精密和超精密加工現狀與發展趨勢
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- 精密和超精密加工現狀與發展趨勢通常,按加工精度劃分,機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前,精密加工是指加工精度為1~0.1µ;m,表面粗糙度為Ra0.1~0.01µ;m的加工技術,但這個界限是隨著加工技術的進步不斷變化的,今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解決的問題,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面狀況;二是加工效率,有些加工可以取得較好的加工精度,卻難以取得高的加工效率。
超精密加工就是在超精密機床設備上,利用零件與刀具之間產生的具有嚴格約束的相對運動 ,對材料進行微量切削,以獲得極高形狀精度和表面光潔度的加工過程。當前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01μm的加工技術,亦稱之為亞微米級加工技術,且正在向納米級加工技術發展。
超精密加工包括微細加工、超微細加工、光整加工、精整加工等加工技術。微細加工技術是指制造微小尺寸零件的加工技術;超微細加工技術是指制造超微小尺寸零件的加工技術,它們是針對集成電路的制造要求而提出的,由于尺寸微小,其精度是用切除尺寸的絕對值來表示,而不是用所加工尺寸與尺寸誤差的比值來表示。光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質的加工方法,不著重于提高加工精度,其典型加工方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。實際上,這些加工方法不僅能提高表面質量,而且可以提高加工精度。精整加工是近年來提出的一個新的名詞術語,它與光整加工是對應的,是指既要降低表面粗糙度和提高表面層力學機械性質,又要提高加工精度(包括尺寸、形狀、位置精度)的加工方法。
一、精密加工的發展現狀與應用
1.精密成型加工的發展現狀與應用
精密鑄造成形、精密模壓成形、塑性加工、薄板精密成形技術在工業發達國家受到高度重視,并投入大量資金優先發展。我國的超塑成形技術在航天航空及機械行業也有應用,如航天工業中的衛星部件、導彈和火箭氣瓶等,采用超塑成形法制造偵察衛星的欽合金回收艙。與此同時,還基本上掌握了鋅、銅、鋁、欽合金的超塑成形工藝,最小成形厚度可達0.3mm,形狀也較復雜。此外,國外已廣泛應用精密模壓成形技術制造武器。目前,精密模壓技術在我國應用還較少,精度也較差,國外精度為±0.05—0.10mm,我國為±0.1—0.25mm。
2.精密加工技術的發展趨勢
面向21世紀的精密加工技術的發展趨勢體現在以下幾個方面
a.精密化
精密加工的核心主要體現在對尺寸精度、仿形精度、表面質量的要求。當前精密電火花加工的精度已有全面提高,尺寸加工要求可達±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm,最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。通過采用一系列先進加工技術和工藝方法,可達到鏡面加工效果且能夠成功地完成微型接插件、IC塑封、手機、CD盒等高精密模具部位的電火花加工。
b.智能化
智能化是而向21世紀制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節,通過模擬人類專家的智能活動,取代或延伸制
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