精密机械制造

1、超精密加工是国家制造工业水平的重要标志之一超精密加工是国家制造工业水平的重要标志之一 超精密加工所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几何形状是一个国家制造技术水平的重要标志之一。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密切削的一个关键技术参数，日本声称已达到2nm，而我国尚处于亚微米水平，相差一个数量级；又如金刚石微粉砂轮超精密磨削在日本已用于生产，使制造水平有了大幅度提高，突出地解决了超精密磨削磨料加工效率低的问题。精密和超精密加工是先进制造技术的基础和关键精密和超精密加工是先进制造技术的基础和关键 作为制造技术的主战场，作为真实产品的实际制造，必然要靠精密加工和超精密加工

2、技术。集成电路君越 2mm工程-车身制造综合误差指数(Continuous Improvement Indicator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 、通用国防工业上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密加工，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0.0005m，则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。 红外线探测器反射镜，其抛物面反射镜形状精度为1m，表面粗糙度为Ra0.01m，其加工精度直接影响导弹的引爆距离和命中率。 瑞典RBS-70系统 东风11型近程导弹 东芝事件东芝机械公司与挪威康士堡向

3、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”是苏联国家安全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”工作 “巴黎统筹委员会” 国防工业上的需求国防工业上的需求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，形状精度为0.01m，如著名的哈勃太空望远镜，能观察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，其形状精度小1m，表面粗糙度小于Ra0.01m，其质量直接影响激光的光源性能。信息产品中的需求信息产品中的需求 计算机上

4、的芯片、磁板基片、光盘基片等都需要超精密加工技术来制造。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须进行超精密加工，才能达到质量要求。民用产品中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密加工技术来完成。至于超精密加工床、设备和装置当然更需要超精密加工技术才能制造。国内外现状国内外现状(1)美国是开展研究最早的国家。(2)日本是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家 。(3)我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足进步，80年代中期出现了具有

5、世界水平的超精密机床和部件。济南二机床集团的 XKV2745200双龙门移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，特别使用 “九轴五连动车铣复合数控机床”精心雕刻出一个金属足球 精密和超精密加工的概念精密和超精密加工的概念 4.1 精密和超精密加工的相对性及精度表示方法精密和超精密加工的相对性及精度表示方法 4.1 精密和超精密加工方法精密和超精密加工方法 精密加工对设备及环境的要求精密加工对设备及环境的要求 4.1 4.2.1加工方法的选择加工方法的选择 4.2 4.2 加工阶段的划分加工阶段的划分4.2.2 工序的集中与分散工序的集中与分散 加工顺序的安排加工顺序

6、的安排 外圆表面的加工路线外圆表面的加工路线4.2.3 抛 光Ra 0.0081.25研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080图4-2 外圆表面的典型加工工艺路线 粗 铣IT1113Ra 520半 精 铣IT811Ra 2.51

7、0精 铣IT68Ra 0.635孔的加工路线孔的加工路线4.2.3 图4-3 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5R

8、a0.081.25平面的加工路线平面的加工路线4.2.3 图4-4 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT111

9、3Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520型面的加工型面的加工4.2.3 金刚石刀具主要是对铝、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。所谓精密和超精密磨料加工，就是利用细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加工，以得到高加工精度和低表面粗糙度值。精密和超精密加工分类精密和超精密加工分类精密和超精精密和超精密磨料加工密

10、磨料加工固结磨料加工游离磨料加工精密研磨精密抛光固结磨具涂覆磨具精密砂轮磨削油石研磨精密珩磨精密超精加工砂带磨削砂带研磨固结磨料加工固结磨料加工将磨料或微粉与结合剂粘合在一起，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。精密和超精密砂轮磨削精密和超精密砂轮磨削精密砂轮磨削：砂轮的粒度6080，加工精度1m，Ra0.025m；超精密砂轮磨削：砂轮的粒度W40W5，得加工精度0.1m， Ra0.0250.008m。精密和超精密砂带磨削精密和超精密砂带磨削精密砂带磨削：砂带粒度W63W28，加工精度1m，Ra0.025;超精密砂带磨削：砂带粒度W28W

11、3，加工精度0.1m，Ra0.0250.008m。游离磨游离磨料加工料加工磨料或微粉不是固结在一起，而是成游离状态。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、喷射加工等。4.3.1精密和超精密砂轮磨料磨具精密和超精密砂轮磨料磨具磨料及其选择磨料及其选择普通磨料碳化物系碳化硼碳化硅刚玉系超硬磨料金刚石天然人造立方氮化硼磨料粒度及其选择磨料粒度及其选择多选用180240普通磨料、170/200325/400超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉。结合剂及其选择结合剂及其选择将磨料粘合在一起，形成一定的形状，并有一定的强度。树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属

12、结合剂普通磨具硬度低表示磨粒易脱落。超硬磨具无硬度项指标。硬度及选择硬度及选择磨具的强度磨具的强度高速回转时，抵抗因离心力的作用而自身破碎的能力。磨具的形状和尺寸及其基体材料磨具的形状和尺寸及其基体材料根据机床规格和加工情况选择磨具的形状和尺寸。基体材料与结合剂有关，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组织及其选择精密和超精密涂覆磨具精密和超精密涂覆磨具涂覆磨具分类涂覆磨具分类涂覆磨具工作条件基底材料形状耐水干磨复合纸棉布化纤布塑料膜盘状页状卷状环状带状精密和超精密涂覆磨具精密和超

13、精密涂覆磨具涂覆磨料及粒度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。粘接剂粘接剂又称胶，作用是将砂粒牢固地粘接在基底上。又称胶，作用是将砂粒牢固地粘接在基底上。动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨和油磨。和油磨。树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂等。用于难磨材料或复杂形面的磨削或抛光。等。用于难磨材料或复杂形面的磨削或抛光。高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精密磨削。高分子化合物：聚醋酸乙稀酯

14、。用于精密磨削。涂覆方法涂覆方法重力落砂法重力落砂法涂覆法涂覆法静电植砂法静电植砂法一、精密磨削机理一、精密磨削机理(1)微刃的微切削作用(2)微刃的滑挤、摩擦、抛光作用(3)微刃的等高切削作用二、精密磨削砂轮选择二、精密磨削砂轮选择 精密磨削使所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其等高性为原则。 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、铬刚玉应用最普遍。 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，加入石墨填料加强摩擦抛光作用。三、精密磨削时砂轮的修整三、精密磨削时砂轮的修整 砂轮修整是精密磨削的关键，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

15、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1015mm/min，修整深度为2.5m/单行程，精修次数23次，光修次数1次单行程。四、精密磨削条件与要求四、精密磨削条件与要求 精密磨削要在精密磨床上进行。精密磨床应满足的要求： 1、高几何精度：主要有砂轮主轴回转精度和导轨平直度，以保证工件的几何形状精度要求，主轴轴承一般采用动压和动静压组合轴承。 2、低速进给运动的稳定性：要求无爬行和冲击现象，能平稳工作。特殊设计液压系统，采取排除空气、低流量节流阀、工作台导轨压力润滑。 3、减少振动 1）电动机的转子应进行动平衡，电动机与砂轮架之间进行隔振； 2

16、）砂轮要进行动平衡； 3）精密磨床最好安装在防振地基上。五、磨削用量五、磨削用量砂轮速度砂轮速度一般在1530m/s一般在612m/min工作速度工作速度工件纵向进给量工件纵向进给量一般为50100mm/min或0.060.5mm/r横向进给量（吃刀量）横向进给量（吃刀量）一般取0.62.5m/单行程横向进给（走横向进给（走刀）次数刀）次数一般约23次（单行程）光磨（无火花磨削）光磨（无火花磨削）粗粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用58次细粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用1025次。六、超硬磨料砂轮磨削特点六、超硬磨料砂轮磨削特点 1）可用来加工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料，如硬质合金

17、、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应，加工黑色金属时，有较高的耐磨性。 2）磨削能力强，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，加工表面质量好，无烧伤、裂纹和组织变化。 4）磨削效率高。 5）综合成本低。整形整形对砂轮进行微量切削，使砂轮达到所要求的几何形状精度，并使磨料尖端细微破碎，形成锋利的磨削刃。修锐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，形成切削刃。超硬磨料砂轮修整超硬磨料砂轮修整车削法车削法用单点、聚晶金刚石笔，修整片等车削金刚石砂

18、轮达到修整目的。磨削法磨削法用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整，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，致使超硬磨粒就会脱落。目前最为广泛采用的修整法。软钢磨削整形法软钢磨削整形法单滚轮法双滚轮法滚压挤轧法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行自由对滚，使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。喷射法喷射法碳化硅和刚玉电解修整法电解修整法 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。电火花修整法电火花

19、修整法电火花放电加工，适用于各种金属结合剂砂轮。若在结合剂中加入石墨粉，可用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。既可整形，又可修锐。超声波振动修整法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。超精密磨削对磨床的要求：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0.0010.002mm/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

20、密封。5）有比较完善的磨削液处理系统。6）采取相应的防振、隔振措施。超硬磨料砂轮磨削工艺超硬磨料砂轮磨削工艺磨削用量磨削用量磨削速度磨削速度人造金刚石砂轮的磨削速度为1230m/s，立方氮化硼砂轮的磨削速度为4560m/s.磨削深度磨削深度工件速度工件速度一般为1020m/min纵向进给纵向进给速度速度一般在0.451.5m/min磨削深度为0.0020.01mm磨削液磨削液磨削液的作用磨削液的作用磨削液的种类磨削液的种类和组成和组成降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。润滑、冷却、清洗性能，尚有渗透性、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

21、，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。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。超硬磨料砂轮的平衡超硬磨料砂轮的平衡静平衡静平衡动平衡动平衡 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行力偶平衡。 一般在动平衡机上进行。一、超精密磨削和镜面磨削一、超精密磨削和镜面磨削超精密磨削的加工精度达到或高于0.1m，表面粗糙度低于0.025m，是一种亚微米级的加工方法；对于钢、铁材

22、料和陶瓷、玻璃等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0.020.01m，属于精密和超精密磨削范畴。 超精密磨削的特点：1）超精密磨削是一种超微量切除加工2）超精密磨床是超精密磨削的关键3）超精密磨削是一个高精度、高稳定 性的系统工程二、超精密磨削机理二、超精密磨削机理磨削加工过程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增加，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，开始是弹性区，继而塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区。4）超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏

23、作用，同时还有滑擦作用。磨削加工过程磨削加工过程 磨削加工是无数磨粒的连续磨削。加工的实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，并形成光洁表面的过程。磨削过程可分为：三个阶段，砂轮表面的磨粒与工件材料接触，发生弹性变形，磨粒继续切入工件（切削深度增加），工件材料进入塑性阶段，材料晶粒发生滑移。塑性变形不断增大，当力达到工件的强度极限时，被磨削层材料产生挤裂，即进入切削阶段，最后被切离。当磨削切入量达到最大值后，逐渐减少，最后到零，同时经历塑性区和弹性区。 三、超精密磨床三、超精密磨床超精密磨床的特点超精密磨床的特点 （1）高精度 尺寸精度：正负0.25正负

24、0.5 圆度：0.250.1m 圆柱度：25000：0.255000：1m 表面粗糙度：0.0060.01m （2）高刚度 刚度值一般应在200N/m以上 （3）高稳定性 （4）微进给装置 使砂轮获得行程为250m，位移精度为0.020.2m，分辨率达 0.010.1m。 （5）计算机数控超精密磨床的结构超精密磨床的结构 超精密磨床在结构上的发展趋势：超精密磨床在结构上的发展趋势：（1）主轴轴承由动压向动静压和 静压发展，由液体 静压向空气静 压发展。（2）多采用空气静压导轨，也有 采用精密研磨配制 的镶钢滑动导轨。（3）床身、工作台等逐渐采用稳 定性好的天然或人 造花岗岩。（4）整个机床采用

25、对称结构、密 封结构、淋浴结构 等热稳定性措施。超精密磨削工艺超精密磨削工艺 砂轮线速度：1860m/min 工件线速度：410m/min 工作台纵向进给速度;50100mm/min 磨削深度：0.51m 磨削横进给次数：24次 无火花磨削次数：35次 磨削用量：25m砂带磨削方式砂带磨削方式闭式砂带磨削闭式砂带磨削开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环形砂带，通过张紧轮撑紧，由电动机通过接触轮带动砂带高速回转，工件回转，砂带头架或工作台纵向及横向进给运动，从而对工件进行磨削。采用成卷砂带成卷砂带，由电动机经减速机构通过卷带轮带动砂带作极缓慢的移动，砂带绕过接触轮并以一定的工作

26、压力与工件被加工表面接触，工件回转，砂带头架或工作台纵向及横向进给，从而对工件进行磨削。砂带在磨削过程中的连续缓慢移动，切削切削区不断出现新砂粒区不断出现新砂粒，磨削质量高且稳定，磨削效果好一、砂带磨削方式、特点和应用一、砂带磨削方式、特点和应用闭式砂闭式砂带磨削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。开式砂开式砂带磨削带磨削一、砂带磨削方式、特点和应用一、砂带磨削方式、特点和应用砂带磨削特点砂带磨削特点1）砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削 工件表面质量高，表面粗糙度可达0

27、.050.01m， 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表面烧伤。工件的 尺寸精度可达50.5m，平面度可达1m。又有“冷态” 磨削之称。3）砂带磨削效率高，无需修整。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。5）砂带磨削有广阔的工艺性和应用范围、很强的适应性。 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）接触轮外缘材料为橡胶、塑料时，加工时的抛光作用强；2）接触轮外缘材料为钢铁、铜、胶木时，加工时的研磨作 用强；3）接触轮外缘材料为半软半硬时，加工时研磨、抛光兼有。

28、缺点：缺点：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，对形状和位置精度要求高的也不如精密砂轮磨削。二、砂带磨削机理二、砂带磨削机理 砂带磨削时，弹性变形区的面积较大，使磨粒承受的载荷大大减小，载荷值也较均匀，且有减振作用。砂带磨削时材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、研磨和抛光的综合作用，是一种复合加工。三、精密砂带磨床和砂带头架三、精密砂带磨床和砂带头架砂带磨削头架砂带磨削头架闭式磨闭式磨削头架削头架组成：接触轮（或支撑板）

29、、主动轮、张紧轮、张紧机构、调偏机构、电动机、基座等。开式磨开式磨削头架削头架组成：卷带轮、接触轮、砂带轮、电动机、基座等。砂带振动磨削砂带振动磨削 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）振动地叠加可以形成复杂而又不重复地磨削轨迹， 形成网状纹，有利于降低表面粗糙度，得到很低的 粗糙度值加工表面。3）可采用干式磨削，加工表面不易出现划痕。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。三、精密砂带磨床和砂带头架三、精密砂带磨床和砂带头架接触轮接触轮接触轮接触轮三、精密砂带磨床和砂带头架三、精密砂带磨床和

30、砂带头架接触轮的选用原则接触轮的选用原则（1）接触轮的硬度越大，加工表面粗糙度越大；（2）除软质接触轮因超速而发生硬化外，速度高，所 获得的表面粗糙度就低；（3）锯齿形接触轮与表面平滑的接触轮相比，砂带的 使用寿命要长；（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：主动轮、张紧轮及张紧机构、调偏机构、振荡机构。四、精密砂带磨削工艺四、精密砂带磨削工艺砂带磨削用量选择砂带磨削用量选择砂带速度砂带速度对闭式磨削，粗磨时为1220m/s，精磨为2530m/s.工件速度工件速度粗磨选2030m/min，精磨选20m/min以下纵向进给量纵向进给量及磨削深度及磨削深度粗磨

31、时，纵向进给量为0.173.00mm/r，磨削深度为0.050.10mm，精磨时，纵向进给量为0.42.00mm/r，磨削深度为0.010.05mm。接触压力接触压力一般选取50300N四、精密砂带磨削工艺四、精密砂带磨削工艺砂带选择及其修整砂带选择及其修整滚压法滚压法对磨法对磨法预磨法预磨法使砂带通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。将新砂带使用一段时间后，待砂带处于正常磨损的最佳阶段时备用。四、精密砂带磨削工艺四、精密砂带磨削工艺磨削液与干磨削液与干磨剂的选择磨剂的选择四、精密砂带磨削工艺四、精密砂带

32、磨削工艺砂带磨削砂带磨削的除尘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装置。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表面起修光作用。国内：多采用直线修光刃，修光刃长度一般取0.10.2mm国外：多采用圆弧修光刃，圆弧半径R=0.53mm。金刚石刀具的主偏角，平时采用3090度，用得较多的是45度。1 1、金刚石刀具的结构和的几何参数、金刚石刀具的结构和的几何参数刀头形式刀头形式主轴回转精度主轴回转精度 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

33、的径向跳动、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。端面跳动和轴向窜动的大小。 影响回转精度的因素影响回转精度的因素 （1 1）轴承精度和间隙的影响。）轴承精度和间隙的影响。 （2 2）主轴、支承座等零件中精度的影响。）主轴、支承座等零件中精度的影响。 关键在于精密轴承。关键在于精密轴承。滑动轴承的分类滑动轴承的分类 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦状态，滑动轴承可分为状态，滑动轴承可分为: 液体摩擦轴承液体摩擦轴承非液体摩擦轴承非液体摩擦轴承液体动压润滑轴承液体动压润滑轴承液体静压液体静压润滑润滑轴承轴承

34、 按滑动轴承承受载荷的方向可分为按滑动轴承承受载荷的方向可分为:径向滑动轴承（向心）径向滑动轴承（向心）推力滑动轴承（止推）推力滑动轴承（止推）根据润滑膜的形成原理不同分为：根据润滑膜的形成原理不同分为：动压润滑轴承动压润滑轴承利用相对运动副表面的相对运动利用相对运动副表面的相对运动和几何形状，借助流体粘性，把润滑和几何形状，借助流体粘性，把润滑剂带进摩擦面之间，依靠自然建立的剂带进摩擦面之间，依靠自然建立的流体压力膜，将运动副表面分开的润流体压力膜，将运动副表面分开的润滑方法为流体动压润滑。滑方法为流体动压润滑。静压润滑轴承静压润滑轴承在滑动轴承与轴颈表面之间输入在滑动轴承与轴颈表面之间输入

35、高压润滑剂以承受外载荷，使运动副高压润滑剂以承受外载荷，使运动副表面分离的润滑方法成为流体静压润表面分离的润滑方法成为流体静压润滑。滑。径向轴承（径向轴承（向心轴承向心轴承）径向轴承的径向轴承的受力受力FrFr与轴的中心线垂直与轴的中心线垂直止推轴承（推力轴承）止推轴承（推力轴承）止推轴承受力止推轴承受力FaFa与与轴的中心线平行轴的中心线平行FrFa轴承座轴承座径向轴瓦径向轴瓦止推轴瓦止推轴瓦液体静压轴承工作原理液体静压轴承工作原理静压轴承组成：供油系统、节流器、轴承 （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

36、回油箱（径向回油），另一部分则由两端流回油箱（轴向回油）。 （4）油腔四周形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一般为 0.020.04mm。 （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，则各油腔的油压相同，保持平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈表面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，轴颈向下移动产生偏心量e。 （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，因而流过节流器T3的流量减少，压力损失随

37、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h0e，由于油液流过间隙大的地方阻力小，流量增加，因而流过节流器T1的流量增加，压力损失亦随着增加，所以油腔1内的油压p就降低，这样油腔3与油腔1之间形成了压力p = 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，则轴承的承载能力为：F= A（p3 - p1） （12）各油腔由同一个液压泵供油，则每个油腔必须串联一个节流器。 （13）没有节流器，各油腔油压相同，互相抵消，就不能平衡外载荷了，这时主轴产生位移，甚至使轴颈与轴承表面接触 （14）油腔压力是液压泵供给

38、的，与轴的转速无关。因此，静压轴承可以在很低的转速下工作。 1）液体静压轴承的温升很高，难以控制，造成热变形，影响主轴精度。 2）静压油回油时将空气带入油源，形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。 解决措施： 1）提高静压油的压力到68MPa，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，基本达到恒温，减少轴承的温升。 3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。液体静压轴承的缺点液体静压轴承的缺点空气静压轴承主轴空气静压轴承主轴圆柱径向轴承和端面圆柱径向轴承和端面止推空气静压轴承止推空气静压轴承径向轴承的轴套制成外径向轴承的轴套制成外面鼓形

39、，能自动调整定面鼓形，能自动调整定心。心。轴套的外表面做凸轴套的外表面做凸形球面，与轴承盖及轴形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面相配承座上的凹形球面相配合。当轴变形时，轴套合。当轴变形时，轴套可以自动调整位置，从可以自动调整位置，从而保证轴颈与轴而保证轴颈与轴鼓鼓为面为面接触。用多孔石墨的轴接触。用多孔石墨的轴衬代替小节流孔。衬代替小节流孔。双半球空气轴承主轴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。前部用球形后部用圆柱前部用球形后部用圆柱径向空气轴承的主轴径向空气轴承的主轴立式空气轴

40、承立式空气轴承超精密机床主轴和轴承的材料超精密机床主轴和轴承的材料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）材料的稳定性好。38CrMoAl氮化钢，经表面氮化和低 温稳定处理，不锈钢和多孔石墨和轴承钢。 此外：花岗岩、微晶玻璃和陶瓷。滚柱导轨承载能力和刚度：都比滚珠导轨大应用：载荷较大的机床，应用最广泛对导轨不平行度（扭曲）要求较高，否则要造成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。再循环滚柱滚动组件再循环滚珠滚动组件再循环滚珠滚动组件在锯片抛光机中的应用再循

41、环滚珠滚动组件在锯片抛光机中的应用滚动导轨的预紧 在滚动体与导轨面之间预加一定载荷，可增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加工作。由于有预加接触变形，接触刚度增加。因而滚动导轨的预紧提高了导轨的精度和刚度。阻尼性能也有所增加，提高了导轨的抗振性。液体静压导轨液体静压导轨气浮导轨和空气静压导轨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压缩空气，使滑板或工作台浮起，工作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MSG325使用气浮导轨。空气静压导轨运动件的导轨面，上下、左右均在静

42、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、表面节流。静压空气压力46大气压。精密数控系统精密数控系统对超精密机床，刀具和工件的z向和x向运动以及加工非球曲面的精密回转工作台都是由精密数控系统进行控制的。精密数控系统通过直流伺服电机或交流伺服电机，双频激光测量系统检测z向和x向的位移反馈给精密数控系统，形成闭环控制系统，达到要求的位移精度。滚珠丝杠副驱动滚珠丝杠副驱动 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过盈。精密级