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1、机械制造工艺机械制造工艺第一章第一章21.12精密加工概念精密加工概念精密加工精密加工1.1.精密加工的概念精密加工的概念精密加工的概念精密加工的概念 1 1）一一一一般般般般加加加加工工工工：加加加加工工工工精精精精度度度度1010mm，公公公公差差差差等等等等级级级级IT6IT6IT5IT5，RaRa为为为为0.80.80.20.2mm的加工方法的加工方法的加工方法的加工方法;2 2）精精精精密密密密加加加加工工工工：加加加加工工工工精精精精度度度度在在在在1 1 0.10.1mm，公公公公差差差差等等等等级级级级在在在在IT5IT5以上，以上，以上，以上，Ra:0.1Ra:0.10.03
2、m0.03m的加工方法，的加工方法，的加工方法，的加工方法，n n如如如如精精精精密密密密车车车车削削削削、研研研研磨磨磨磨、抛抛抛抛光光光光、精精精精密密密密磨磨磨磨削削削削、镜镜镜镜面面面面磨磨磨磨削削削削等等等等。加工。加工。加工。加工。精密加工概念精密加工概念超精密加工超精密加工3 3）超超超超精精精精密密密密加加加加工工工工：加加加加工工工工精精精精度度度度在在在在0.10.10.01 0.01 mm，表表表表面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度值值值值在在在在Ra Ra 0.0250.0250.0010.001 mm的的的的加加加加工工工工方方方方法法法法，如如如如金金金金刚刚刚刚石石
3、石石刀刀刀刀具具具具超超超超精精精精密密密密切切切切削削削削、超超超超精精精精密密密密磨磨磨磨削削削削等等等等。如如如如惯惯惯惯性性性性导导导导航航航航仪仪仪仪静静静静电电电电陀螺球、超大陀螺球、超大陀螺球、超大陀螺球、超大规规规规模集成模集成模集成模集成电电电电路基片等的加工。路基片等的加工。路基片等的加工。路基片等的加工。4 4）纳纳纳纳米米米米级级级级：加加加加工工工工精精精精度度度度高高高高于于于于0.010.01 mm，表表表表面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度值值值值 Ra 0.001Ra 0.001 mm，纳米级（纳米级（纳米级（纳米级（1010-3-3 mm）的加工范围。的加工范
4、围。的加工范围。的加工范围。精密加工方法分类精密加工方法分类1 1）采用金刚石和磨料采用金刚石和磨料采用金刚石和磨料采用金刚石和磨料（1 1）金）金）金）金刚刚刚刚石刀具石刀具石刀具石刀具对对对对工件工件工件工件进进进进行超精密的微行超精密的微行超精密的微行超精密的微细细细细切削；切削；切削；切削；（2 2）磨磨磨磨料料料料磨磨磨磨具具具具对对对对工工工工件件件件进进进进行行行行珩珩珩珩磨磨磨磨、研研研研磨磨磨磨、抛抛抛抛光光光光、精精精精密密密密和和和和超精密磨削等，（光整加工）；超精密磨削等，（光整加工）；超精密磨削等，（光整加工）；超精密磨削等，（光整加工）；2 2）采用激光加工、等离子
5、体加工、超声波加工方法采用激光加工、等离子体加工、超声波加工方法采用激光加工、等离子体加工、超声波加工方法采用激光加工、等离子体加工、超声波加工方法；（1 1）电电电电子子子子束束束束、惰惰惰惰性性性性离离离离子子子子、活活活活性性性性离离离离子子子子、受受受受控控控控腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀加加加加工工工工等等等等特特特特种种种种加加加加工工工工方方方方法法法法，主主主主要要要要用用用用于于于于加加加加工工工工尺尺尺尺寸寸寸寸微微微微小小小小，精精精精度度度度极极极极高高高高的的的的零零零零器器器器件件件件，如如如如光光光光学学学学仪仪仪仪器器器器零零零零件件件件、精精精精密密密密医医医医行行行行器
6、器器器械械械械零零零零件件件件。（微细加工技术）。（微细加工技术）。（微细加工技术）。（微细加工技术）。精密加工的特点精密加工的特点（1 1）切切切切削削削削区区区区的的的的温温温温度度度度低低低低：切切切切削削削削速速速速度度度度小小小小、切切切切削削削削力力力力小小小小、工工工工艺艺艺艺参数参数参数参数较较较较磨削等精加工更小；磨削等精加工更小；磨削等精加工更小；磨削等精加工更小；（2 2）生）生）生）生产产产产率低：率低：率低：率低：（3 3）加工余量少：安排在精加工后）加工余量少：安排在精加工后）加工余量少：安排在精加工后）加工余量少：安排在精加工后进进进进行；行；行；行；（4 4）机
7、械切削作用和化学腐）机械切削作用和化学腐）机械切削作用和化学腐）机械切削作用和化学腐蚀蚀蚀蚀作用共同去除余量；作用共同去除余量；作用共同去除余量；作用共同去除余量；（5 5）对对对对机机机机床床床床设设设设备备备备、加加加加工工工工环环环环境境境境要要要要求求求求高高高高（恒恒恒恒温温温温、超超超超净净净净、防防防防振）。振）。振）。振）。精密加工种类精密加工种类1.12.1 1.12.1 光整加工光整加工光整加工光整加工1.12.2 1.12.2 金刚石刀具超精密切削金刚石刀具超精密切削金刚石刀具超精密切削金刚石刀具超精密切削 n n超超超超精精精精密密密密切切切切削削削削的的的的加加加加工
8、工工工余余余余量量量量极极极极小小小小（仅仅仅仅几几几几微微微微米米米米），切切切切屑屑屑屑极极极极薄（薄（薄（薄（0.10.1mm）以下。以下。以下。以下。1.12.31.12.3超精密磨削超精密磨削超精密磨削超精密磨削 用特殊的砂轮对经精磨后的工件表面作加工，加工：用特殊的砂轮对经精磨后的工件表面作加工，加工：用特殊的砂轮对经精磨后的工件表面作加工，加工：用特殊的砂轮对经精磨后的工件表面作加工，加工：n n精密磨削精密磨削精密磨削精密磨削 Ra 0.1Ra 0.10.05m0.05m；n n超精密磨削超精密磨削超精密磨削超精密磨削 Ra 0.025Ra 0.0250.012m0.012m；
9、n n镜面磨削镜面磨削镜面磨削镜面磨削 Ra 0.008mRa 0.008m。光整加工光整加工（1 1）光光光光整整整整加加加加工工工工：工工工工件件件件可可可可获获获获得得得得尺尺尺尺寸寸寸寸精精精精度度度度IT6IT6IT5IT5和和和和粗粗粗粗糙糙糙糙度达度达度达度达Ra 0.1Ra 0.10.0080.008 mm）。）。）。）。（2 2）常用的光整加工方法：常用的光整加工方法：常用的光整加工方法：常用的光整加工方法：n n研磨研磨研磨研磨n n珩磨珩磨珩磨珩磨n n超极光磨超极光磨超极光磨超极光磨n n抛光抛光抛光抛光研磨研磨1 1）在在在在相相相相对对对对运运运运动动动动的的的的研
10、研研研具具具具与与与与工工工工件件件件表表表表面面面面之之之之间间间间添添添添加加加加研研研研磨磨磨磨剂剂剂剂，并并并并施加施加施加施加压压压压力，力，力，力，对对对对工件表面工件表面工件表面工件表面进进进进行光整加工的方法行光整加工的方法行光整加工的方法行光整加工的方法（1 1）研具材料：）研具材料：）研具材料：）研具材料：铸铁铸铁铸铁铸铁和青和青和青和青铜铜铜铜（比工件（比工件（比工件（比工件软软软软的材料）；的材料）；的材料）；的材料）；（2 2）研研研研磨磨磨磨剂剂剂剂：由由由由磨磨磨磨料料料料、研研研研磨磨磨磨液液液液和和和和辅辅辅辅助助助助填填填填料料料料混混混混合合合合成成成成液
11、液液液、膏、固态形式；膏、固态形式；膏、固态形式；膏、固态形式；（3 3）磨磨磨磨料料料料：刚刚刚刚玉玉玉玉和和和和碳碳碳碳化化化化硅硅硅硅，研研研研磨磨磨磨液液液液为为为为煤煤煤煤油油油油、汽汽汽汽油油油油、机机机机油、工业甘油等。油、工业甘油等。油、工业甘油等。油、工业甘油等。手工研磨外圆手工研磨外圆2 2）手工研磨和机械研磨：）手工研磨和机械研磨：）手工研磨和机械研磨：）手工研磨和机械研磨：（1 1）手工研磨外圆：）手工研磨外圆：）手工研磨外圆：）手工研磨外圆：n n工工工工件件件件用用用用双双双双顶顶顶顶尖尖尖尖安安安安装装装装，作作作作低低低低速速速速旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动
12、，研研研研具具具具与与与与工工工工件件件件之之之之间间间间加加加加入入入入研研研研磨磨磨磨剂剂剂剂，手手手手持持持持研研研研具具具具，施施施施加加加加少少少少许许许许压压压压力力力力并并并并沿沿沿沿工工工工件件件件轴轴轴轴向向向向作作作作低速的往复运低速的往复运低速的往复运低速的往复运动动动动尺寸精度可达尺寸精度可达尺寸精度可达尺寸精度可达IT1IT1IT01IT01；机械研磨机械研磨（2 2）机机机机械械械械研研研研磨磨磨磨：图图图图为为为为研研研研磨磨磨磨小小小小尺尺尺尺寸寸寸寸平平平平面面面面工工工工件件件件用用用用的的的的研研研研磨磨磨磨机机机机。工工工工件件件件置置置置于于于于隔隔隔
13、隔板板板板上上上上的的的的槽槽槽槽内内内内互互互互相相相相隔隔隔隔开，研磨时，上、下开，研磨时，上、下开，研磨时，上、下开，研磨时，上、下 研研研研磨磨磨磨盘盘盘盘转转转转向向向向相相相相反反反反，转转转转速速速速不不不不等等等等，隔隔隔隔板板板板由由由由下下下下研研研研磨磨磨磨盘盘盘盘上上上上的的的的偏偏偏偏心心心心轴轴轴轴带带带带动动动动旋旋旋旋转转转转，使使使使工工工工件件件件既既既既转转转转动动动动又又又又沿沿沿沿着着着着图图图图中中中中N N的的的的方方方方向向向向作径向往复滑动，复杂的运动使研磨轨迹不重复。作径向往复滑动，复杂的运动使研磨轨迹不重复。作径向往复滑动，复杂的运动使研磨
14、轨迹不重复。作径向往复滑动，复杂的运动使研磨轨迹不重复。研磨用途研磨用途研研研研磨磨磨磨时时时时压压压压力力力力的的的的大大大大小小小小，通通通通过过过过作作作作用用用用于于于于端端端端盖盖盖盖上上上上的的的的力力力力F F大大大大小小小小来来来来调节调节调节调节。精精精精度度度度：IT6 IT6 IT4IT4和和和和较较较较高高高高的的的的形形形形状状状状精精精精度度度度，RaRa为为为为0.10.10.080.08 mm，不能提高位置精度。不能提高位置精度。不能提高位置精度。不能提高位置精度。3 3）用用用用途途途途：气气气气密密密密性性性性要要要要求求求求高高高高的的的的外外外外圆圆圆圆
15、、内内内内孔孔孔孔、平平平平面面面面等等等等的的的的最最最最后加工。后加工。后加工。后加工。珩磨珩磨工作原理图工作原理图 （1 1）工工工工件件件件安安安安装装装装在在在在夹夹夹夹具具具具中中中中不不不不动动动动，珩珩珩珩磨磨磨磨头头头头与与与与机机机机床床床床主主主主轴轴轴轴浮浮浮浮动动动动连连连连按按按按，并并并并由由由由机机机机床床床床主主主主轴轴轴轴带带带带动动动动旋旋旋旋转转转转和和和和作作作作行行行行复运复运复运复运动动动动；（2 2）珩磨）珩磨）珩磨）珩磨头头头头上上上上带带带带有若干磨条，有若干磨条，有若干磨条，有若干磨条，以以以以一一一一定定定定的的的的压压压压力力力力压压压
16、压在在在在工工工工件件件件的的的的被被被被加加加加工工工工表表表表面面面面上上上上，磨磨磨磨条条条条在在在在工工工工件表面上的切削件表面上的切削件表面上的切削件表面上的切削轨轨轨轨迹是交叉而不相重复的网迹是交叉而不相重复的网迹是交叉而不相重复的网迹是交叉而不相重复的网纹纹纹纹。（3 3）为为为为保保保保持持持持磨磨磨磨条条条条对对对对工工工工件件件件的的的的压压压压力力力力，磨磨磨磨条条条条在在在在工工工工作作作作时时时时需需需需胀胀胀胀开，胀开方式有手动胀开和液压自动胀开两种。开，胀开方式有手动胀开和液压自动胀开两种。开，胀开方式有手动胀开和液压自动胀开两种。开，胀开方式有手动胀开和液压自动
17、胀开两种。珩磨特点珩磨特点（1 1）精精精精度度度度：IT6IT6IT5IT5，Ra Ra 0.20.20.250.25 mm，圆圆圆圆度度度度和和和和圆圆圆圆柱柱柱柱度度度度误误误误差差差差 0.0050.005mmmm以下；以下；以下；以下；（2 2）珩磨不能提高孔的位置精度，）珩磨不能提高孔的位置精度，）珩磨不能提高孔的位置精度，）珩磨不能提高孔的位置精度，（3 3）可加工）可加工）可加工）可加工 5 5 1000mm1000mm孔，尤其适合深孔的加工；孔，尤其适合深孔的加工；孔，尤其适合深孔的加工；孔，尤其适合深孔的加工；（4 4）生）生）生）生产产产产率率率率较较较较高，适于成批或大
18、量生高，适于成批或大量生高，适于成批或大量生高，适于成批或大量生产产产产；（5 5）典典典典型型型型零零零零件件件件有有有有汽汽汽汽缸缸缸缸等等等等。材材材材料料料料为为为为淬淬淬淬火火火火钢钢钢钢、未未未未淬淬淬淬火火火火钢钢钢钢等，不能加工塑性较大的有色金属。等，不能加工塑性较大的有色金属。等，不能加工塑性较大的有色金属。等，不能加工塑性较大的有色金属。超极光磨超极光磨1 1）在在在在良良良良好好好好润润润润滑滑滑滑和和和和较较较较低低低低压压压压力力力力（5 520 20 MPaMPa）条条条条件件件件下下下下，利利利利用用用用细细细细粉粉粉粉度度度度油油油油石石石石高高高高频频频频往往
19、往往复复复复摆摆摆摆动动动动.对对对对工工工工件件件件进进进进行行行行光光光光整整整整加加加加工工工工的的的的工工工工艺艺艺艺方法。方法。方法。方法。（1 1）加工）加工）加工）加工时时时时有三种运有三种运有三种运有三种运动动动动：工件的低速旋工件的低速旋工件的低速旋工件的低速旋转转转转运运运运动动动动；油石迅速而短促的往复油石迅速而短促的往复油石迅速而短促的往复油石迅速而短促的往复摆动摆动摆动摆动；磨石沿加工表面的磨石沿加工表面的磨石沿加工表面的磨石沿加工表面的纵纵纵纵向向向向进给进给进给进给运运运运动动动动。（2 2）三三三三种种种种运运运运功功功功合合合合成成成成使使使使磨磨磨磨粒粒粒粒
20、在在在在工工工工件件件件表表表表面面面面上上上上形形形形成成成成不不不不重重重重复复复复的轨迹。的轨迹。的轨迹。的轨迹。外圆超极光磨外圆超极光磨n n加工加工加工加工时时时时有三种运有三种运有三种运有三种运动动动动：工件的低速旋工件的低速旋工件的低速旋工件的低速旋转转转转运运运运动动动动；油油油油石石石石迅迅迅迅速速速速而而而而短短短短促促促促的的的的往往往往复复复复摆动摆动摆动摆动；磨磨磨磨石石石石沿沿沿沿加加加加工工工工表表表表面面面面的的的的纵纵纵纵向向向向进给进给进给进给运运运运动动动动。超极光磨特点超极光磨特点3 3）特点：）特点：）特点：）特点：（1 1）设备设备设备设备不很复不很
21、复不很复不很复杂杂杂杂，但自，但自，但自，但自动动动动化程度化程度化程度化程度较较较较高；高；高；高；（2 2）获获获获得良好的表面得良好的表面得良好的表面得良好的表面质质质质量，量，量，量，Ra 0.025Ra 0.0250.0080.008 mm；（3 3）加加加加工工工工余余余余量量量量一一一一般般般般在在在在0.005 0.005 0.020.02mmmm间间间间，故故故故不不不不能能能能提提提提高高高高尺寸精度和形位尺寸精度和形位尺寸精度和形位尺寸精度和形位误误误误差；差；差；差；（4 4）加工）加工）加工）加工轴类轴类轴类轴类零件的外零件的外零件的外零件的外圆圆圆圆表面；表面；表面
22、；表面；（5 5）工工工工件件件件的的的的材材材材料料料料可可可可以以以以是是是是淬淬淬淬硬硬硬硬钢钢钢钢、软软软软钢钢钢钢、铸铸铸铸铁铁铁铁、铜铜铜铜合合合合金、铝合金等。金、铝合金等。金、铝合金等。金、铝合金等。抛光抛光1 1）用用用用粘粘粘粘有有有有抛抛抛抛光光光光膏膏膏膏的的的的高高高高速速速速旋旋旋旋转转转转的的的的弹弹弹弹性性性性轮轮轮轮或或或或砂砂砂砂带带带带来来来来加加加加工工工工工工工工件表面的光整加工工方法。件表面的光整加工工方法。件表面的光整加工工方法。件表面的光整加工工方法。（1 1）目的：降低工件表面粗糙度）目的：降低工件表面粗糙度）目的：降低工件表面粗糙度）目的：降
23、低工件表面粗糙度值值值值；（2 2）加工）加工）加工）加工时时时时：有机械作用和化学作用；：有机械作用和化学作用；：有机械作用和化学作用；：有机械作用和化学作用；（3 3）弹性轮：毡毛、皮革、棉布及法兰绒等制成。）弹性轮：毡毛、皮革、棉布及法兰绒等制成。）弹性轮：毡毛、皮革、棉布及法兰绒等制成。）弹性轮：毡毛、皮革、棉布及法兰绒等制成。2 2）余量）余量）余量）余量为为为为0.0050.0050.0100.010mmmm内，内，内，内，RaRa：0.0250.0250.010 mm0.010 mm。3 3）不能纠正预加工所产生的尺寸及形位误差。不能纠正预加工所产生的尺寸及形位误差。不能纠正预加工所产生的尺寸及形位误差。不能纠正预加工所产生的尺寸及形位误差。超精密砂带抛光（砂带磨）超精密砂带抛光（砂带磨）6 6）超精密砂带抛光（砂带磨）：）超精密砂带抛光（砂带磨）：）超精密砂带抛光（砂带磨）：）超精密砂带抛光（砂带磨）：