培训资料演示文稿PPT超精密加工材料.ppt

logo 超精密加工材料 主要内容介绍 u1、超精密加工对材料的要求 u2、超精密加工材料的分类 u3、常见的材料及加工方法 u4、几种典型的超精密加工方法 n化学成分：应准确、质地均匀、无杂质； 10-210-3 数量级。 n物理力学性能：稳定、一致，无外部和内 部微观缺陷；拉伸强度、硬度、伸长率、 弹性模量、热导率、膨胀系数等应达到10 -5 10-6数量级。 n加工工艺性能：冶炼、铸造、热处理等工 艺过程要严格控制。 1、超精密加工对材料的要求 2、超精密加工材料分类 黑色金属 精密合金 金属材料 非金属材料 钢 超 精 密 加 工 材 料 的 分 类 有色金属 铸铁 铝合金 铜合金 弹性合金 膨胀合金 热双金属 有机高分子材料 无机非金属材料 复合材料 塑料 橡胶 胶黏剂 涂料 石英 宝石 石材 金刚石 工程陶瓷 3、常见的材料及其加工方法 材 料超精密加工方法 无机 硬脆 材料 半导体材料 陶瓷 玻璃 石英 蓝宝石 金刚石 超精密磨削 超精密研磨 超精密抛光 软质金属 塑料超精密金刚石切削 耐热合金 复合材料 黑色金属 超精密磨削 超精密研磨 超精密抛光 4、几种典型的超精密加工方法 一、金刚石超精密切削一、金刚石超精密切削 （1 1）、金刚石刀具特点）、金刚石刀具特点 u高硬度和高耐磨性 u低膨胀系数：其线膨胀系数 仅是硬质合金的1/41/6,是高速钢的1/91/12 u高的导热性：切削热量不易聚集，切削温度 低，有利于加工尺寸精度的控制 u大的弹性模量：弹性模量大, 刀具的应变小， 也有利于超精加工的尺寸精度控制。 u极小的刀刃钝圆半径:刀刃钝圆半径小,可以实 现薄的切削厚度,能降低切削区的弹塑性变形, 进而降低切削力、切削温度和刀具磨损,使得 切削变得十分平稳。 金刚石超精密切削 金刚石超精密切削 加工4.5mm陶 瓷球 图 金刚石车床及其加工照片 金刚石超精密切削金刚石超精密切削 （2）、金刚石刀具的应用 u用于加工铝合金、黄铜等有色金属和某些 非金属材料，不能用于黑色金属材料的加 工。 u可以得到超光滑表面，ra0.02-0.005m， 精度达到0.01 m以上 u可以加工许多零件，如：陀螺仪、激光反 射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜 等。 金刚石超精密切削金刚石超精密切削 陀螺仪 右边的圆球就是石英制的转子， 近乎完美的球体 金刚石超精密切削 哈勃望远镜哈勃望远镜 直径2.4m形状精度0.01m 能观察140亿光年天体 elid磨削技术 (一)、elid磨削技术介绍 uelid磨削技术即在线电解砂轮修整技术， 它是由日本理化研究所大森整教授1987年 提出，并于1989年应用于实际加工当中。 uelid磨削技术适用于对脆硬材料进行超精 密镜面磨削。 uelid磨削技术广泛应用于电子、机械、光 学、仪表、汽车等领域 elid磨削技术 （二）、 elid磨削技术原理 进给 elid磨削原理 电源 金刚石砂轮 （铁纤维结合剂） 冷却液 冷却液 电刷 elid磨削技术 u电解修锐过程中,砂轮在电解作用下,其金属结 合剂电离溶解,使得砂轮表面的磨粒突出同时 生成一层致密而绝缘的氧化膜,这能减缓砂轮 的过度电解, 防止砂轮磨损过快。 u随着磨削加工的进行,表面的磨粒因磨损而脱 落,出刃高度降低,同时生成的氧化膜也因被工 件摩擦而变薄,此时砂轮的电解又恢复,金属结 合剂的电解过程加快,继续开始砂轮表面的电 解过程,磨粒的出刃高度增加,氧化膜又开始增 厚,如此循环。 elid磨削技术 （三）、elid磨削的工艺特点 u磨削过程具有良好的稳定性和可控性， 易 于实现磨削过程的最优化； u加工精度高，表面裂纹少，表面质量好； u适应性广泛，磨削效率高； u装置简单，成本低，推广性强等。 黑色金属超精密加工方法研究 u钢铁等黑色金属的金刚 石超精密切削一直是超精 密加工领域中尚未解决的 技术难题。 黑色金属超精密加工方法研究 u目前人们为突破金刚石切削黑色金属，一 直在进行大量的实践，如深冷切削、富碳 大气中的切削等，都先后取得