第1章_精密切削加工祥解.ppt

1.3.5 进给驱动系统 压电或电致伸缩微量进给装置的特点： ①具有良好的动态特性； ②可用于实现自动微量进给、误差在线补偿。 平时电致伸缩陶瓷片两片成一对，中间通正电，两侧通负电，将很多对陶瓷片叠在一起。正极联在一起，负极联在—起，即组成一个电致伸缩传感器。陶瓷片在静电场作用下将伸长，当静电场的电压增加时，伸长量也增大。 1.3.5 进给驱动系统 一是依靠一定精度的机床来保证，即要求机床的精度高于工件所要求的精度，称之为“蜕化”原则或“母性”原则。 二是在精度比工件要求低的机床上，加工出高精度的工件，利用在线检测和误差补偿技术，可以实现这个目的。这就是所谓的“进化”原则或“创造性”原则。 超精密机床，都装有双频激光随机检测系统和精密数控系统组成反馈闭环控制系统，以保证加工的尺寸精度。 1.3.6 在线检测与误差补偿技术 保证零件加工精度有两条途径： --检测机床运动部件的位移,并和精密数控系统组成精密反馈闭环控制系统,消除误差,进一步提高加工精度. /v_show/id_XOTYxODE0MDA=.html 第1章 精密切削加工 1.4 超精密加工机理 1.4金刚石刀具超精密切削机理 1.金刚石刀具超精密切削机理 1） 切削厚度与材料剪切应力的关系 金刚石刀具超精密切削的机理与一般切削加工的有较大差别。由于金刚石刀具超精密切削的切削厚度极小，这时切削的深度可能小于被加工材料晶粒的大小，切削是在被加工材料的晶粒内进行的，因此，切削力一定要大于晶体内部非常大的原子、分子结合力，刀刃上所承受的剪切应力会急速地增加并变得非常大。这时刀刃处将产生很大的热量，刀刃切削处的温度将很高，因此要求刀具有很高的高温强度和硬度。金刚石刀具不仅有很高的高温强度和硬度，而且由于金刚石材料质地细密，且切削刃的几何形状非常好，表面十分光滑，因此能够进行镜面切削，这是当前其它刀具材料无法比拟的。 金刚石刀具超精密切削加工是一种原子、分子级加工单位的去除加工方法，要从工件上去除材料，需要相当大的能量要去除的一块材料的大小就是加工单位，加工单位的大小和材料微观缺陷分布的尺寸大小不同时，被加工材料的破坏方式就不同。 1）晶格原子、分子的破坏 晶格原子、分子的破坏就是把原子、分子一个一个的去除。 2）点缺陷 点缺陷就是在晶体中存在空位和填隙原子。点缺陷的破坏是以原子缺陷（包括空位和填隙原子）为起点来增加晶格缺陷的破坏。晶体中存在的杂质原子也是一种点缺陷。 3） 位错缺陷和微裂纹 4） 晶界破坏、空隙和裂纹 1.4金刚石刀具超精密切削机理 2） 材料微观缺陷及其对超精密切削加工的影响 3） 加工表面的形成与质量 （1）金刚石刀具超精密切削表面的形成 用金刚石刀具进行超精密切削而形成表面时，主要影响因素有几何因素、塑性变形和加工震动等。 几何因素主要是指刀具的形状、几何角度、刀刃表面粗糙度和进给量等。它主要影响与切削运动方向相垂直的横向表面粗糙度。 塑性变形不仅影响横向表面粗糙度，而且影响与切削运动方向相平行的纵向表面粗糙度。 加工中的振动对纵向表面粗糙度也有影响，因此在超精密切削中，振动也是不允许的。 1.4金刚石刀具超精密切削机理 （2）金刚石刀具超精密切削中切削厚度 金刚石刀具超精密切削所能切除金属层的厚度标志其加工水平。一般用刀具的切削刃圆弧半径来表示。 （3）表层破坏层的应力状态 在金刚石刀具超精密切削中，工件表面产生塑性变形，内层产生弹性变形。切削后，内层弹性恢复，受到表层阻碍，从而使表层产生残余压应力；另一方面，由于微挤压作用，也使得工件表层有残余压应力。所以，在切削后，切削层部分都会有较高的应力。 1.4金刚石刀具超精密切削机理 ①天然单晶金刚石刀具只能在机床主轴转动非常平稳的高精度机床上使用，否则由于振动会使金刚石刀具很快产生刀刃微观崩刃，不能继续使用。 ②在金刚石刀具设计时，应正确选择金刚石晶体方向，以保证刀刃具有较高的微观强度，减少解理破损的产生概率。 1.2.3 刀具磨损、破损及耐用度 提高金刚石刀具的耐用度的措施： 第1章 精密切削加工 1.3 精密切削加工机床及应用 二战后，美国首先发展了金刚石刀具精密切削技术，并为此发展了空气轴承的高性能精密车床。 50年来，研究开发了超精密切削机床。超精密切削机床是综合性新技术的结晶，它综合应用多项近代新技术于精密机床，使精密机床产生质的飞跃。 近年来，精密和超精密切削技术在民用产品中亦得到广泛的应用，如加工计算机磁盘，复印机的硒鼓，录像机磁鼓，激光打印机的多棱镜等。 1.3.1 精密机床发展概况 国外 一些高生产率的中小型超精密机床