第1章 绪论(精密与特种加工)必威体育精装版.ppt

磁头、磁盘的表面粗糙度Ra 0.1 nm 磁头表面保护膜厚度 2 nm 磁存储密度： ?100 Gb/in2； 磁头在磁盘表面 的飞行高度8 nm 纳米级运动控制问题 亚微米级定位问题 亚纳米表面抛光与测量问题 超薄膜的均匀生长问题 磁头/磁盘制造中的精密制造问题 精密与特种加工的产生与特点 * 特种加工技术的产生与特点 精密与特种加工的产生与特点 四大加工问题 1 难切削材料的加工问题 2 特殊复杂表面的加工问题 3 超精密表面的加工问题 4 特殊零件的加工问题 产生背景 陶瓷，玻璃，硅，金刚石，不锈钢，钛合金，高温镍基合金等 曲面；非规则几何型面；功能表面等 微纳尺度；低刚度；薄壁；易氧化；非圆孔；深小孔等 * 精密与特种加工的产生与特点 定义 特点 主要借助电、热、光、声、化学等能量或其组合来以实现工件的尺寸、表面质量或形状特征的改变的所有加工方法的总称。 中国：特种加工，非传统加工(NTM,Non-traditional Machining) 非常规机械加工(NCM,Non-Conventional Machining) 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、 光、声、热等)实现 加工工具硬度可以低于被加工材料的硬度 加工过程中工具和工件之间一般不存在显著的机械切削力 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM)。 第一章 绪论 精密与特种加工技术 * Contact:mingpingmei@163.com, 0391-3987500 * 课程安排与概述 总 学 时：32(含4学时实验课) 时 间：第8周-第12周 课程特点： 相对松散：精密与超精密加工；特种加工；方法间缺乏 紧密的内在逻辑联系 内容多样：涉及精密超精密加工、多种特种加工方法 基本要素：基本原理、基本工艺特征、主要用途 * * 精密与特种加工的产生与特点 精密与特种加工的分类 精密与特种加工对机械制造工艺的影响 精密与特种加工的地位与发展趋势 主要内容 封装 硅片 芯片 * 精密与特种加工的产生与特点 案例1：集成电路芯片(chips)的制造 特殊材料：硅 超高精度：微纳米 微纳尺度：微纳米 * 精密与特种加工的产生与特点 硅片(wafer) Chips before slicing 高平整度 超光滑 高精度 高表面质量 航空发动机(最难制造的部件) * 精密与特种加工的产生与特点 精密与特种加工的产生与特点 案例2：航空发动机涡轮叶片的加工 风扇叶片 压缩机叶片 高压涡轮叶片 低压涡轮叶片 * 精密与特种加工的产生与特点 案例2：航空发动机涡轮叶片的加工 精密与特种加工的产生与特点 材料特殊：耐高温镍基合金和涂层 形状复杂：变截面，空间多维 结构复杂：曲孔，异型孔等 * 精密与特种加工的产生与特点 精密与特种加工的产生与特点 案例3：光学镜片的加工 精度：超光滑，廓形超精密 形状：曲面，非球面 材料：大都是硬脆材料 * 案例4：微小或易变形零件/特征的加工 精密与特种加工的产生与特点 喇叭形网孔滤网 刮胡刀网罩 喷气管 薄壁零件 精密与特种加工的产生与特点 * 微型发动机 微型麦克风 微型泵 案例4：微小或易变形零件/特征的加工（续） 精密与特种加工的产生与特点 精度：超精密/精密 尺寸：特征尺寸为微纳米 材料：金属或硅 精密与特种加工的产生与特点 * Miniature 0.1m-0.1mm  MEMS 0.1mm-0.1μm  NEMS 100nm-0.1nm 精密与特种加工的产生与特点 * 精密与特种加工的产生与特点 * 案例5：任意形状零件/特征的快速加工 精密与特种加工的产生与特点 精密与特种加工的产生与特点 形状：任意 速度：快速 材料：不限 20世纪60年代：适应核能、大规模集成电路、激光和航空航天等尖端技术的需要 对产品质量的追求 硬盘或光学零件：极低表面粗糙度和极高几何尺寸精度，Ra≤0.1nm，精度≤10nm 对产品小型化的追求 电子器件；M/NEMS；表面积/体积?，工件的表面质量及其完整性越来越重要 对产品高可靠性的追求 Ra?，耐磨性好，精度?，运动稳定好，工作寿命长. 对产品高性能的追求 * 精密与特种加工的产生与特点 精密超精密加工技术的产生与特点 制造精度直接关联产品质量（性能，可靠性，寿命） 制造技术发展与提高的核心：自动化智能制造；精密与超精密加工 * 不是指某一特定的加工方法，也不是指比某给定的加工精度高一个数量级的加工技术，而是指在机械加工领域中，某一个历史时期所能达到的较(最)高加工精度的各种精密加工方法的