损强 度高 于（ 10） 晶面 ， （ 10） 晶面 受载 荷时 的破 损机 率比 （ 10） 晶面 低很 多； 3)（ 10） 晶面 和有 色金 属之 间的 摩擦 系数 要低 于（ 10） 晶面 的摩 擦系 数 。 。金 刚石 刀具 的固 定方 法 金 刚石 刀具 的固 定方 法 金 刚石 刀具 的固 定方 法 金 刚石 刀具 的固 定方 法 ： ： ： ：对 金刚 石车 刀 ， 常 把金 刚石 固定 在小 刀头 上 ， 小 刀头 用螺 钉或 压板 固定 在车 刀刀 杆上 ， 或 将金 刚石 直接 固定 在车 刀刀 杆上 。在 小刀 头上
11、 的固 定方 法有 ：机 械夹 固 ， 粉 末冶 金法 固定 ， 粘 结或 钎焊 固定 。一 次性 使用 不重 磨的 精密 金刚 石刀 具， 将金 刚石 钎焊 在硬 质合 金片 上， 再用 螺钉 夹固 在车 刀杆 上。金 刚石 刀具 的磨 损 金 刚石 刀具 的磨 损 金 刚石 刀具 的磨 损 金 刚石 刀具 的磨 损 ： ： ： ： 主 要属 于机 械磨 损， 本 质 本 质 本 质 本 质 是 微观 解理 的积 累；金 刚 石 晶 体 的 破 损 机 理金 刚 石 晶 体 的 破 损 机 理 金 刚 石 晶 体 的 破 损 机 理 金 刚 石 晶 体 的 破 损 机 理 ： ： ： ： 主
12、 要 产 生 于 （ 1） 晶 面 的 解 理 。 当 垂 直 于 （ 1） 面 的 拉 力 超 过 某 特 定 值 时 ， 两 相邻 的（ 1） 面分 离， 产生 解理 劈开 。刀 刃处 的解 理破 损是 磨损 和破 损的 主要 形式 ，所 以刀 刃的 微观 强度 是刀 具设 计选 择晶 面的 主要 依据 。当 作用 力相 同时 ， （ 10） 面破 损的 机率 最大 ， （ 10） 面破 损机 率最 小。高 磨削 率方 向称 为 高 磨削 率方 向称 为 高 磨削 率方 向称 为 高 磨削 率方 向称 为 “ “ “ “ 好 磨方 向 好 磨方 向 好 磨方 向 好 磨方 向 ” ” ”
13、” ， 低磨 削率 方向 称为 ， 低磨 削率 方向 称为 ， 低磨 削率 方向 称为 ， 低磨 削率 方向 称为 “ “ “ “ 难 磨方 向 难 磨方 向 难 磨方 向 难 磨方 向 ” ” ” ” 。 。 。 。金 刚石 晶体 的定 向 金 刚石 晶体 的定 向 金 刚石 晶体 的定 向 金 刚石 晶体 的定 向 ： ： ： ： 人 工目 测定 向， X射 线定 向， 激光 定向 。精 密 超 精 密 磨 料 加 工 精 密 超 精 密 磨 料 加 工 精 密 超 精 密 磨 料 加 工 精 密 超 精 密 磨 料 加 工 利 用 细 粒 度 的 磨 粒 和 微 粉 对 黑 色 金 属
14、、 硬 脆 材 料 等 进 行 加 工 ， 得 到 高 加 工 精 度 和 小 表 面-2-粗 糙度 值 。 （ 分为 固结 磨料 和游 离磨 料两 大加 工方 式）固 结 磨 料 加 工 固 结 磨 料 加 工 固 结 磨 料 加 工 固 结 磨 料 加 工 将 磨 粒 或 微 粉 与 结 合 剂 合 在 一 起 ， 形 成 一 定 的 形 状 并 具 有 一 定 强 度 ， 再 采 用 烧 结 、 粘 接 、 涂 敷等 方法 形成 砂轮 、砂 条、 油石 、砂 带等 磨具 ，利 用其 加工 的方 法。 游 离 磨 料 加 工 游 离 磨 料 加 工 游 离 磨 料 加 工 游 离 磨 料
15、加 工 在 加 工 时 ， 磨 粒 或 微 粉 不 是 固 结 在 一 起 ， 而 是 成 游 离 状 态 ， 其 传 统 加 工 方 法 是 研 磨 和 抛 光 ， 今年 来 ， 在 这些 传统 工艺 的基 础上 ， 出 现了 许多 新的 游离 磨料 加工 方法 ， 如 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 磨、 喷射 加工 等。精 密磨 削机 理 精 密磨 削机 理 精 密磨 削机 理 精 密磨 削机 理 ： ： ： ： 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 作用超
16、硬 磨 料 砂 轮 修 整 超 硬 磨 料 砂 轮 修 整 超 硬 磨 料 砂 轮 修 整 超 硬 磨 料 砂 轮 修 整 ： ： ： ： 整 形 ， 修 锐 ， 车 削 法 ， 磨 削 法 ， 软 钢 磨 削 整 形 法 ， 滚 压 挤 轧 法 ， 喷 射 法 ， 电 加 工 法 ， 电解 修整 法， 电火 花修 整法 ，超 声波 振动 修整 法。 超 精密 磨削 超 精密 磨削 超 精密 磨削 超 精密 磨削 ： ： ： ： 加 工精 度达 到或 高于 0.1 m， 表 面粗 糙度 低于 0.25 m， 是 一种 亚微 米级 的加 工方 法 ； 对 于钢 、铁 材料 和陶 瓷 、 玻 璃等
17、 硬脆 材料 是一 种重 要的 加工 方法 。 镜 面磨 削加 工表 面粗 糙度 达到 0.2 0.1 m， 属 于精 密和 超精 密磨 削范 畴。砂 带 磨 削 方 式 砂 带 磨 削 方 式 砂 带 磨 削 方 式 砂 带 磨 削 方 式 ： ： ： ： 闭 式 砂 带 磨 削 ， 开 式 砂 带 磨 削 。 砂 带 磨 削 分 类 ： 按 砂 带 与 工 件 接 触 形 式 ： 分 为 接 触 轮 式 、 支承 板（ 轮） 式、 自由 浮动 接触 式和 自由 接触 式。 按加 工表 面类 型分 为外 圆、 内圆 、平 面、 成形 表面 等。1） 砂 带与 工件 是柔 性接 触 ， 磨 粒
18、载 荷小 而均 匀 ， 砂 带磨 削工 件表 面质 量高 ， 表 面粗 糙度 可达 0.5 0.1 m，又 称 “ “ “ “ 弹 性 弹 性 弹 性 弹 性 ” ” ” ” 磨 削 磨 削 磨 削 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 表面 烧伤 。 有 “ “ “ “ 冷 态 冷 态 冷 态 冷 态 ” ” ” ” 磨 削 磨 削 磨 削 磨 削 之 称 。 3） 砂 带磨 削效 率高 ， 无 需修 整 ,称 为 “ “ “ “ 高 效 高 效 高 效 高 效 ” ” ” ” 磨
19、削 磨 削 磨 削 磨 削 。 4） 砂 带制 作简单 方便 ， 无 烧结 、 动 平衡 等问 题 ， 价 格也 便宜 ， 砂 带磨 削设 备结 构简 单 ， 称 为 “ “ “ “ 廉 价 廉 价 廉 价 廉 价 ” ” ” ” 磨 削 磨 削 磨 削 磨 削 。 5） 砂 带磨 削有广 阔的 工艺 性和 应用 范围 、很 强的 适应 性 ， 称为 “ “ “ “ 万 能 万 能 万 能 万 能 ” ” ” ” 磨 削 磨 削 磨 削 磨 削 。镜 面磨 削 镜 面磨 削 镜 面磨 削 镜 面磨 削 一 般是 指加 工表 面粗 糙度 达到 Ra0.2-0.1um， 表面 光泽 如镜 的磨 削
20、方 法。超 精 密 磨 削 的 特 点 超 精 密 磨 削 的 特 点 超 精 密 磨 削 的 特 点 超 精 密 磨 削 的 特 点 1） 超 精密 磨床 是超 精密 磨削 的关 键 。 2） 超 精密 磨削 是一 种超 微量 切除 加工 。 3） 超 精密 磨削 是一 个系 统工 程。 液 体 静 压 轴 承 主 轴 液 体 静 压 轴 承 主 轴 液 体 静 压 轴 承 主 轴 液 体 静 压 轴 承 主 轴 优 点 -有 较 高 的 刚 度 和 回 转 精 度 ， 转 动 平 稳 ， 无 振 动 ;缺 点 - 液 体 静 压 轴 承 的 油 温 升 高 ,影响 主轴 精度 静 压油 回
21、油 时将 空气 带入 油源 ， 形 成微 小气 泡悬 浮在 油中 ， 不 易排 出 ， 因 此将 降低 液体 静压 轴承的 刚度 和动 特性 空 气 静 压 轴 承 主 轴 空 气 静 压 轴 承 主 轴 空 气 静 压 轴 承 主 轴 空 气 静 压 轴 承 主 轴 优 点 -有 很高 的回 转精 度 ， 在 高速 转动 时温 升甚 小 ， 因 此造 成的 热变 形误 差很 小 ， 空 气轴 承的 应用 促进 了超 精密 机床 的发 展； 缺点 -刚 度低 ，只 能承 受较 小的 载荷机 床主 轴和 轴承 的材 料选 取 机 床主 轴和 轴承 的材 料选 取 机 床主 轴和 轴承 的材 料选
22、 取 机 床主 轴和 轴承 的材 料选 取 材 料不 易磨 损； 材料 应不 易生 锈腐 蚀； 材料 要稳 定并 且线 膨胀 系数 小主 轴 和 轴 承 的 材 料 有 主 轴 和 轴 承 的 材 料 有 主 轴 和 轴 承 的 材 料 有 主 轴 和 轴 承 的 材 料 有 1轴 套都 用 38CrMoAl氮 化钢 ， 经 表面 氮化 和低 温稳 定处 理 2不 锈钢 制造 3多 孔石 墨和 轴承 钢 3线 膨胀 系数 接近 于零 的微 晶玻 璃 4陶 瓷）主 轴 的 驱 动 方 式 主 轴 的 驱 动 方 式 主 轴 的 驱 动 方 式 主 轴 的 驱 动 方 式 1电 动 机 通 过 带
23、 传 动 驱 动 机 床 主 轴 2电 动 机 通 过 柔 性 联 轴 器 驱 动 机 床 主 轴 3采 用 内 装 式 同 轴电 动机 驱动 机床 主轴 超 精 密 机 床 的 总 体 布 局超 精 密 机 床 的 总 体 布 局 超 精 密 机 床 的 总 体 布 局 超 精 密 机 床 的 总 体 布 局 1十 字 形 滑 板 工 作 台 布 局 2） T型 布 局 3） R- 布 局 4） 偏 心 圆 转 角 布 局 5立 式 结 构 布局 床 身 和 导 轨 的 材 料 床 身 和 导 轨 的 材 料 床 身 和 导 轨 的 材 料 床 身 和 导 轨 的 材 料 1优 质 耐 磨
24、铸 铁 （ 成 本 低 ， 有 良 好 减 振 性 和 耐 磨 性 ， 易 于 铸 造 和 切 削 加 工 ） 。 2花 岗 岩 （ 比铸 铁长 期尺 寸稳 定性 好 ， 热 膨胀 系数 低 ， 对 振动 的衰 减能 力强 ， 硬 度高 、 耐 磨并 不会 生锈 ） 。 3人 造花 岗岩 （ 由花 岗岩 碎粒 用树 脂粘 结而 成， 可铸 造成 形， 吸湿 性低 ，并 对振 动的 衰减 能力 加强 ）精 密和 超精 密机 床常 采用 导轨 精 密和 超精 密机 床常 采用 导轨 精 密和 超精 密机 床常 采用 导轨 精 密和 超精 密机 床常 采用 导轨 （ 导轨 的结 构形 式 ） ： 滚
25、动 导轨 、液 体静 压导 轨、 气浮 导轨 、空 气静 压导 轨数 控 系 统 的 伺 服 系 统 基 本 要 求 数 控 系 统 的 伺 服 系 统 基 本 要 求 数 控 系 统 的 伺 服 系 统 基 本 要 求 数 控 系 统 的 伺 服 系 统 基 本 要 求 ： ： ： ： 1、 位 移精 度高 ； 2、 稳 定性 好 ； 3、 快 速响 应 ； 4、 调 速范 围宽 ； 5、 低 速大 扭矩 空 气静 压导 轨现 在实 际采 用的 节流 方式 有 空 气静 压导 轨现 在实 际采 用的 节流 方式 有 空 气静 压导 轨现 在实 际采 用的 节流 方式 有 空 气静 压导 轨现
26、 在实 际采 用的 节流 方式 有 多 孔石 墨节 流、 小孔 节流 、毛 细管 节流 、狭 缝节 流、 表面 节流 等。现 在 用 的 微 量 进 给 装 置 有 多 种 结 构 形 式现 在 用 的 微 量 进 给 装 置 有 多 种 结 构 形 式现 在 用 的 微 量 进 给 装 置 有 多 种 结 构 形 式现 在 用 的 微 量 进 给 装 置 有 多 种 结 构 形 式 ， 多 种 工 作 原 理 ， 归 纳 后 有 6种 1机 械 传 动 或 液 压 传 动 式 2弹 性 变 形式 3热 变形 式 4流 体魔 变形 式 5磁 致伸 缩式 6电 致伸 缩式对 微 量 进 给 装
27、置 的 要 求 对 微 量 进 给 装 置 的 要 求 对 微 量 进 给 装 置 的 要 求 对 微 量 进 给 装 置 的 要 求 ： ： ： ： 1） 精 微进 给和 粗进 给应 分开 ； 2） 运 动部 分必 须是 低摩 擦和 高稳 定度 的 ； 3） 末 级传动 元件 必须 具有 很高 的刚 度； 4） 微量 进给 机构 内部 联接 必须 是可 靠联 接； 5） 工艺 性好 ，容 易制 造； 6） 微量进 给机 构具 有好 的动 特性 ； 7） 微量 进给 机构 应能 实现 微量 进给 的自 动控 制。-3-提 高 机 床 的 抗 振 性 和 消 除 、 减 少 机 床 内 的 振
28、动提 高 机 床 的 抗 振 性 和 消 除 、 减 少 机 床 内 的 振 动提 高 机 床 的 抗 振 性 和 消 除 、 减 少 机 床 内 的 振 动提 高 机 床 的 抗 振 性 和 消 除 、 减 少 机 床 内 的 振 动 1各 运 动 部 件 都 应 经 过 精 密 动 平 衡 ， 消 灭 或 减 少 机 床 内 部 的 振源 2提 高机 床结 构的 抗振 性 3在 机床 结构 的易 振动 部分 ， 人 为的 加入 阻尼 ， 减 小振 动 4使 用振 动衰 减能 力较 强的 材料 制造 机床 的结 构件 减 少外 界振 动对 超精 密机 床影 响措 施 减 少外 界振 动对 超
29、精 密机 床影 响措 施 减 少外 界振 动对 超精 密机 床影 响措 施 减 少外 界振 动对 超精 密机 床影 响措 施 隔 离振 源， 使用 隔振 沟、 隔振 墙和 空气 隔振 垫保 证 零 件 加 工 精 度 的 途 径保 证 零 件 加 工 精 度 的 途 径保 证 零 件 加 工 精 度 的 途 径保 证 零 件 加 工 精 度 的 途 径 1靠 所 用 的 机 床 来 保 证 ， 即 机 床 的 精 度 要 高 于 工 件 所 要 求 的 精 度 ， 这 是 所 谓 的 “ 蜕化 ” 原 则， 也称 之为 “ 母 性 ” 原 则 2在 精度 比工 件要 求较 低的 机床 上， 利
30、用 误差 补偿 技术 ，提 高加 工精 度 ， 使加 工精 度比 机床 原有 精度 高， 这是 “ 进 化 ” 原 则 ， 也称 之为 “ 创 造性 ” 原 则。提 高 加 工 精 度 的 途 径 ：提 高 加 工 精 度 的 途 径 ： 提 高 加 工 精 度 的 途 径 ： 提 高 加 工 精 度 的 途 径 ： 1） 隔 离 和 消 除 误 差 ； 2） 误 差 补 偿 ， 用 相 应 的 措 施 去 “ 钝 化 “ 、 抵 消 、 均 化 误 差 ， 使误 差减 小。 加 工精 度的 检测 分为 离线 检测 、在 位检 测、 在线 检测 加 工精 度的 检测 分为 离线 检测 、在 位
31、检 测、 在线 检测 加 工精 度的 检测 分为 离线 检测 、在 位检 测、 在线 检测 加 工精 度的 检测 分为 离线 检测 、在 位检 测、 在线 检测 离 线检 测 离 线检 测 离 线检 测 离 线检 测 工 件加 工完 毕后 ， 从 机床 上取 下 ， 在 机床 旁或 在检 测室 中进 行检 测 。 一 般情 况下 ， 加 工后 的检 测 ， 如不 加以 说明 ，都 是指 的离 线检 测在 位检 测 在 位检 测 在 位检 测 在 位检 测 工 件加 工完 毕后 ， 在 机床 上不 卸下 工件 的情 况下 进行 检测 ， 称 之为 在位 检测 。 这 时所 用的 检测 仪器 可事
32、 先装 好在 机床 上备 用， 也可 临时 进行 安装 使用 在 线检 测 在 线检 测 在 线检 测 在 线检 测 工 件在 加工 过程 中的 同时 进行 检测 ，称 之为 在线 检测 ，也 有称 之为 主动 检测 、动 态检 测在 线检 测特 在 线检 测特 在 线检 测特 在 线检 测特 点 点 点 点 1能 够连 续检 测加 工过 程中 的变 化 2检 测结 果能 反映 实际 加工 情 况 3由 于是 在加 工过 程中 进行 ，会 受到 加工 过程 中的 一些 条件 限制 4大 都用 非接 触传 感器 ，对 传感 器的 性能 要求 较高 5一 般是 自动 运行在 线 检 测 类 型 在
33、 线 检 测 类 型 在 线 检 测 类 型 在 线 检 测 类 型 ： ： ： ： 1） 直 接 检 测 系 统 ： 直 接 检 测 工 件 的 加 工 误 差 ， 并 补 偿 ； 2） 间 接 检 测 系 统 ： 检 测 产 生 加 工 误差 的误 差源 ，并 补偿 。 误 差补 偿 误 差补 偿 误 差补 偿 误 差补 偿 在 机械 加工 中出 现的 误差 采用 修正 、抵 消、 均化 、 “ 钝 化 ” 等 措施 使误 差减 小或 消除 。类 型： 类 型： 类 型： 类 型： 1实 时与 非实 时误 差补 偿 2软 件与 硬件 误差 补偿 3单 项与 综合 误差 补偿 4单 维与 多
34、维 误差 补偿误 差补 偿 误 差补 偿 误 差补 偿 误 差补 偿 ： ： ： ： 在 机械 加工 中出 现的 误差 采用 修正 、抵 消、 均化 、 “ 钝 化 ” 等 措施 使误 差减 小或 消除 。形 式 形 式 形 式 形 式 ： ： ： ： （ 1） 实 时与 非实 时误 差补 偿 ； （ 2） 软 件与 硬件 误差 补偿 ； （ 3） 单 项与 综合 误差 补偿 ； （ 4） 单 维与 多维 误差 补偿 。误 差 补 偿 的 过 程 误 差 补 偿 的 过 程 误 差 补 偿 的 过 程 误 差 补 偿 的 过 程 ： ： ： ： 1反 复检 测误 差出 现的 状况 2进 行误
35、差信 号的 处理 3选 择或 设计 合适 的误 差补 偿控 制系 统和执 行机 构 4验 证误 差补 偿的 效果 。误 差 补 偿 系 统 的 一 般 组 成 误 差 补 偿 系 统 的 一 般 组 成 误 差 补 偿 系 统 的 一 般 组 成 误 差 补 偿 系 统 的 一 般 组 成 ： ： ： ： 1误 差 信 号 的 检 测 2误 差 信 号 的 处 理 3误 差 信 号 的 建 模 4） 补 偿 控 制 5） 补 偿 执 行机 构 误 差补 偿发 展方 向 误 差补 偿发 展方 向 误 差补 偿发 展方 向 误 差补 偿发 展方 向 1预 报型 补偿 2综 合型 补偿微 位 移 系
36、 统 微 位 移 系 统 微 位 移 系 统 微 位 移 系 统 ： ： ： ： 由 微 位 移 机 构 、 检 测 装 置 和 控 制 系 统 组 成 ， 为 了 实 现 小 行 程 、 高 灵 敏 度 和 高 精 度 的 位 移 。 微 位移 机构 是实 现微 位移 的执 行机 构， 其核 心部 分是 微位 移器 件； 检测 装置 是用 来测 量微 位移 的移 动量 及其 精度 ，在 闭环 系统 中作 为反 馈信 号； 控制 系统 用来 控制 整个 系统 的工 作， 通过 控制 策略 实现 需求 的技 术性 能指 标。应 用 应 用 应 用 应 用 ： ： ： ： 1） 微进 给 2） 误
37、差 补偿 3） 精密 调整典 型 微 位 移 工 作 台 典 型 微 位 移 工 作 台 典 型 微 位 移 工 作 台 典 型 微 位 移 工 作 台 1平 行 弹 性 导 轨 微 位 移 工 作 台 2电 磁 控 制 微 位 移 工 作 台 3磁 致 伸 缩 微 位 移 工 作 台 4电 致 伸缩 微位 移工 作台 5压 电效 应微 位移 工作 台研 磨 加 工 研 磨 加 工 研 磨 加 工 研 磨 加 工 通 常 是 指 利 用 硬 度 比 被 加 工 材 料 更 高 的 微 米 级 磨 粒 ， 在 硬 质 磨 盘 作 用 下 产 生 的 微 切 削 和 滚 轧 作 用 实现 被加 工
38、表 面的 微量 材料 取出 ， 使 工件 的形 状 、 尺 寸精 度达 到要 求值 ， 并 降低 表面 粗糙 度 、 减 小加 工变 质层 的加 工方 法 研 磨加 工机 理 研 磨加 工机 理 研 磨加 工机 理 研 磨加 工机 理 ： ： ： ：1硬 脆材 料的 研磨 ： 被 加工 材料 的去 除是 依靠 磨粒 的滚 轧作 用或 微切 削作 用 。 磨 粒作 用在 有凸 凹和 微裂 纹的 表面 上 ， 随 着研 磨加 工的 进行 ， 一 部分 磨粒 由于 压力 的作 用 ， 压 入研 墨盘 中 ， 用 露出 的磨 粒尖 端刻 划工 件表 面进行 微切 削加 工 。 另 一部 分则 在工 件
39、与 研磨 盘之 间滚 动 ， 产 生滚 轧效 果 。 由 于硬 脆材 料的 抗拉 强度 比抗 压强 度小 ，在 磨粒 作用 下， 硬脆 材料 加工 表面 的拉 伸应 力最 大部 位产 生微 裂纹 。当 纵横 交错 的裂 纹扩 展并 互相 交叉 时 ， 受裂 纹包 围的 部分 就会 发生 脆性 破裂 并崩 离出 小碎 块来 形成 切屑 ，从 而达 到表 面去 除的 目的2金 属材 料的 研磨 ： 研 磨时 ， 磨 粒的 研磨 作用 可看 作是 相当 于普 通切 削和 磨削 的切 削深 度极 小时 的状 态 。 但 是 ，由 于是 使用 游离 状态 的磨 粒， 难以 形成 连续 的切 削， 磨粒
40、与工 件仅 是断 续的 研磨 动作-4-研 磨 加 工 的 特 点 研 磨 加 工 的 特 点 研 磨 加 工 的 特 点 研 磨 加 工 的 特 点 ： ： ： ： 1微 量切 削 ： 由 于工 件与 研具 之间 有众 多磨 粒分 布 ， 单 个磨 粒所 受载 荷很 小 ， 控 制适 当的 加工 在和 范围 ，实 现工 件材 料的 微量 切削 2按 进化 原理 成形 ：主 要是 由工 件与 研具 间的 接触 性质 和压 力特 性 ， 以及 相对 运动 轨迹 的形 态等 因素 决定 的 。 要 求 ： a研 具与 工件 能相 互修 整 b尽 量使 被加 工表 面上 各点 的加 工痕 迹与 研磨
41、 盘的 相对 运动 轨迹 不重 复 c在 保证 研具 具有 理想 几何 形状 的前 提下 ， 采 用浮 动的 研磨 盘 ， 可 以保 证表 面加 工精 度 3多 刃多 向切 削抛 光 抛 光 抛 光 抛 光 ： ： ： ： 利 用微 细磨 粒的 机械 作用 和化 学作 用 ， 在 软质 抛光 工具 或化 学加 工液 、 电 磁 场等 辅助 作用 下 ， 为 获得光 滑或 超光 滑表 面， 减小 或完 全消 除加 工变 质层 ，从 而获 得高 表面 质量 的加 工方 法抛 光 机 理 抛 光 机 理 抛 光 机 理 抛 光 机 理 ： ： ： ： 1） 以 磨 粒 的 微 小 塑 性 切 削 生
42、 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 凹变 平。 精 密研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺因 素 精 密研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺因 素 精 密研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺因 素 精 密研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺因 素 ： ： ： ： 加 工设 备、 研具 、磨 粒、 加工 液、 工艺 参数 和加 工环 境研 磨 磨 粒 性 能 研 磨 磨 粒 性 能 研 磨 磨 粒 性 能 研 磨 磨 粒 性 能 1磨 粒 形 状 、 尺 寸 均
43、匀 一 致 2磨 粒 能 适 当 地 破 碎 ， 使 切 刃 锋 利 3磨 粒 熔 点 要 比 工 件 熔 点 高 4磨粒 在加 工液 中容 易分 散加 工液 加 工液 加 工液 加 工液 由 基液 、磨 粒、 添加 剂三 部分 组成 。作 用： 供给 磨粒 、排 屑、 冷却 和润 滑。要 求： 1能 有效 的散 热 2粘 性低 3不 会污 染工 件 4化 学物 理性 能稳 定 5能 较好 地分 散磨 粒研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺参 数 研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺参 数 研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺参 数 研 磨与 抛光 加工 的主 要工 艺参 数 加 工速 度、
44、加工 压力 、加 工时 间以 及研 磨液 的浓 度精 密研 磨抛 光新 技术 精 密研 磨抛 光新 技术 精 密研 磨抛 光新 技术 精 密研 磨抛 光新 技术 无 损伤 抛光 ，非 接触 抛光 ，界 面反 应抛 光， 电、 磁场 辅助 抛光微 小尺 寸加 工和 一般 尺寸 加工 区别 微 小尺 寸加 工和 一般 尺寸 加工 区别 微 小尺 寸加 工和 一般 尺寸 加工 区别 微 小尺 寸加 工和 一般 尺寸 加工 区别 （ 不同 点 ） ： 精度 的表 示方 法（ 精度 比率 ） 、 微观 机理 、加 工特 征切 削厚 度与 材料 剪切 应力 的关 系 切 削厚 度与 材料 剪切 应力 的关
45、 系 切 削厚 度与 材料 剪切 应力 的关 系 切 削厚 度与 材料 剪切 应力 的关 系 ： ： ： ： 厚 度减 小时 ，剪 切应 力上 升微 细 加 工 微 细 加 工 微 细 加 工 微 细 加 工 主 要指 1m以 下的 微细 尺寸 零件 ， 加 工精 度为 0.1 0.01m的 加工 ， 即 微细 度为 0.1m级 的亚 毫米级 的微 细零 件加 工； 而超 微细 加工 主要 指 1 m以 下的 超微 细尺 寸零 件， 加工 精度 为 0.1 0.1 m的 加工 ， 即微 细度 为 0.1 m的 亚微 米级 的超 微细 零件 加工微 细加 工技 术 微 细加 工技 术 微 细加
46、工技 术 微 细加 工技 术 指 制造 微小 尺寸 （尺 度） 零件 的生 产技 术微 细加 工方 法 微 细加 工方 法 微 细加 工方 法 微 细加 工方 法 1分 离加 工： 分 离加 工： 分 离加 工： 分 离加 工： 从 工件 上分 离一 部分 ，又 分为 切削 加工 、磨 粒加 工、 特种 加工 和复 合加 工。 如： 车削 、磨 削 、 铣削 。2结 合加 工： 结 合加 工： 结 合加 工： 结 合加 工： 又 分为 附着 、注 入、 接合 三类 。3变 形加 工 变 形加 工 变 形加 工 变 形加 工 ： ： ： ： 只 要指 利用 气体 火焰 、 高 频电 流 、 热
47、射线 、 电 子束 、 激 光 、 液 流 、 气 流和 微粒 子等 的力 、 热 作用使 材料 产生 变形 而成 形。 如无 去屑 加工 。三 束加 工技 术： 三 束加 工技 术： 三 束加 工技 术： 三 束加 工技 术： 电 子束 加工 、 离 子 束加 工 、 激光 束 加工 。电 子 束 加 工 原 理 电 子 束 加 工 原 理 电 子 束 加 工 原 理 电 子 束 加 工 原 理 ： ： ： ： 在 真 空 条 件 下 ， 利 用 聚 焦 后 能 量 密 度 极 高 的 电 子 束 ， 以 极 高 的 速 度 冲 击 到 工 件 表 面 极 小 面积 上， 在极 短的 时间
48、内， 其能 量的 大部 分转 变为 热能 ，使 被冲 击部 分的 工件 材料 达到 几千 摄氏 度以 上的 高温 ，从 而英 气材 料的 局部 融化 和气 化， 被真 空系 统抽 走 。离 离 离 离 子 束 加 工 原 理 子 束 加 工 原 理 子 束 加 工 原 理 子 束 加 工 原 理 ： ： ： ： 离 子 束 加 工 是 在 真 空 条 件 下 ， 将 氩 、 氪 、 氙 等 惰 性 气 体 通 过 离 子 源 产 生 栗 子 树 ， 经 加 速 、集 束、 聚焦 后， 射到 被加 工表 面上 以实 现各 种加 工的 方法 。 激 光 激 光 激 光 激 光 束 加 工 原 理
49、束 加 工 原 理 束 加 工 原 理 束 加 工 原 理 ： 当 能 量 密 度 极 高 的 激 光 束 照 射 在 加 工 表 面 上 时 ， 一 部 分 从 材 料 表 面 反 射 ， 一 部 分 透 入 材 料内 ， 其 光能 被吸 收 ， 并 装换 为热 能 ， 使 找社 区与 的温 度迅 速升 高 、 熔 化 、 气 化和 熔融 溅出 而去 除材 料 ， 如 打孔 、切 割、 电阻 微调 、动 平衡 等。 可以 说， 激光 加工 的机 理是 热效 应。 超 稳定 环境 超 稳定 环境 超 稳定 环境 超 稳定 环境 超 净、 恒温 、隔 振、 真空 等工 作环 境外 部 支 撑 环 境 ： 外 部 支 撑 环 境 ： 外 部 支 撑 环 境 ： 外 部 支 撑 环 境 ： 空 气 环 境 、 热 环 境 、 振 动 环 境 、 声 环 境 、 光 环 境 和 电 场 、 电 磁 环 境 等 （ 电 磁 、 电 场 合 称 静 电环 境 ） 。空 气的 洁净 度： 空 气的 洁净 度： 空 气的 洁净 度： 空 气的 洁净 度： 指 空气 中空 气含 尘 埃量 多 少的 程度 。空 气的 洁净 度级 别： 空 气的 洁净 度级 别： 空 气的 洁净 度级 别： 空 气的 洁净 度级 别： 10级 ,10级 ,100级 ,100级 。
