第2章-精密切削加工(教授专用)

1、2020/7/9,第二章 精密切削加工,主讲:王国军,2020/7/9,在所处的时代里，用一般的技术水平，即可以实现的精度称为普通加工。 必须用较高精度的加工机械、工具及高水平的加工技术才能达到的精度，属于精密加工。 并非可以用较高技术轻而易举地就可以达到，而是采用先进的技术经过探讨、研究、实验之后才能达到的精度，并且实现这一精度指标尚不能普及的加工技术称为超精密加工。,第一节 概述,一、精密、超精密加工的概念,2020/7/9,(1) 相对性，随时间的推移而变化 (2) 不普及性、保密性； (3) 属于尖端技术； (4) 与测量技术密切相关； (5) 国际竞争中取得成功的关键技术。,二、精密

2、、超精密加工的特点,2020/7/9,加工精度的发展趋势,2020/7/9,一般加工 加工精度10m左右，表面粗糙度 Ra 0.1m 精密加工 加工精度0.11m，表面粗糙度Ra=0.020.1m 超精密加工 加工精度 0.1m，表面粗糙度 Ra 0.01m 发展方向：加工精度 1nm(10-3m)，表面粗糙度Ra0.005m的加工技术纳米加工。,三、精密、超精密加工的范畴,2020/7/9,四、实现精密、超精密加工技术的条件,2020/7/9,机床技术 (刚度、驱动系统、主轴、工作台、导向、轴承、润滑、夹持系统、变形等) 刀具技术 (刀具几何参数、刀具结构、磨损、破损等) 测量技术 (误差检

3、测、补偿、位移、形状、粗糙、微位移机构、激光技术、表面变质层等) 环境技术 (空气、温度、振动、噪声、湿度、静电、光等),五、精密、超精密加工的关键技术,2020/7/9,六、超精密加工的方法,2020/7/9,各种产品所适用的超精密加工方法,2020/7/9,精密机床是实现精密加工的首要基础条件。 高精度 高刚度 高稳定性 高自动化,第二节 超精密机床,一、超精密加工对机床的要求,2020/7/9,1）美国：50年代首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床；19831984研制成功大型超精密金刚石车床DTM3型和LODTM大型超精密车床,第二节 超精密机床

4、,二、发展概况,2020/7/9,2）英国：1991年研制成功大型超精密机床OAGM2500。 3）日本：现在在中小型超精密机床生产上已经具有一定的优势，甚至超过了美国。 4）中国：JCS027超精密车床、JCS031超精密铣床、JCS035超精密车床等。,二、发展概况,2020/7/9,1、大型光学金刚石车床-LODTM,三、典型机床简介,2020/7/9,1、大型光学金刚石车床-LODTM,三、典型机床简介,2020/7/9,2、OAGM 2500大型超精密机床,三、典型机床简介,2020/7/9,3、OAGM 2500大型超精密机床,三、典型机床简介,2020/7/9,3、AHNIO型高

5、效专用车削、磨削超精密机床,三、典型机床简介,2020/7/9,四、超精密机床的主轴部件,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。 影响回转精度的因素 （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。 关键在于精密轴承,2020/7/9,2020/7/9,2020/7/9,2020/7/9,2020/7/9,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,1)主轴箱位置固定，刀架装在十字形滑板上 2）T形布局 3）R布局 4）立式结构布局,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,导轨不仅支承工作

6、台、主轴箱、头架、尾架等部件的载荷，而且还保证各部件间的相对位置与相对运动的精度。但是与主轴部件相比，具有以下的特点： 1）工作速度低。 2）导轨的工作部分既长又薄，刚度差，是机床最薄弱的环节 之一。 3）受力情况比较复杂，这样给计算带来困难。 4）导轨的加工工作量较大。,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,2020/7/9,五、超精密机床的导轨部件,2020/7/9,切削在晶粒内进行； 切削力原子结合力（剪切应力达13000N/mm2）； 刀尖处温度极高，应力极大，普通刀具难以承受 高速切削（与传统精密切削相反），工件变形小，表层高温不会波及工件内层，可获得高精度和好表面质量。,第三节 金刚石刀具超精密切削,一、金刚石刀具超精密切削机理,2020/7/9,金刚石刀具超精密切削,2020/7/9,金刚石刀具超精密切削,2020/7/9,金刚石刀具超精密切削,2020/7/9,超精切削刀具材料：天然金刚石，人造单晶金刚石