精密加工技术-第六章.ppt

1、精密加工技术,授课教师：赵岩 单位：机械制造及其自动化系 机械工程学院,联系方式：,2011-4,一、陶瓷的精密加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,？什么是陶瓷？陶与瓷区别在哪？ ？日常生活中都会接触哪些陶瓷,一般陶瓷的密度低于金属。 陶瓷与金属相比硬度要高得多。 陶瓷的弹性模量大。 陶瓷熔点一般高与金属，但常温下没有固定的熔点。 热导率一般较低。 热膨胀系数小。,陶瓷特点*,一、陶瓷的精密加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,研磨陶瓷,研具一般为铸铁或者钢。从加工效率的角度讲，研具硬度高，加工效率高；从被研磨陶瓷的表面粗糙度角度看，研具越软，被加工表面Ra越小。,研磨陶瓷所用的磨料一般为碳

2、化硅、氧化铝和金刚石微粉。,一般使用水作为研磨液，为了不使磨料在研磨液中结团，往往需要加分散剂。,一、陶瓷的精密加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,抛光陶瓷,抛光的主要目的就是减小工件的Ra值。 研磨与抛光的区别是：所用磨料的粒度、及使用方式不同,三种抛光机理：机械微笑去除学说、表面流动学说和化学作用学说。,并非所有的陶瓷都可以抛光成镜面。好比铸铁不可能加工出很小的Ra一样。,二、光栅的精密加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,？数控机床中使用的光栅 ？如何计算光栅莫尔条纹宽度,光栅的加工方法：,机械刻线方法,激光干涉条纹方法,扭头刨床式刻线机,龙门刨床式刻线机,机械式光栅刻线实际上是使用挤

3、压的方式使被加工材料发生塑性变形形成光栅沟。,光栅的结构：底部为玻璃板，上层为金属镀膜。,三、石英振子的精密加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,？什么是石英,石英的压电特性： 在人造石英晶体的x轴上施加外力，石英振子将产生电荷； 在另一特定方向上施加电压，石英振子将产生振动。,利用石英振子的压电特性可以制成多种产品： 电子表、测力仪等,石英振子在切片，抛光过程中在石英表层产生的变质层，导致制成后的产品产生振动频率的变化，如果变质层严重，则振子不能稳定工作。,石英钟的工作原理,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,经过雕琢的金刚石称为钻石，加工金刚石比加工其他宝石要困难,金刚石中

4、含有的N元素杂志对其性能影响较大。 天然金刚石分为a，b，a， b。其中型中几乎不含N 98%的天然金刚石为型的，多为N置换了C。 人造金刚石全部为型的,金刚石中颜色不同，硬度不同，其中以茶色最硬，其次为无色和淡黄色的。,A 金刚石的基本特性：,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,金刚石有多种晶体结构，其中最基本的为正八面体结构,以莫氏硬度表示，金刚石硬度为10，刚玉为9。 金刚石的三种晶相中以111面最硬，也最难加工。 金刚石导热性能好，热膨胀系数小。 大气中加热到788开始石墨化，空气中875开始燃烧。,B 钻石戒面的加工,常用的三种硬度指标,先设计划线 在用专用工具切割

5、打圆棱角（以一块金刚石去加工另一块金刚石）,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,B 钻石戒面的加工,研磨抛光（以橄榄油作为研磨混合剂）,卡地亚钻戒,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,C 单晶金刚石刀具的加工,选用0.5-1ct的金刚石原石。选好原石，选好加工晶面,硬度： 茶色最硬、其次为无色，再次为黄色。一般用茶色的金刚石作为刀具，效果好。 热传导：原子间结合力强，热传导率高。 热膨胀系数：为刚玉或者石英的1/8,冷热变化下，热变形小。 解理：金刚石的解理特性的两面性-加工金刚石时利用解理；使用金刚石刀具要避免解理现象出现。 金刚石原石的形状：金刚石标准结晶形

6、状为八面体，但天然金刚石原石多为12面体或者斜方12面体。,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,D 金刚石刀具,如何衡量金刚石刀具的优劣？,利用此刀具是否能够加工出Ra在0.01-0.02um的镜面质量。 此刀具能否保持长时间的切削锋利性，即切削距离达到数百千米时所加工表面质量不能有明显的下降。,金刚石刀具一般不采用尖刃刀尖。,金刚石硬而脆，刀尖太尖易蹦碎。 超精密切削切削用量小，尖刃并不能得到好的表面质量，一般金刚石刀尖都做成直线或者圆弧修光刃。,四、精密加工金刚石,第六章 脆硬非金属材料精密加工,D 金刚石刀具,金刚石脆性大，为保证刀具的强度，应使刀具的碶角大些，一般前角为

7、0，后角5-8。,金刚石刀具的研磨：首先研磨前刀面，然后研磨后刀面，再一次研磨其他刀面，直至刀具成型。每次更换刀面时都要重新粘接，一把刀具的所有操作都必须由同一个操作者完成。 所以金刚石刀具的加工质量除了与设备精度有关外，还取决于加工者的操作水平。,五、宝石的加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,？什么是宝石,钻石 水晶 红宝石 蓝宝石 翡翠 猫眼 琥珀,宝石的价格：三分材料七分加工,不但要看宝石的质量，还要用显微镜观察加工质量,古董界：三年不开张，开张吃三年！,五、宝石的加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,A 宝石加工用的磨料与磨具 磨料：碳化硅、氧化铝、氧化铁、金刚石微粉。 砂轮：氧化铝砂轮、碳化硅砂轮、金刚石砂轮。 其他磨具：砂布，砂纸，磨石，金刚石钻。,B 宝石的切割,C 素面宝石的加工 加工前应选取好加工面（蓝宝石的星光效应、海蓝宝石的猫眼效应。） 切割-粗磨-粘料-精磨-抛光-清洗,五、宝石的加工,第六章 脆硬非金属材料精密加工,D 刻面宝石的加工 刻面宝石，通常将透明的宝石加工成刻面。 刻面宝石