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机械制造技术 热流动加工（火焰，高频，热射线，激光） 压铸，挤压，喷射，浇注 微离子流动加工 热表面流动 粘滞性流动 摩擦流动 变形加工(流动加工) 化学镀，气相镀（电镀，电铸） 氧化，氮化（阳极氧化） （真空）蒸镀，晶体增长，分子束外延 烧结，掺杂，渗碳，（侵镀，熔化镀） 溅射沉积，离子沉积（离子镀） 离子溅射注入加工 化学(电化学)附着 化学(电化学)结合 热附着 扩散(熔化)结合 物理结合 注入 结合加工(附着加工) 车削，铣削，钻削，磨削 蚀刻，化学抛光，机械化学抛光 电解加工，电解抛光 电子束加工，激光加工，热射线加工 扩散去除加工，熔化去除加工 离子束溅射去除加工，等离子体加工 机械去除 化学分解 电解 蒸发 扩散与熔化 溅射 分离加工(去除加工) 加工方法 加工机理 微细与超微细加工机理与加工方法 ◆主要采用铣、钻和车三种形式，可加工平面、内腔、孔和外圆表面。 ◆刀具：多用单晶金刚石车刀、铣刀（右图）。铣刀的回转半径（可小到5μm）靠刀尖相对于回转轴线的偏移来得到。当刀具回转时，刀具的切削刃形成一个圆锥形的切削面。 微细机械加工 单晶金刚石铣刀刀头形状 微小位移机构 ，微量移动应可小至几十个纳米 。 高灵敏的伺服进给系统。要求低摩擦的传动系统和导轨支承系统，以及高跟踪精度的伺服系统。 高的定位精度和重复定位精度，高平稳性的进给运动。 低热变形结构设计。 刀具的稳固夹持和高的安装精度。 高的主轴转速及动平衡。 稳固的床身构件并隔绝外界的振动干扰。 具有刀具破损检测的监控系统。 ◆ 微细机械加工设备 机床有X、Z、C、B四个轴，在B 轴回转工作台上增加A轴转台后，可实现5轴控制，数控系统的最小设定单位为1nm。可进行车、铣、磨和电火花加工。 旋转轴采用编码器半闭环控制，直线轴则采用激光全息式全闭环控制。 为了降低伺服系统的摩擦，导轨、丝杠螺母副以及伺服电机转子的推力轴承和径向轴承均采用气体静压结构。 FANUC 微型超精密加工机床 ◆ FANUC ROBO nano Ui 型微型超精密加工机床 载流导体： ◎逆压电材料（如压电陶瓷PZT）——电场作用引起晶体内正负电荷重心位移（极化位移），导致晶体发生形变。 ◎磁致伸缩材料（如某些强磁材料）——磁场作用引起晶体发生应变。 ◆ 直接线性驱动（直线电机驱动） 工作原理：载流导体在电场（或磁场）作用下产生微小形变，并转化为微位移。 特点： ◎结构简单，运行可靠，传动效率高。 ◎进给量可调，进给速度范围宽，加速度大。 ◎行程不受限制。 ◎运动精度高。 ◎技术复杂。 电磁驱动装置（直线电机）工作原理 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁2去掉励磁，松开 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件加励磁电压，伸长Δ 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁2加励磁，夹紧 电磁铁1去掉励磁，松开 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 逆压电元件去掉励磁电压，恢复原长，电磁铁1移动 Δ 逆压电元件 电磁铁 1 电磁铁 2 电磁铁加励磁，夹紧 Δ Δ 直线电机驱动定位平台(YOKOGAWA公司） 直线驱动与伺服电机驱动比较 直线驱动与伺服电机驱动比较 性 能 伺服电机＋滚珠丝杠 直线驱动 定位精度(μm/300mm) 5～10 0.5～1.0 重复定位精度(μm) ±2～±5 ±0.1～±0.2 最高速度(m/min) 20～50 60～200 最大加速度(g) 1～2 2～10 寿命(h) 6000～10000 50000 电极线沿着导丝器中的槽以5～10mm/min的低速滑动，可加工圆柱形的轴。如导丝器通过数字控制作相应的运动，还可加工出各种形状的杆件（下图）。 ◆ 线放电磨削法（WEDG） WEDG 可加工的各种截形杆 微细电加工 WEDG工作原理 Ⅰ－Ⅰ Ⅰ Ⅰ 工件 金属丝 导丝器 离子束 4. 刻蚀 （形成沟槽） 5. 沉积 （形成电路） 6.